采用I/O模塊和FC105/FC106控制閥門開度

孫博文，劉昌盛

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

1 設(shè)備介紹

1.1 FC105的功能介紹

SCALE(FC105)功能將一個(gè)整數(shù)型INTEGER(IN)轉(zhuǎn)換成上、下限（HI_LIM、LO_LIM）之間的實(shí)際工程值結(jié)果寫到OUT中。

公式如下：

OUT=[(IN-K1)/(K2-K1)*(HI_LIM-LO_LIM)]+LO_LIM

其中K1、K2取決于IN是雙極性還是單極性。

如果輸入值大于上限或輸入值小于下限，輸出限位到與其相近的上限值或者下限值，并返回錯(cuò)誤代碼。

1.2 FC106的功能介紹

UNSCALE(FC105)功能將一個(gè)整數(shù)REAL(IN）轉(zhuǎn)換成上、下限（HI_LIM、LO_LIM）之間的實(shí)際工程值，數(shù)據(jù)類型為整數(shù)型，結(jié)果寫到OUT中。

公式如下：

OUT=[(IN-LO_LIM)/(HI_LIM-LO_LIM)*(K2-K1)]+K1

其中K1、K2取決于IN是雙極性還是單極性。如果輸入值大于上限或輸入值小于下限，輸出限位到與其相近的上限值或者下限值，并返回錯(cuò)誤代碼。

1.3 帶有模擬量輸入、輸出的I/O模塊

該模塊是一個(gè)不帶外殼的外設(shè)模塊，用于連接PROFINET IOD的自動化系統(tǒng)框架中的數(shù)字量的輸入、輸出端。I/O模塊外觀及端口見圖1。

該模塊具備以下特性：

（1）72個(gè)數(shù)字量輸入端，48個(gè)數(shù)字量輸出端

（2）兩個(gè)模擬量輸入端，兩個(gè)模擬量輸出端

（3）PROFINET IO接口

（4）板載狀態(tài)顯示，6個(gè)LED顯示燈構(gòu)成

（5）數(shù)字量輸入、輸出端的3個(gè)插接頭為50針的柱狀連接器，可連接50芯扁平電纜

（6）允許使用轉(zhuǎn)接頭或直接連接分配板

（7）模擬量信號電纜允許直接連接到模塊的段子上

（8）模塊和數(shù)字量輸出端的電源由一個(gè)外部電源提供。

圖1 I/O模塊外觀及端口

2 方案實(shí)施

一般情況下，利用功能FC105/FC106實(shí)現(xiàn)工程量與模擬量之間轉(zhuǎn)化時(shí)，都需要外加模擬量輸入模板SM331及模擬量輸出模板SM332。但是此方案生產(chǎn)成本較高，我此次采用帶有模擬量輸入、輸出端口的I/O模塊代替SM332，實(shí)現(xiàn)模擬量與工程值的轉(zhuǎn)換。

首先在STEP7中，編程界面下，為所需壓力分為兩檔。

程序如下：

其中"壓力值".DB_VAR[0]、"壓力值".DB_VAR[3]為操作人員輸入系統(tǒng)的四個(gè)檔位，分別為10、20。經(jīng)過計(jì)算得出"壓力值".DB_VAR[2]、"壓力值".DB_VAR[5]分別為1、3。此處需要注意的是，我公司采用的受控閥門（比例減壓閥）可接受的最大電壓為10V，I/O模塊輸出的最大電壓也為10V，如果在最大檔位時(shí)輸出10V電壓，就可能造成比例減壓閥電壓溢出，造成機(jī)床報(bào)警并且急停。

兩個(gè)檔位對應(yīng)兩個(gè)M碼，分別為M80、M81，通過在加工程序中編程來更換檔位，并將該檔位對應(yīng)的實(shí)數(shù)值送到MD410中，作為FC106的輸入值進(jìn)行計(jì)算。

程序如下：

在Program elements中的Libraries下的Standard Library下的TI-S7 Converting blocks中找到功能FC105/FC106，并調(diào)用該功能。此方案中我們選擇單極性上下限（BIPOLAR∶=FALSE），設(shè)定上限為10.0，下限為0.0，輸出的整數(shù)值送進(jìn)MW710。

程序如下：

這里需要注意的是西門子828D與840Dsl在讀取數(shù)據(jù)時(shí)的區(qū)別，840Dsl先讀取高位字節(jié)，為配合此次選用的I/O模塊，所以將MB712送入QB263，將MB713送入QB262。

處理完梯形圖后，我們下一步需要處理I/O模塊。

首先通過梯形圖為I/O模塊模擬量輸出端口(X3）相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行修改。該I/O模塊的模擬量輸入輸出端口有四個(gè)通道，每個(gè)通道都四種運(yùn)行方式。

程序如下：

此時(shí)會有與QW262中數(shù)值相對應(yīng)的模擬電壓從I/O模塊的模擬量輸出接口輸出，通過導(dǎo)線連接到比例減壓閥的電子放大器中。

3 結(jié)論

這樣，我們就完成了使用FC106配合帶模擬量輸入輸出接口的I/O模塊控制比例減壓閥開度的所有準(zhǔn)備工作，已可以通過在機(jī)床操作面板上更改數(shù)值來增加或減少比例減壓閥的開度，進(jìn)而控制壓力的大小。

[1] SINUMERIK840Dsl/828D基本功能.

[2] S7-300和S7-400語句表編程參考手冊.