使用SCL語(yǔ)言開發(fā)上升沿或下降沿指令

1.1沿指令概述

沿指令即在程序中用于檢測(cè)信號(hào)的上升沿或下降沿的指令。

在SIMATIC S7-1500和S7-1200 PLC中，選擇編程語(yǔ)言為SCL時(shí)，可以看到TIA Portal軟件自帶兩個(gè)指令分別用于檢測(cè)信號(hào)的上升沿和下降沿，如圖1所示：

圖1

在程序中調(diào)用R_TRIG或F_TRIG時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成1個(gè)背景DB塊，用于存放檢測(cè)信號(hào)的邊沿存儲(chǔ)位，當(dāng)程序中有較多信號(hào)需要檢測(cè)上升沿或下降沿時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生多個(gè)背景DB塊，這樣一來(lái)，過(guò)多的背景DB塊不僅僅不便于管理，且會(huì)過(guò)多占用CPU寶貴的存儲(chǔ)區(qū)。

以SIMATIC S7-1200 PLC為例，存儲(chǔ)區(qū)分為工作存儲(chǔ)區(qū)，裝載存儲(chǔ)區(qū)，保持性存儲(chǔ)區(qū)，其中工作存儲(chǔ)區(qū)和保持性存儲(chǔ)區(qū)不可擴(kuò)展，不同的CPU具有不同大小的存儲(chǔ)區(qū)，如圖2所示：

圖2

假設(shè)選定S7-1211C進(jìn)行編程，如果在程序中應(yīng)用了很多R_TRIG或F_TRIG指令，則實(shí)際程序需要的工作存儲(chǔ)區(qū)有可能超過(guò)50kB，此時(shí)需要更換工作存儲(chǔ)區(qū)更大的PLC來(lái)加以解決，所以適當(dāng)優(yōu)化程序，占用較少的工作存儲(chǔ)區(qū)，十分必要。

本文以S7-1200為例，皆在闡釋如何使用SCL語(yǔ)言開發(fā)沿指令以減少工作存儲(chǔ)區(qū)使用。

1.2開發(fā)檢測(cè)上升沿指令

為了不產(chǎn)生背景DB塊，我們?cè)贔C中使用SCL語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，并引入第三方變量作為檢測(cè)信號(hào)的邊沿存儲(chǔ)位。

新建FC

新建FC并選擇編程語(yǔ)言為SCL，F(xiàn)C塊命名為：RisingEdgeDetection，如圖3所示：

圖3

定義接口

根據(jù)編程需要定義接口變量，并寫明注釋，修改Return變量的數(shù)據(jù)類型為Bool，用于輸出上升沿信號(hào)，持續(xù)一個(gè)周期，如圖4所示：

圖4

編程

根據(jù)上升沿檢測(cè)原理進(jìn)行編程，編程思想如下：

當(dāng) #signal由0變成1時(shí)，此時(shí)作為邊沿存儲(chǔ)位的 #thirdVariable仍保留 #singal信號(hào)上一周期的狀態(tài)，#thirdVariable為False，此時(shí)滿足IF語(yǔ)句，RisingEdgeDetection被賦值為True。

當(dāng) #signal由0變成1后的下一周期，#thirdVariable上個(gè)周期已被 #signal賦值為相同狀態(tài)，即 #thirdVariable和 #signal都為True，則不再滿足IF語(yǔ)言，RisingEdgeDetection被賦值為False。

RisingEdgeDetection輸出持續(xù)一個(gè)周期。

程序代碼如圖5所示：

圖5

1.3開發(fā)檢測(cè)下降沿指令

與開發(fā)檢測(cè)上升沿指令類似，新建FC并定義接口變量，這里不再一一贅述。在編程上兩者有所不同，其編程思想如下：

當(dāng)#signal由1變成0時(shí)，此時(shí)作為邊沿存儲(chǔ)位的#thirdVariable仍保留#singal信號(hào)上一周期的狀態(tài)，#thirdVariable為True，此時(shí)滿足IF語(yǔ)句，F(xiàn)allingEdgeDetection被賦值為True。

當(dāng)#signal由1變成0后的下一周期，#thirdVariable上個(gè)周期已被#signal賦值為相同狀態(tài)，即#thirdVariable和#signal都為False，則不再滿足IF語(yǔ)言，F(xiàn)allingEdgeDetection被賦值為False。

FallingEdgeDetection輸出持續(xù)一個(gè)周期。

程序代碼如圖6所示：

圖6

1.4功能測(cè)試

使用開發(fā)完成的功能塊，檢測(cè)Q0.0的上升沿和下降沿，編程代碼如圖7所示，Trace時(shí)序圖如圖8所示。

其中：

Data.thirdVariable1為檢測(cè)上升沿指令所用到的第三方變量；

RisingEdgeDetection為輸出上升沿；

Data.thirdVariable2為檢測(cè)下降沿指令所用到的第三方變量；

FallingEdgeDetection為輸出下降沿。

圖7

圖8

1.5效果比對(duì)

為了更好的說(shuō)明該自行開發(fā)沿指令的優(yōu)勢(shì)，我們分別使用R_TRIG指令和RisingEdgeDetection指令編寫相同的工藝功能程序，通過(guò)對(duì)比兩者所占用工作存儲(chǔ)區(qū)大小的差異，加以說(shuō)明。

工藝功能要求：

利用S7-1214C，使用SCL編程語(yǔ)言編程，在FB1中實(shí)現(xiàn)1000個(gè)Bool信號(hào)的上升沿檢測(cè)。

1.5.1使用R_TRIG實(shí)現(xiàn)相關(guān)工藝功能

使用R_TRIG指令實(shí)現(xiàn)過(guò)程，如圖9所示。

R_TRIG在FB1中以多重背景形式調(diào)用，方便R_TRIG背景DB塊的管理。

圖9

編譯完成后，在程序信息中查看存儲(chǔ)區(qū)使用情況，如圖10所示，工作存儲(chǔ)區(qū)已被占用10%。Test_IDB為FB1的背景DB塊。

圖10

1.5.2使用RisingEdgeDetection實(shí)現(xiàn)相關(guān)工藝功能

使用RisingEdgeDetection指令實(shí)現(xiàn)過(guò)程，如圖11所示。

圖11

編譯完成后，在程序信息中查看存儲(chǔ)區(qū)使用情況，如圖12所示，工作存儲(chǔ)區(qū)已被占用3%。

Test_IDB為FB1的背景DB塊。Data用于存儲(chǔ)第三方變量，變量類型為Array [0…999] of Bool。

圖12

1.6總結(jié)

從上述分析中，我們可以得出自行開發(fā)的沿指令RisingEdgeDetection、FallingEdgeDetection比R_TRIG、F_TRIG指令占用更少的工作存儲(chǔ)區(qū)空間，且適用于SIMATIC S7-1200及S7-1500 PLC。

審核編輯：湯梓紅