基于西門子SCOUT的FB數(shù)據(jù)塊的編寫與應(yīng)用

劉昌盛，孫博文

（沈陽(yáng)機(jī)床成套設(shè)備有限責(zé)任公司 遼寧 沈陽(yáng) 110142）

1 引言

FB(Function Block)是一個(gè)有靜態(tài)數(shù)據(jù)的子程序，故FB塊執(zhí)行后，所有的本地變量會(huì)保持原有的值，只有明確聲明為臨時(shí)變量的值會(huì)丟失。使用FB塊必須先定義一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊，然后輸入FB塊的名字作為數(shù)據(jù)類型。FB的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該背景數(shù)據(jù)塊中。可以定義多個(gè)FB背景數(shù)據(jù)塊，每個(gè)背景數(shù)據(jù)塊相對(duì)獨(dú)立。FB背景數(shù)據(jù)塊的靜態(tài)數(shù)據(jù)會(huì)一直保持直到該背景塊再次調(diào)用。

下面通過(guò)實(shí)例來(lái)介紹FB數(shù)據(jù)塊的編寫與應(yīng)用：

本廠設(shè)計(jì)研發(fā)了一款以西門子SIMOTION D為控制核心，加掛功率伺服模塊和伺服電機(jī)，變頻器，模擬量檢測(cè)與工控機(jī)，液壓控制器相組合用于汽車新能源方面的自動(dòng)化設(shè)備。該設(shè)備自動(dòng)化程度較高，邏輯繁瑣復(fù)雜，編程語(yǔ)言主體采用LAD編程語(yǔ)言。

2 FB塊的編寫步驟

首先打開(kāi)SCOUT，創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，在“PROGRAMS”目錄樹(shù)下雙擊“Insert LAD/FBD unit”插入一個(gè)LAD/FBD程序單元，“Name”欄為“LFUnit_2”。

在“LFUnit_2”中用鼠標(biāo)左鍵雙擊“Insert LAD/FBD program”插入一個(gè)子程序，程序名為“Condition_determine”，創(chuàng)建類型（Creation type）選擇“function block”。另外，還可以輸入作者等信息。

在創(chuàng)建的FB程序的變量聲明中定義變量，如圖1所示。

在程序編輯區(qū)域右鍵單擊“insert network”，插入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。并在網(wǎng)絡(luò)中建立所需邏輯。如圖2所示。

在用戶程序LAD/FBD unit或LAD/FBD program的變量聲明表中定義FB的背景數(shù)據(jù)塊。

圖1 FB程序的變量聲明列表

圖2 編寫的FB程序

在LFUnit_1中創(chuàng)建一個(gè)程序，用鼠標(biāo)左鍵雙擊“insert LAD/FBD program”插入一個(gè)名為“Saw_action”的程序，創(chuàng)建類型（Creation type）選擇“program”。

插入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，然后把LFUnit_2中的FB“Condition_determine”拖入該網(wǎng)絡(luò)，并選擇“CD201”作為背景數(shù)據(jù)塊，在該功能塊的右鍵快捷菜單中選擇“display”-＞“all box parameters”可以顯示功能塊的所有引腳。

雙擊功能塊，在單出的“enter call parameter”畫面中可以為功能塊的參數(shù)賦值，也可以直接在LAD編輯器中直接對(duì)功能塊賦值。在功能塊執(zhí)行后，背景數(shù)據(jù)塊中的靜態(tài)數(shù)據(jù)仍然保留，可以在主程序中訪問(wèn)其輸出參數(shù)，如圖3所示。

圖3 編寫調(diào)用FB的程序

3 FB塊的應(yīng)用與解析

“SAW_load1”條件步驟被激活，開(kāi)始判斷上料氣缸伸出到位信號(hào)INB3.0和縮回到位信號(hào)INB3.2。為了降低開(kāi)關(guān)信號(hào)的誤觸發(fā)和提高判斷的穩(wěn)定型，在FB“Conditiondetermine”塊中增加了一個(gè)防抖動(dòng)計(jì)時(shí)器“TON2”。即當(dāng)上料氣缸伸出到位信號(hào)觸發(fā)并且上料氣缸縮回到位未觸發(fā)穩(wěn)定0.5秒后，輸出result2“OK_CD201”。當(dāng)上料氣缸伸出到位信號(hào)未觸發(fā)或上料氣缸縮回到位觸發(fā)保持2秒，則輸出報(bào)警信號(hào)result1“HMI_ERROR201”。如在SURE端加入輸入信號(hào)則可將HMI_ERROR201報(bào)警保持，反之不保持。

在主程序中可以建立其他背景數(shù)據(jù)塊來(lái)判斷其他動(dòng)作，每個(gè)背景數(shù)據(jù)塊（如CD201）相對(duì)獨(dú)立。注意！因?yàn)镕B背景數(shù)據(jù)塊的靜態(tài)數(shù)據(jù)會(huì)一直保持直到該背景塊再次調(diào)用，即當(dāng)停止調(diào)用該FB塊，在其相應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊中依然保存著調(diào)用結(jié)束前的數(shù)據(jù)。在應(yīng)用時(shí)要注意此處以避免邏輯錯(cuò)誤、信號(hào)誤觸發(fā)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上實(shí)例可以衍生出更多的FB塊應(yīng)用，在本產(chǎn)品中如各個(gè)軸參數(shù)的計(jì)算，多個(gè)模擬量信號(hào)的檢測(cè)，單個(gè)執(zhí)行動(dòng)作的到位檢測(cè)和報(bào)警，坐標(biāo)及安全范圍的設(shè)定，步驟執(zhí)行的編號(hào)均應(yīng)用到了FB塊（如LFUnit_2中均為FB塊）。

使用FB塊可使主程序?qū)哟吻逦{(diào)理明確，降低了編程難度和復(fù)雜性。同類邏輯保持相同的邏輯判斷與結(jié)構(gòu)，保證程序準(zhǔn)確和統(tǒng)一。在其他產(chǎn)品項(xiàng)目中，類似的邏輯均可保持統(tǒng)一。可更好的實(shí)現(xiàn)編程及電氣工藝化、標(biāo)準(zhǔn)化，降低程序?qū)彶榕c故障排除的難度。

[1]王薇，深入淺出西門子運(yùn)動(dòng)控制器-SIMOTION實(shí)用手冊(cè)[M]-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013，6.

[2]西門子（中國(guó)）有限公司simotion官網(wǎng) http://siemens.com/simotion