6ES7317-6FF04-0AB0

6ES7317-6FF04-0AB0概述

下面以发动机组控制系统为例，介绍如何编辑和使用多重背景数据块。

例 发动机组控制系统设计——使用多重背景

设某发动机组由1台汽油发动机和1台柴油发动机组成，现要求用PLC控制发动机组，使各台发动机的转速稳定在设定的速度上，并控制散热风扇的启动和延时关闭。每台发动机均设置一个启动按钮和一个停止按钮。

项目的编程步骤如下：

（1）创建S7项目。使用菜单“文件"à“新建工程"向导创建发动机组 控制系统的S7项目，并命名为“多重背景"。CPU选择CPU 315- 2DP，项目包含组织块OB1。

（2）硬件配置。在“多重背景"项目内打开“SIMATIC 300（1）"文件夹，打开硬件配置窗口，并按图1完成硬件配置。

图1 硬件配置

（3）编辑如图2所示的符号表。

（4） 规划程序结构。程序结构规划如图3所示。FB10为上层功能块，它 把FB1作为其“局部实例"，通过二次调用本地实例，分别实现对汽 油机和柴油机的控制。这种调用不占用数据块DB1和DB2，它将每次调用（对于每个调用实例）的数据存储到体系的上层功能块FB10的背景数据块DB10中。

（5）编辑功能（FC）。FC1用来实现发动机（汽油机或柴油机）的风扇控制，按照控制要求，当发动机启动时，风扇应立即启动；当发动机停止后，风扇应延时关闭。因此FC1需要一个发动机启动信号、一个风扇控制信号和一个延时定时器。

1） 定义局部变量声明表。局部变量声明表如表1所示，表中包含3个变量，两个IN变量，1个OUT变量。

表1 变量声明表

2） 编辑FC1的控制程序。FC1所实现的控制要求：发动机启动时风扇启动，当发动机再次关闭后，风扇继续运行4s，然后停止。定时器采用断电延时定时器，控制程序如图4所示。

图4 FC1控制程序

（6）编辑共享数据块。共享数据块DB3可为FB10保存发动机（汽油机和柴油机）的实际转速，当发动机转速都达到预设速度时，还可以保存该状态的标志数据。DB3的数据如图5所示。

（7） 编辑功能块（FB）。在该系统的程序结构内，有2个功能块：FB1和FB10。FB1为底层功能块，所以应首先创建并编辑；FB10为上层功能块，可以调用FB1。

1） 编辑底层功能块FB1。在项目内创建FB1，符号名“Engine"。定义功能块FB1的变量声明表如表2所示。

FB1主要实现发动机的启停控制及速度监视功能，其控制程序如图6所示。

图6 FB1程序

2） 编辑上层功能块FB10。在项目内创建FB10，符号名“Engines"。在FB10的属性对话框内激活“多情景标题"选项，如图7所示。

图7 将FB10设置成使用多重背景的功能块

要将FB1作为FB10的一个“局部背景"调用，需要在FB10的变量声明表中为FB1的调用声明不同名称的静态变量，数据类型为FB1（或使用符号名“Engine"），如表3所示。

表3 FB10的变量声明表

在变量声明表内完成FB1类型的局部实：“Petrol_Engine"和“Diesel_Engine"的声明以后，在程序元素目录的“多重实例"目录中就会出现所声明的多重实例，如图8所示。接下来可在FB10的代码区，调用FB1的“局部实例"。

编写功能块FB10的控制程序如图9所示。调用FB1局部实例时，不再使用独立的背景数据块，FB1的实例数据位于FB10的实例数据块DB10中。发动机的实际转速可直接从共享数据块中得到，如DB3.DW0（符号地址为“S_Data".PE_Actual_Speed）。

图9 FB10的控制程序

（8） 生成多重背景数据块DB10。在项目内创建一个与FB10相关联的多重背景数据块DB10，符号名“Engine_Data"。如图10所示。

图10 DB10的数据结构

（9） 在OB1中调用功能（FC）及上层功能块（FB）。OB1控制程序如图11所示，“程序段4"中调用了FB10。

图11 OB1控制程序

使用多重背景时应注意以下问题：

（1） 首先应生成需要我次调用的功能块（如例中的FB1）。

（2） 管理多重背景的功能块（如例中的FB10）必须设置为有多重背景功能。

（3） 在管理多重背景的功能块的变量声明表中，为被调用的功能块的每一次调用定义一个静态（STAT）变量，以被调用的功能块的名称（如FB1）作为静态变量的数据类型。

（4） 必须有一个背景数据块（如DB10）分配给管理多重背景的功能块。背景数据块中的数据是自动生成的。

（5） 多重背景只能声明为静态变量（声明类型为“STAT"）。

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变频器预备知识

如何让电机正常运行是个工业的老话题了，小电机的可以直接启动，有的大一点功率电机是星三角，有的是软起动，但是工业上大多数用的是变频器（VFD）。 因此如何控制变频器带动电机正常运转是优秀工控人的所具备基本的技能。

什么是变频器？

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如电机过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

一般来说，PLC如果控制变频器，如图总体上来说三种方式，变频器要控制电机总体来说有二种方式，下面便简单的介绍下。（这里说的都是通用变频器）

图一：PLC控制VFD，VFD控制电机

1， PLC如何控制变频器？

1 这个的先说二个概念：

1）信号源；给变频器正转还是反转，还是停止信号。控制电机动作的信号。

2）频率源: 给电机以多少转速，多少HZ工作,找准信号源与频率源，VFD就能干活

2 plc控制VFD的几种方式

1） BOP面板直接启停调速

2） 开关量输入端子（固定功能端子+多功能端子，分UP/down 和多转速）启停调速

开关量输入端子启停，电位计调速

开关量输入端子启停，模拟量给定调速

3）通信--自己通信协议或者MODBUS

二 信号源与频率源的给定。图二：V20 变频器频率源给定

三，变频器是如何控制电机的？

VFD控制电机，所谓的U/F就是恒压频比控制，输出的电压和频率可调，这是一般的控制器，很少用到了，一般是控制4KW以下的电机。现在工业上都是用的高功能的控制器，

不仅可以控制输出电压与频率，还可以控制输出转矩。说白了就是我要多少转速就是转速，同时我还要符合不同负载所需要的转矩。矢量控制是在高能控制器的基础上，大大提高了控制的精度。

上面说了，PLC控制VFD，就是要告诉VFD信号源与频率源。这些来源可以是面板给定的，也可以是通过VFD的输入端子给定，也可以通过通信的方式给定（西门子DP或者PN，三菱的CC-lnk或者走通用的MODBUS）但在这之前，还有一步重要的步骤要做。

四，快速调试与电机静态识别

1） 快速调试

所谓的快速调速就是固定的，集中的参数放在一起设定，以V20为例

1.1进入快速调试的三种方法：

1)恢复出厂P0010=30，P0970=31，完成后，BOP操作面板跳到选择HZ的画面，选择50H，进入快速调试后，右上角的灯会闪烁,长按M后退出快速调试

2)显示菜单长按M键，进入快速调试后，右上角的灯会闪烁,长按M后退出快速调试

3)在参数列表里P0010=1 进入快速调试后，右上角的灯会闪烁,长按M后退出快速调试