6ES7317-6FF04-0AB0概述

下面以發動機組控制系統為例，介紹如何編輯和使用多重背景數據塊。

例 發動機組控制系統設計——使用多重背景

設某發動機組由1臺汽油發動機和1臺柴油發動機組成，現要求用PLC控制發動機組，使各臺發動機的轉速穩定在設定的速度上，并控制散熱風扇的啟動和延時關閉。每臺發動機均設置一個啟動按鈕和一個停止按鈕。

項目的編程步驟如下：

（1）創建S7項目。使用菜單“文件"à“新建工程"向導創建發動機組 控制系統的S7項目，并命名為“多重背景"。CPU選擇CPU 315- 2DP，項目包含組織塊OB1。

（2）硬件配置。在“多重背景"項目內打開“SIMATIC 300（1）"文件夾，打開硬件配置窗口，并按圖1完成硬件配置。

圖1 硬件配置

（3）編輯如圖2所示的符號表。

（4） 規劃程序結構。程序結構規劃如圖3所示。FB10為上層功能塊，它 把FB1作為其“局部實例"，通過二次調用本地實例，分別實現對汽 油機和柴油機的控制。這種調用不占用數據塊DB1和DB2，它將每次調用（對于每個調用實例）的數據存儲到體系的上層功能塊FB10的背景數據塊DB10中。

（5）編輯功能（FC）。FC1用來實現發動機（汽油機或柴油機）的風扇控制，按照控制要求，當發動機啟動時，風扇應立即啟動；當發動機停止后，風扇應延時關閉。因此FC1需要一個發動機啟動信號、一個風扇控制信號和一個延時定時器。

1） 定義局部變量聲明表。局部變量聲明表如表1所示，表中包含3個變量，兩個IN變量，1個OUT變量。

表1 變量聲明表

2） 編輯FC1的控制程序。FC1所實現的控制要求：發動機啟動時風扇啟動，當發動機再次關閉后，風扇繼續運行4s，然后停止。定時器采用斷電延時定時器，控制程序如圖4所示。

圖4 FC1控制程序

（6）編輯共享數據塊。共享數據塊DB3可為FB10保存發動機（汽油機和柴油機）的實際轉速，當發動機轉速都達到預設速度時，還可以保存該狀態的標志數據。DB3的數據如圖5所示。

（7） 編輯功能塊（FB）。在該系統的程序結構內，有2個功能塊：FB1和FB10。FB1為底層功能塊，所以應首先創建并編輯；FB10為上層功能塊，可以調用FB1。

1） 編輯底層功能塊FB1。在項目內創建FB1，符號名“Engine"。定義功能塊FB1的變量聲明表如表2所示。

FB1主要實現發動機的啟停控制及速度監視功能，其控制程序如圖6所示。

圖6 FB1程序

2） 編輯上層功能塊FB10。在項目內創建FB10，符號名“Engines"。在FB10的屬性對話框內激活“多情景標題"選項，如圖7所示。

圖7 將FB10設置成使用多重背景的功能塊

要將FB1作為FB10的一個“局部背景"調用，需要在FB10的變量聲明表中為FB1的調用聲明不同名稱的靜態變量，數據類型為FB1（或使用符號名“Engine"），如表3所示。

表3 FB10的變量聲明表

在變量聲明表內完成FB1類型的局部實：“Petrol_Engine"和“Diesel_Engine"的聲明以后，在程序元素目錄的“多重實例"目錄中就會出現所聲明的多重實例，如圖8所示。接下來可在FB10的代碼區，調用FB1的“局部實例"。

編寫功能塊FB10的控制程序如圖9所示。調用FB1局部實例時，不再使用獨立的背景數據塊，FB1的實例數據位于FB10的實例數據塊DB10中。發動機的實際轉速可直接從共享數據塊中得到，如DB3.DW0（符號地址為“S_Data".PE_Actual_Speed）。

圖9 FB10的控制程序

（8） 生成多重背景數據塊DB10。在項目內創建一個與FB10相關聯的多重背景數據塊DB10，符號名“Engine_Data"。如圖10所示。

圖10 DB10的數據結構

（9） 在OB1中調用功能（FC）及上層功能塊（FB）。OB1控制程序如圖11所示，“程序段4"中調用了FB10。

圖11 OB1控制程序

使用多重背景時應注意以下問題：

（1） 首先應生成需要我次調用的功能塊（如例中的FB1）。

（2） 管理多重背景的功能塊（如例中的FB10）必須設置為有多重背景功能。

（3） 在管理多重背景的功能塊的變量聲明表中，為被調用的功能塊的每一次調用定義一個靜態（STAT）變量，以被調用的功能塊的名稱（如FB1）作為靜態變量的數據類型。

（4） 必須有一個背景數據塊（如DB10）分配給管理多重背景的功能塊。背景數據塊中的數據是自動生成的。

（5） 多重背景只能聲明為靜態變量（聲明類型為“STAT"）。

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變頻器預備知識

如何讓電機正常運行是個工業的老話題了，小電機的可以直接啟動，有的大一點功率電機是星三角，有的是軟起動，但是工業上大多數用的是變頻器（VFD）。 因此如何控制變頻器帶動電機正常運轉是優秀工控人的所具備基本的技能。

什么是變頻器？

變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如電機過流、過壓、過載保護等等。隨著工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。

一般來說，PLC如果控制變頻器，如圖總體上來說三種方式，變頻器要控制電機總體來說有二種方式，下面便簡單的介紹下。（這里說的都是通用變頻器）

圖一：PLC控制VFD，VFD控制電機

1， PLC如何控制變頻器？

1 這個的先說二個概念：

1）信號源；給變頻器正轉還是反轉，還是停止信號。控制電機動作的信號。

2）頻率源: 給電機以多少轉速，多少HZ工作,找準信號源與頻率源，VFD就能干活

2 plc控制VFD的幾種方式

1） BOP面板直接啟停調速

2） 開關量輸入端子（固定功能端子+多功能端子，分UP/down 和多轉速）啟停調速

開關量輸入端子啟停，電位計調速

開關量輸入端子啟停，模擬量給定調速

3）通信--自己通信協議或者MODBUS

二 信號源與頻率源的給定。圖二：V20 變頻器頻率源給定

三，變頻器是如何控制電機的？

VFD控制電機，所謂的U/F就是恒壓頻比控制，輸出的電壓和頻率可調，這是一般的控制器，很少用到了，一般是控制4KW以下的電機。現在工業上都是用的高功能的控制器，

不僅可以控制輸出電壓與頻率，還可以控制輸出轉矩。說白了就是我要多少轉速就是轉速，同時我還要符合不同負載所需要的轉矩。矢量控制是在高能控制器的基礎上，大大提高了控制的精度。

上面說了，PLC控制VFD，就是要告訴VFD信號源與頻率源。這些來源可以是面板給定的，也可以是通過VFD的輸入端子給定，也可以通過通信的方式給定（西門子DP或者PN，三菱的CC-lnk或者走通用的MODBUS）但在這之前，還有一步重要的步驟要做。

四，快速調試與電機靜態識別

1） 快速調試

所謂的快速調速就是固定的，集中的參數放在一起設定，以V20為例

1.1進入快速調試的三種方法：

1)恢復出廠P0010=30，P0970=31，完成后，BOP操作面板跳到選擇HZ的畫面，選擇50H，進入快速調試后，右上角的燈會閃爍,長按M后退出快速調試

2)顯示菜單長按M鍵，進入快速調試后，右上角的燈會閃爍,長按M后退出快速調試

3)在參數列表里P0010=1 進入快速調試后，右上角的燈會閃爍,長按M后退出快速調試