基于Siemens S7-300/400 PLC的FIFO功能實(shí)現(xiàn)
一、前言
FIFO功能即FirstInputFirstOutput先進(jìn)先出，在很多情況下要用到此功能。以前此技術(shù)主要在計(jì)算機(jī)高級(jí)語言開發(fā)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用，但隨著PLC技術(shù)的日益突飛猛進(jìn)，需要通過PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、緩存存儲(chǔ)的事件越來越多，尤其是在數(shù)據(jù)緩存過程中，對(duì)FIFO功能使用場合越來越多。西門子S7-300/400PLC是德國西門子公司的中型、大型PLC，也是當(dāng)今世界上工控行業(yè)的主流產(chǎn)品。在SiemensS7系列PLC開發(fā)軟件SimaticSTEP7工具中，Siemens公司提供了兩個(gè)專用功能FC84ATT和FC85FIFO，通過這兩個(gè)FC功能完成對(duì)FIFO功能數(shù)據(jù)的寫入和導(dǎo)出，但是每次只能允許一字，也就兩字節(jié)長的數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)每次多字節(jié)的FIFO功能，需要用戶自己開發(fā)相應(yīng)的功能塊FB來實(shí)現(xiàn)，在本文中就介紹了實(shí)現(xiàn)每次20字節(jié)FIFO功能FB200功能塊的代碼，以及實(shí)際應(yīng)用舉例。
二、SiemensFC84ATT和FC85FIFO功能的介紹
1、FC84ATT
1.1、FC84ATT功能和構(gòu)成介紹
FC84ATT是實(shí)現(xiàn)增加數(shù)據(jù)到FIFO功能的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中，通過每次執(zhí)行此指令實(shí)現(xiàn)把一字的數(shù)據(jù)增加到FIFO功能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中，F(xiàn)IFO功能存儲(chǔ)區(qū)中以字為單位，具體組成如下：
l存儲(chǔ)區(qū)表中第一字為FIFO存儲(chǔ)區(qū)允許的最大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)個(gè)數(shù)，即最多可以存儲(chǔ)多少個(gè)字的數(shù)據(jù)。
l存儲(chǔ)區(qū)表中第二字為FIFO存儲(chǔ)區(qū)當(dāng)前已經(jīng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，即已經(jīng)存儲(chǔ)了多少個(gè)字的數(shù)據(jù)。
l存儲(chǔ)區(qū)表中從第三字開始為FIFO存儲(chǔ)區(qū)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
1.2、FC84ATT功能參數(shù)說明
通過SimaticSTEP7進(jìn)行程序開發(fā)時(shí)，調(diào)用FC84ATT功能，出現(xiàn)如下圖：
從圖2-1中可以看到，F(xiàn)C84ATT共有四個(gè)參數(shù)，分別為EN、DATA、TABLE和ENO，在四門子資料中對(duì)其描述如下表2-1：
|
參數(shù) |
聲明 |
數(shù)據(jù)類型 |
內(nèi)存區(qū)域 |
功能描述 |
|
EN |
輸入 |
布爾 |
I、Q、M、D、L |
使能激活信號(hào) |
|
ENO |
輸出 |
布爾 |
I、Q、M、D、L |
使能輸出 |
|
DATA |
輸入 |
Word |
I、Q、M、D、L、P靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)域 |
要增加到FIFO的數(shù)據(jù) |
|
TABLE |
輸入 |
指針 |
I、Q、M、D、 |
FIFO區(qū)域指針 |
1.3、舉例說明
如果信號(hào)M100.0的狀態(tài)為1(即被激活)，F(xiàn)C84ATT功能被執(zhí)行。在下面的例子中，增加的數(shù)據(jù)寫到FIFO表中的第五行，F(xiàn)IFO的容量也就是FIFO表中第二行由4變?yōu)?。如果FC84ATT被執(zhí)行而且沒有錯(cuò)誤發(fā)生，那么使能輸出ENO置為1，具體如下：
2、FC85FIFO
2.1、FC85FIFO功能和構(gòu)成介紹
FC85FIFO是完成把FIFO表中的數(shù)據(jù)按照先進(jìn)先出原則，依次讀出，以供使用，與FC84ATT配合使用，完成FIFO的寫進(jìn)與讀出功能。通過每次執(zhí)行此指令實(shí)現(xiàn)把一個(gè)字的數(shù)據(jù)從FIFO功能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中讀出，F(xiàn)IFO功能存儲(chǔ)區(qū)中以字為單位，具體組成如下：
l存儲(chǔ)區(qū)表中第一字為FIFO存儲(chǔ)區(qū)允許的最大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)個(gè)數(shù)，即最多可以存儲(chǔ)多少個(gè)字的數(shù)據(jù)。
l存儲(chǔ)區(qū)表中第二字為FIFO存儲(chǔ)區(qū)當(dāng)前已經(jīng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，即已經(jīng)存儲(chǔ)了多少個(gè)字的數(shù)據(jù)。
l存儲(chǔ)區(qū)表中從第三字開始為FIFO存儲(chǔ)區(qū)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，也是FIFO指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)。
2.2、FC85FIFO功能參數(shù)說明
通過SimaticSTEP7進(jìn)行程序開發(fā)時(shí)，調(diào)用FC85FIFO功能，出現(xiàn)如下圖：
圖2-2
從圖2-1中可以看到，F(xiàn)C85FIFO共有四個(gè)參數(shù)，分別為EN、ENO、TABLE和RET_VAL，在西門子資料中對(duì)其描述如下表2-2：
|
參數(shù) |
聲明 |
數(shù)據(jù)類型 |
內(nèi)存區(qū)域 |
功能描述 |
|
EN |
輸入 |
布爾 |
I、Q、M、D、L |
使能激活信號(hào) |
|
ENO |
輸出 |
布爾 |
I、Q、M、D、L |
使能輸出 |
|
TABLE |
輸入 |
指針 |
I、Q、M、D、 |
FIFO區(qū)域指針 |
|
RET_VAL |
輸出 |
字 |
I、Q、M、D、L、P |
讀出的數(shù)據(jù) |
2.3、舉例說明
如果信號(hào)M100.0的狀態(tài)為1(即被激活)，F(xiàn)C85FIFO功能被執(zhí)行。在下面的例子中，從FIFO存儲(chǔ)區(qū)域中讀出的數(shù)據(jù)寫到RET_VAL指定的地址中，F(xiàn)IFO的容量也就是FIFO表中第二行由5變?yōu)?。同時(shí)整個(gè)FIFO中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)依次向上移動(dòng)一行。如果FC85FIFO被執(zhí)行而且沒有錯(cuò)誤發(fā)生，那么使能輸出ENO被置為1。
三、多字節(jié)FIFO功能的實(shí)現(xiàn)
1、從前面FC84ATT和FC85FIFO的說明中可以看出，雖然Siemens提供了針對(duì)S7
系列PLC的FIFO功能模塊，但是其只能每次寫入或讀出一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，而實(shí)際上在很多情況下，每次均是一組數(shù)據(jù)需要運(yùn)用FIFO功能來暫時(shí)存儲(chǔ)起來，那么在這種情形下就不能采用Siemens提供的標(biāo)準(zhǔn)功能FC84和FC85了，需要自己開發(fā)一可以實(shí)現(xiàn)多字節(jié)讀出寫入功能的FIFO指令。
2、SiemensSimaticSTEP7介紹
SiemensSimaticS7300/400系列PLC是Siemens公司主推的中、大型產(chǎn)品，也是當(dāng)今世界上的主流產(chǎn)品。針對(duì)這兩個(gè)系列PLC開發(fā)軟件工件為SimaticSTEP7，此軟件有多個(gè)版本，目前已經(jīng)發(fā)展到V5.4，采用次軟件可以實(shí)現(xiàn)開發(fā)、監(jiān)控等功能。
3、多字節(jié)FIFO的實(shí)現(xiàn)
打開SimaticSTEP7軟件，新建一FB塊，如FB200DB200，然后進(jìn)入FB100
進(jìn)行編程，本文中以20字節(jié)為例，介紹如何開發(fā)實(shí)現(xiàn)FIFO功能具體見如下畫面：
圖3-1
源代碼如下：
FUNCTION_BLOCKFB100
TITLE=
//此功能塊用了完成20字節(jié)的FIFO功能
AUTHOR:Hylotus
VERSION:0.1
KNOW_HOW_PROTECT
VAR_INPUT
SOURCE_DB:BLOCK_DB;
INPUT:BOOL;
OUTPUT:BOOL;
SIZE:INT;
END_VAR
VAR_OUTPUT
DONE_IN:BOOL;
DONE_OUT:BOOL;
ERROR:BOOL;
FULL:BOOL;
EMPTY:BOOL;
END_VAR
VAR_IN_OUT
LOCATION:INT;
END_VAR
VAR
IN_START:BOOL;
IN_ACTIVE:BOOL;
OUT_START:BOOL;
OUT_ACTIVE:BOOL;
COUNT:INT;
RET_VAL1:INT;
END_VAR
BEGIN
NETWORK
TITLE=
A#INPUT;
AN#IN_ACTIVE;
=#IN_START;
A#INPUT;
=#IN_ACTIVE;
A#OUTPUT;
AN#OUT_ACTIVE;
=#OUT_START;
A#OUTPUT;
=#OUT_ACTIVE;
AN#INPUT;
AN#OUTPUT;
JCEND1;
NETWORK
TITLE=OUTPUTFIFO
//20字節(jié)的數(shù)據(jù)從FIFO存儲(chǔ)區(qū)域中讀出
AN#OUTPUT;
O#DONE_OUT;
JCIN_1;
AN#OUT_START;
JCOP_1;
OPN#SOURCE_DB;
LDW#16#0;
TDBD40;
TDBD44;
TDBD48;
TDBD52;
TDBD56;
TDBD60;
TDBD64;
TDBD68;
TDBD72;
TDBD76;
L#LOCATION;
L0;
<=I;
S#EMPTY;
JCEROR;
OPN#SOURCE_DB;
CALL"BLKMOV"(
SRCBLK:=P#DBX80.0BYTE40,
RET_VAL:=#RET_VAL1,
DSTBLK:=P#DBX40.0BYTE40);
L#RET_VAL1;
L0;
<>I;
JCEROR;
L0;
T#COUNT;
OP_1:L#LOCATION;
L0;
<=I;
JCEROR;
L#LOCATION;
L#COUNT;
<=I;
JCOP_3;
L#COUNT;
L2;
+I;
ITD;
LP#40.0;
*D;
LAR1;
OPN#SOURCE_DB;
LDBD[AR1,P#40.0];
TDBD[AR1,P#0.0];
LDBD[AR1,P#44.0];
TDBD[AR1,P#4.0];
LDBD[AR1,P#48.0];
TDBD[AR1,P#8.0];
LDBD[AR1,P#52.0];
TDBD[AR1,P#12.0];
LDBD[AR1,P#56.0];
TDBD[AR1,P#16.0];
LDBD[AR1,P#60.0];
TDBD[AR1,P#20.0];
LDBD[AR1,P#64.0];
TDBD[AR1,P#24.0];
LDBD[AR1,P#68.0];
TDBD[AR1,P#28.0];
LDBD[AR1,P#72.0];
TDBD[AR1,P#32.0];
LDBD[AR1,P#76.0];
TDBD[AR1,P#36.0];
L#COUNT;
L1;
+I;
T#COUNT;
L#SIZE;
L-1;
+I;
L#COUNT;
<=I;
JCOP_2;
JUEND2;
OP_2:LW#16#0;
TDBD[AR1,P#40.0];
TDBD[AR1,P#44.0];
TDBD[AR1,P#48.0];
TDBD[AR1,P#52.0];
TDBD[AR1,P#56.0];
TDBD[AR1,P#60.0];
TDBD[AR1,P#64.0];
TDBD[AR1,P#68.0];
TDBD[AR1,P#72.0];
TDBD[AR1,P#76.0];
OP_3:SET;
S#DONE_OUT;
L#LOCATION;
L-1;
+I;
T#LOCATION;
JUEND2;
NETWORK
TITLE=INPUTFIFO
//20字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入FIFO存儲(chǔ)區(qū)表中
IN_1:AN#IN_START;
JCEND2;
L#LOCATION;
L#SIZE;
>=I;
S#FULL;
JCEROR;
L#LOCATION;
L2;
+I;
ITD;
LP#40.0;
*D;
LAR1;
OPN#SOURCE_DB;
LDBD0;
TDBD[AR1,P#0.0];
LDBD4;
TDBD[AR1,P#4.0];
LDBD8;
TDBD[AR1,P#8.0];
LDBD12;
TDBD[AR1,P#12.0];
LDBD16;
TDBD[AR1,P#16.0];
LDBD20;
TDBD[AR1,P#20.0];
LDBD24;
TDBD[AR1,P#24.0];
LDBD28;
TDBD[AR1,P#28.0];
LDBD32;
TDBD[AR1,P#32.0];
LDBD36;
TDBD[AR1,P#36.0];
L#LOCATION;
L1;
+I;
T#LOCATION;
SET;
S#DONE_IN;
JUEND2;
NETWORK
TITLE=
EROR:SET;
=#ERROR;
JUEND2;
END1:CLR;
=#DONE_IN;
=#DONE_OUT;
=#ERROR;
=#EMPTY;
=#FULL;
END2:NOP0;
END_FUNCTION_BLOCK
4、在程序中的調(diào)用
上面已經(jīng)完成了FB100FIFO功能塊的編程開發(fā)，下面就是直接調(diào)用，設(shè)置
相關(guān)參數(shù)就可以使用此功能了，舉例如下：
新建FIFO數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)庫DB200，結(jié)構(gòu)為
|
Address |
Name |
Type |
Initial value |
Comment |
|
0.0 |
|
STRUCT |
|
|
|
+0.0 |
IN_Buffer |
STRUCT |
|
|
|
+0.0 |
Status_Word |
INT |
0 |
|
|
+2.0 |
Data1 |
INT |
0 |
|
|
+4.0 |
Data2 |
INT |
0 |
|
|
+6.0 |
Data3 |
INT |
0 |
|
|
+8.0 |
Data4 |
INT |
0 |
|
|
+10.0 |
Data5 |
INT |
0 |
|
|
+12.0 |
Data6 |
INT |
0 |
|
|
+14.0 |
Data7 |
INT |
0 |
|
|
+16.0 |
Data8 |
INT |
0 |
|
|
+18.0 |
Data9 |
INT |
0 |
|
|
=20.0 |
|
END_STRUCT |
0 |
|
|
+0.0 |
Status_Word |
INT |
|
|
|
+2.0 |
Data1 |
INT |
|
|
|
+4.0 |
Data2 |
INT |
|
|
|
+6.0 |
Data3 |
INT |
|
|
|
+8.0 |
Data4 |
INT |
|
|
|
+10.0 |
Data5 |
INT |
|
|
|
+12.0 |
Data6 |
INT |
|
|
|
+14.0 |
Data7 |
INT |
|
|
|
+16.0 |
Data8 |
INT |
|
|
|
+18.0 |
Data9 |
INT |
|
|
|
=20.0 |
|
END_STRUCT |
|
|
|
+40 |
Data |
Array[0..20] |
|
|
|
*0.0 |
|
STRUCT |
|
|
|
+0.0 |
Status_Word |
INT |
0 |
|
|
+2.0 |
Data1 |
INT |
0 |
|
|
+4.0 |
Data2 |
INT |
0 |
|
|
+6.0 |
Data3 |
INT |
0 |
|
|
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