SIMATIC-PCS7--CFC编程

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1、2022-7-3SIMATIC PCS7 标准培训CFC编程Sciample Training-SIMATIC PCS722022-7-3内 容nCFC简介nCFC编程环境nCFC编程步骤nCFC技术块nCFC编程实例2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS73CFC 简介nCFC是连续控制图，为英文单词Continuous Function Chart的缩写。nCFC是基于图形用户界面的编辑器，它通过给预先编辑好的块指定参数或者建立连接，从而实现创建CPU程序结构。2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS74CFC的编程环境

2、（1）2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS75CFC的编程环境（2）n打开CFC块，缺省只有一个级，可以通过添加达到26个级，分别以英文字母A-Z表示，在每个级中又分6页n右边为库，包括西门子自身提供的和用户预先编写好的块，对于熟悉块名称的用户可以在右下角直接输入块名搜索到你需要使用的块2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS76CFC的编程环境（3）n快捷键部分：通过该上下选择，可以切换当前浏览的页面 切换到所有页面总览模式 切换到具体某一页面浏览模式2022-7-3Sciample Training-SIMATIC P

3、CS77CFC的编程环境（4）n快捷键部分：运行顺序，确定程序结构2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS78CFC的编程环境（5）n快捷键部分：编译 下载 测试模式 CFC块交叉索引2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS79CFC的编程环境（6）n快捷键部分：定义CFC块的接口，用于实现在CFC中调用 另一个预先编好的CFC块实现步骤（1）创建一个CFC块，定义好接口，用于在另外的CFC块中调用 （2）打开一个新的CFC块，从库的 Charts目录中选择预先编好的CFC块，拖到程序中即可2022-7-3Sciample T

4、raining-SIMATIC PCS710CFC的编程环境（7）CFC编程步骤：n 组态n 编译n 下载n 测试（1）组态：从主数据库中把需要用到的块拖到相应的程序区域中，修改参数值，连接相应块的输入输出接口。2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS711CFC的编程环境（8）（2）编译：2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS712CFC的编程环境（9）nGenerate module drivers,生成模块驱动nUpdate sampling time,系统可以在编译之前，检查并查找相关块所安装的OB，并在输入端“SA

5、MPLE_T”（相当于块的采样时间）进行相应的输入nDelete empty run-time groups，删除存在于S7程序中的空运行时间功能块组 2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS713CFC的编程环境（10）（3）下载，把用户组态的工程下载到相应的PLC中（4）测试n选择菜单命令DebugTest Mode,激活测试模式n选择菜单命令DebugWatch On，所有在块属性中以测试模式激活的块I/O以黄色背景显示 Sciample Training-SIMATIC PCS7142022-7-3CFC技术块n驱动技术块n控制技术块n转换技术块n数学

6、运算技术块n操作技术块n信息技术块2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7151、驱动技术块1（1）CH_AI：FC275实现功能：模拟量输入信号处理 nMODE：CFC块编译时选择“产生模块驱动”，系统自动连接到MOD块nVALUE：模拟量输入信号nVHRANGE、VLRANGE：定义模拟量输入信号的码值线性转换后的量程nSIM_ON为真值时，输出由仿真值SIM_V给出nSUBS_ON为真值时，输出由替换值SUBS_V给出 2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7161、驱动技术块2nV：输出值nQUALITY：质量代码

7、，具体有以下几种形式 16#80 有效值 16#60 仿真值 16#44 上一个有效值 16#48 替换值 16#00 无效值2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7171、驱动技术块3（2）CH_AO：FC276实现功能：模拟量输出信号处理 nMODE：CFC块编译时选择“产生模块驱动”，系统自动连接到MOD块nSIM_ON为真值时，输出VALUE由仿真值SIM_U给出；为假值时，由U给出nUHRANGE、ULRANGE定义量程内的数转换回码值的量程2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7181、驱动技术块4（3）CH_

8、DI：FC277 CH_DO：FC278实现功能：开关量输入输出信号处理 nMODE：CFC块编译时选择“产生模块驱动”，系统自动连接到MOD块nSIM_ON为真值时，由仿真值SIM_I给出到块输出；为假值时，分别由块输入VALUE、I给出到块输出nSUBS_ON为真值时，由替换值SUBS_I给出到块输出2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7192、控制技术块1（1）常规PID控制块 CTRL_PID：FB61 n适用场合:固定设定值控制 串级控制 比例控制 比值控制 2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7202、控制

9、技术块2控制块本身可以实现的功能n模式：手动、自动、跟踪n判断过程值状态并且生成相应信息n抑制扰动n设定值跟踪n输入值、设定值、输出值的设限n死区n比例、积分、微分根据需要激活 2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7212、控制技术块3控制块工作原理：2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7222、控制技术块4CTRL_PID技术块图解12022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7232、控制技术块5该图解释了SP值的产生1、2、图中U_HL、U_LL和SPEXTHLM、SPEXTLLM分

10、别起到在不同情况下给出SP值的限幅作用2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7242、控制技术块6CTRL_PID技术块图解22022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7252、控制技术块7CTRL_PID技术块图解32022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7262、控制技术块8以上两幅图解释了块输出LMN的产生n从OS站可以更改块的运行模式（AUTO_ON_OP值1为自动，0为手动）n在手动模式下，输出由MAN_OP决定（要求允许手动输入MAN_OP_EN为1，且MAN_OP在上下限MAN_

11、HLM、MAN_LLM之间）n在自动模式下，输出通过PID计算给出（其中PV_IN为反馈，GAIN为比例，TN为积分，TV为微分）2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7272、控制技术块9n调节方向由比例系数正负值决定n在跟踪模式下，LMN和LMN_TRK相连，以避免手自动切换产生异常波动，不利于生产工况。n串级系统中，主回路输出LMN应连接到副回路输入SP_EXT；考虑到两个回路在断开和建立串级之间的切换产生波动，主回路跟踪输入LMN_TRK应连接到副回路的SPn需要考虑内外部给出设定值SP之间的无扰动切换，由管角SP_TRK_ON决定2022-7-3S

12、ciample Training-SIMATIC PCS7282、控制技术块10（2）MEAS_MON：FB65实现功能：监控一个模拟量，含有上下限报警和警告nU为监控的模拟量nU_AH、U_AL为报警的上下限值，U_WH、U_WL为警告的上下限值；QH_ALM、QL_ALM、QH_WRN、QL_WRN分别对应上下限报警或警告的给出2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7292、控制技术块11（3）MOT_REV :FB67 实现功能：用于控制双向运转电机n模式切换：从OS站对管角AUT_ON_OP进行修改，可以切换运行模式，1为自动，0为手动；可以由QMA

13、N_AUT验证n在FW_OP_EN，RV_OP_EN，OFFOP_EN允许情况下（1为允许，0为禁止），决定正转、反转以及停止分别由FORW_ON、MOT_OFF和REV_ON决定；正转、反转或停止只能有一种成立，建议电气上也应实现互锁2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7302、控制技术块12n模块提供可监视电机运行停止时间，在管角MONITOR为1的情况下，由TIME_ON和TIME_OFF可知道当前电机运行、停止的时间n错误复位由管角RESET决定nSTART_OFF决定CPU切换到运行时电机的状态；1为电机停止，0为保持上一个运行状态2022-7-

14、3Sciample Training-SIMATIC PCS7312、控制技术块13（4）MOT_SPED :FB68实现功能：用于控制单向运转，有快速和慢速运行之分的电机n基本解释见MOT_REV nSP1_ON，SP2_ON，MOT_OFF决定电机快速运行、慢速运行和停止；三个只能一个有效。2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7322、控制技术块14（5）MOTOR :FB66实现功能：用于控制电机，电机运行状态可选择监视n模式切换：从OS站对管角AUT_ON_OP进行修改，可以切换运行模式，1为自动，0为手动；可以由QMAN_AUT验证nLOCK和L

15、OCK_ON决定电机立即运行或停止，优先级最高，其中LOCK让电机立即停止，在LOCK为0时，LOCK_ON让电机立即运行nFB_ON为电机反馈状态2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7332、控制技术块15（6）VALVE:FB73实现功能：用于控制阀的启停n模式切换：从OS站对管角AUT_ON_OP进行修改，可以切换运行模式，1为自动，0为手动；可以由QMAN_AUT验证nVL_OPEN和VL_CLOSE在V_LOCK为0的情况下决定阀的开或关，同时VL_CLOSE锁定VL_OPEN，即二者都为1时阀关闭；V_LOCK为1时阀立即关闭2022-7-3S

16、ciample Training-SIMATIC PCS7342、控制技术块16VALVE:FB73nFB_CLOSE和FB_OPEN对应阀的开关反馈信号，对于单反馈或没有反馈的阀可以只连接一个管角或不连2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7352、控制技术块17（7）INTERLOCK:FB75 实现功能：开关量的逻辑运算n输入信号最多为10个，分成两组I1_1.5,I2_1.5n当NEG1_1.5和NEG2_1.5中任意某一个为1时，相应的输入信号取反再进行逻辑运算n当NEGRES_1或NEGRES_2为1时，表示对第一组或第二组信号的结果取反再进行逻

17、辑运算nAND_OR1.3，为1时进行逻辑与运算，为0时进行逻辑或运算；AND_OR1.2表示对第一组或第二组进行逻辑运算性质，AND_OR3表示对两组信号逻辑运算结果再运算的性质2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7362、控制技术块18INTERLOCK:FB75nQ1、Q2分别表示第一组、第二组信号的逻辑运算结果；Q3表示总逻辑运算结果2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7373、转换技术块R_TO_DW:FC282实现功能：浮点数转换为双字n浮点数应该在0.0和4294967000.0之间n当浮点数超上限或低下

18、限时，ENO=0，并且相应输出为上限值4294967000或下限值02022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7384、数学运算技术块1（1）ADD4_P :FC256 实现功能：4个浮点数求和 V=U1+U2+U3+U4 Un（n=4)缺省为0（2）ADD8_P :FC257 实现功能：8个浮点数求和 V=U1+U2+Un（n=8）Un（n=8)缺省为02022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7394、数学运算技术块2（3）MUL4_P :FC262 实现功能：4个浮点数求积 V=U1*U2*U3*U4 Un（n=4)缺省为1

19、（4）MUL8_P :FC263 实现功能：8个浮点数求积 V=U1*U2*Un（n=8）Un（n=8)缺省为12022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7404、数学运算技术块3（5）AVER_P :FB34 实现功能：计算某一个参数在一定时间内的平均值 RUN由0变为1的一次跳变时，该块开始执行；RUN为0时，该块停止执行。V=（N*Valt+U）/（N+1）其中Valt为上一次的V值。2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7414、数学运算技术块4（6）COUNT_P :FB36 实现功能：捕捉某一开关量信号的上升沿，进

20、行计 数。nMODE为0时，正向计数；MODE为1时，负向计数n计数结果V达到上限V_HL或下限V_LL时，停止计数，分别给出QVHL、QVLL高电平nRESET=1，MODE=0则V=V_LL，QVLL=1，QVHL=0 MODE=0则V=V_HL，QVLL=0，QVHL=12022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7425、操作技术块1（1）OP_A：FB45实现功能：简单操作控制一个模拟量输出nU由操作员从OS站给出n当LINK_ON=1时，内部值LINK_U传送给V；当LINK_ON=0时，U传送给Vn当LINK_ON=1时，BTRACK=1，U跟踪LI

21、NK_U，从而保证LINK_ON切换为0时，输出V不至于产生突然的跳变；BTRACK=0，则LINK_ON切换为0时，输出V保持最近的U值2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7435、操作技术块2（2）OP_A_LIM：FB46实现功能：操作控制一个模拟量输出n基本解释同OP_An当OP_EN=1时，U可以从OS站给出，否则U锁定n当LINK_U或U在上限U_HL、U_LL之间可以直接传送给V；当超出上下限时，则给出为上下限值2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7445、操作技术块3（2）OP_D：FB48实现功能：操

22、作控制一个开关量输出nI0由OS站给出，但OP_EN0和OP_EN1可以限制输入值，之间关系为：2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7455、操作技术块4OP_D：FB48n当LINK_ON=1时，内部值LINK_I传送给Q0；当LINK_ON=0时，I0传送给Q0n当LINK_ON=1时，BTRACK=1，I0跟踪LINK_I，从而保证LINK_ON切换为0时，输出Q0不至于产生突然的跳变；BTRACK=0，则LINK_ON切换为0时，输出V保持最近的I0值2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7465、操作技术块5（

23、2）OP_TRIG：FB50实现功能：操作控制一个开关量输出一个脉冲nI0由OS站给出n在OP_EN=1时，当I0为1时，在一个周期内Q0为1，紧接着I0和Q0自动复位。2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7476、信息技术块1MESSAGE：FB43实现功能：检测信号变化产生组态好的信息nEN决定该块是否可以运行，1位运行，否则反之nI_1.8为监视的8个开关量nAUX_PR01.10用于更加详细解释信息n用于在OS站上显示的信息可以预先根据需要更改，输入的信息最多为24个字符。2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7

24、486、信息技术块2具体修改信息方法：1、鼠标选择块属性2、鼠标点击信息按钮3、修改其中的文本2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS7496、信息技术块32022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS750三、编程实例1任务：液体原料储存在两个原料罐中，控制泵将原 料送到两个反应釜中。管道及仪表流程图：2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS751三、编程实例2仪表流程图说明：nLI111（液位指示）：原料罐中当前液位测量nNK111和NK112（用户指定的阀门标识符）：节流阀，在注入原料时必须打

25、开nNP111（用户指定的马达标识符）：泵，将原料送入反应釜nNK113和NK114（用户指定的阀门标识符）：阀门，打开时（某一时间只能开启一个）泵将原料送到反映釜1或反映釜2nFC111（流量控制）：执行器，控制原料数量2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS752三、编程实例3n在符号表中创建符号n在相应的层级下插入以下CFC块 CFC_STEP:分配设定值 CFC_FC111:控制剂量和速度 CFC_LI111:控制和模拟液位 CFC_NP111:电机控制 CFC_NK111到114：阀门控制2022-7-3Sciample Training-SIMAT

26、IC PCS753三、编程实例4n打开CFC_STEP，添加两个OP_A_LIM和一个OP_D OP_A_LIM(1):设定剂量 OP_A_LIM(2):设定剂量速度 OP_D:定义用泵将原料送到哪个反应釜中nOP_A_LIM(1):更改其中U为50.0 OP_A_LIM(2):更改其中U为1000.0 U_HL为10000.0 OP_D：I0为off2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS754三、编程实例52022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS755三、编程实例6n打开CFC_FC111，添加以下块 CH_AI：模拟量输

27、入值的信号处理 INT_P:剂量的模拟 DOSE:原料的剂量投配 MUL_R：将输入数值相乘，并将乘积在输出端输出 CTRL_PID：注入液位的监控和过程模式下液位的显示 CH_AO：模拟量输出值的信号处理2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS756三、编程实例7功能块I/O含义值CH_AISIM_ON模拟被激活1MODE测量范围420MA16#0203VHRANGE测量范围上限100SUBS_ON替代值的使能1INT_PV_HL上限总量10000升10000DOSESP_HLM剂量设定值的上限10000MO_PVHR剂量设定值的上限10000SPEXON_

28、L内部/外部切换功能激活1SPEXT_ON内部/外部切换默认值1MUL_RIN2流速值适配参数1CTRL_PIDLIOP_MAN_SEL自动/手动功能激活1LIOP_INT_SEL内部/外部切换功能激活1SPEXON_L控制器切换为外部设定值1GAIN设定控制器增益为“0.50.5CH_AO省略2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS757三、编程实例82022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS758三、编程实例9n打开CFC_LI111，添加以下块 CH_AI：用于读取输入模块的过程值，并使它在 CFC中能读到以作进一步处理

29、INT_P:模拟原料罐中液位 MEAS_MON:注入液位的监控和过程模式下液位 的显示 2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS759三、编程实例10块I/O含义值CH_AIMODE测量范围420mA16#0203VHRANGE测量范围上限100SIM_ON模拟值激活1SIM_V原料罐液位7878SUBS_ON替代值使能1SUBS_VSIM_V替代值78INT_PU原料罐的液位模拟-0.4MEAS_MONU_WH警告上限90m390U_WL警告下限7m37U_AH报警上限98m398U_AL报警下限5m35MO_PVHR容器中的过程值上限100m3100202

30、2-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS760三、编程实例112022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS761三、编程实例12n打开CFC_NP111，添加以下块 CH_DI：开关量输入信号处理 MOTOR:控制电机运行 功能块I/O含义值CH_DISIM_ON开关量模拟激活1SUBS_ON替代值的使能1MOTORMONITOR取消监控功能Monitoring=offAUT_ON_OP激活自动模式Mode=AUTO2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS762三、编程实例132022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS763三、编程实例14n打开CFC_NK111，添加以下块 VALVE：控制阀门的开关n对于另外3个块作同样处理 功能块I/O含义值VALVESTART_SS选择阀门默认状态0MONITOR监控过程反馈值Monitoring=offAUT_ON_OP把阀门切换为自动模式Mode=Auto2022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS764三、编程实例152022-7-3Sciample Training-SIMATIC PCS765总结与练习