840D810D的PLC启动与PLC高级功能应用Word格式.docx
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●COMPA子目录：
低版本系统升级，修改备份数据用工具
●OP17子目录：
使用OP17面板时，可用的OP17组态文件。
●QFK.MPF子目录：
过象限补偿用程序。
●WIZARD.BSP：
扩展用户接口（ExpandingtheOperatorInterface）功能实例，包括HMIAdvancedh和HMIEmbedded的实例。
NCVAR目录：
NC变量选择器软件。
S7HW目录：
SINUMERIK810D/840Di/840DAdd-onforSTEP7，用于增加STEP7硬件列表中SINUMERIK840D/810D的硬件器件。
安装过程中，硬件列表中的TYPE,GSD和Meta文件将被升级。
从Toolbox06.03.03和STEP7版本5.1开始，可以在SIMATIC管理器中可直接创建PLC系列文档（seriesarchive）。
7.1.2PLC基本程序
在810D/840D中，通常有OB1,OB40,OB100这3个组织块，跟普通的PLC300一样，操作系统根据不同的触发事件主动到内存中寻找相应的OB块执行，而不需要用户调用。
所有的用户程序FC/FB都是在组织块中调用，CPU在执行OB块的过程中按照调用的顺序执行FB/FC。
PLC程序的结构决定于OB1和OB100，在OB1、0B100中必须调用基本的PLC程序，用于MCP控制、车床PLC程序、刀具管理以及机床辅助功能等。
OB1循环地执行，在执行OB1的过程中，有其他事件触发中断OB1，则保护断点、执行OB40，OB40执行一次，然后返回断点，执行OB1。
PLC基本程序包含在GP8X0D上。
OB1扫描循环开始，基本的PLC程序必须在用户程序之前执行，先要建立起与NCK进行数据交换，进行通讯。
所有的NCK/PLC接口信号在循环程序OB1中执行，为了减小循环时间，仅把控制和状态相关的接口信号传输到循环程序中，其它的辅助功能、G功能仅在需要的时候由NCK触发。
OB40是触发事件的组织块，有中断事件发生，则立即执行OB40。
OB100是暖启动模式上电时执行一次的组织块，在NC中由于有DB块的数据需要保存，所以只能是执行OB100暖启动，而不可能执行冷启动，否则DB数据无法保存。
比如刀库换刀之后，刀库映像保存在DB块中，执行换刀指令后，要刷新DB块，使之与实际刀库一致，断电之后刀库数据不能丢失，否则无法正确换刀。
在OB100中可以实现系统初始化以及NC/PLC同步等功能。
比如，在OB100中调用FB1（对应的背景DB7）用于系统通讯的NC/PLC同步初始化动作。
表7-1所示为PLC基本程序中组织块的介绍。
PLC的基本程序结构如图7-5所示。
表7-1PLC基本程序中组织块
图7-5PLC基本程序结构
由于PLC基本程序提供了很多FC/FB用于实现数控系统中的功能，用户在定义自己的功能时，建立的FC/FB或者是DB块都不能够与基本程序冲突，否则有可能导致系统运行不正常或无法启动。
表7-2~表7-4为PLC基本程序中提供的FC、FB以及DB的简要介绍。
表7-2PLC基本程序中提供FC的简要介绍
表7-3PLC基本程序中提供FB的简要介绍
另外，FB15是西门子出厂自带的功能块，是利用高级语言编写的，不能够清除掉，必须在系统上才能够正常运行。
表7-4PLC基本程序中提供DB的简要介绍
7.2PLC启动
通常，PLC基本程序在用户编写的程序之后执行。
PLC基本程序主要承担PLC用户程序与NCK,HMI,MCP之间的数据和信号交换任务（循环信号、事件信号、消息）。
循环信号包括指令（PLC->
NCK,比如start,stop指令）和状态信息（来自NCK，比如程序正在运行，中断等）。
在OB1循环中执行。
事件驱动信号（NCK->
PLC），PLC完成工件加工程序中的辅助功能，如果这些辅助功能被执行，那么这些辅助功能块将会决定NCK是否处于等待状态（比如换刀过程），还是处于同步执行。
数据传输过程必须要快速并且安全，为了减少对NC加工过程的影响，数据传输通过“报警”和“确认”来控制。
PLC基本程序评估这些信号，并向NCK发送确认信号，在循环程序开始时传输数据。
事件驱动信号（PLC->
NCK），PLC向NCK发送请求（比如运行辅助轴），这种类型的信号通过FB,FC来出发执行。
消息，用户消息也是通过基本PLC程序来实现的，用户消息存储在PLC的诊断缓冲区中，同时也可以通过人机界面显示在OP单元上。
在FunctionManualBasicFunctions上的PLCbasicprogrampl可以查看到PLC基本程序的详细描述。
7.2.1硬件组态
在STEP7软件中完成机床PLCCPU的硬件配置，包括信号模块的配置。
在PG/PC上装载工具盘；
在STEP7SIMATIC管理器下建立新项目；
插入硬件站进行硬件组态并保存编译，如图7-6所示。
图7-6PLC硬件组态
7.2.2PLC基本启动
利用PLC基本程序启动数控系统的PLC按照如下步骤：
●将Toolbox光盘放入光驱中，点击setup，系统会自动安装最新版的PLC标准程序，如果想安装其他版本的程序需自己选中相应版本的文件夹手动安装；
●运行STEP7软件，新建（或打开）一个Project；
●
选择FileOpenLibrary选择Gp8X0d65OK；
●将Gp8x0d65中的gp8x0d文件夹复制到刚才新建（或打开）的项目下，如图7-7所示（注：
复制完毕后立刻关闭Gp8x0d65项目，不可以在Gp8x0d65的项目下修改任何文件）；
●打开复制后的gp8X0d文件夹,选中Bausteine（德文，＝Blocks），Download（建议下载之前将PLC设置为STOP）；
●下装成功后，将PLC设置为RUN，MCP上LED不再闪烁。
图7-7拷贝基本PLC程序
此时，虽然PLC项目启动起来了，但是机床控制面板还不能够操作，这是由于PLC项目并没有处理机床控制面板。
根据实际情况启动机床控制面板，在这里已标准铣床控制面板为例。
打开OB1，在CALLFC2指令下面新建一个Network，键入以下程序：
CALLFC19
BAGNo:
=B#16#1//模式组in
CHANNo:
=B#16#1//通道数in
SpindleIFNo:
=B#16#3//主轴轴号，把哪个轴作为主轴in
FeedHold:
=DB21.DBX6.0//禁止进给的接口信号out，
SpindleHold:
=DB33.DBX4.3//主轴停止进给的接口信号out，
保存OB1，然后把OB1下装到PLC，此时机床控制面板上有LED亮（如JOG，Ref，Feed_OFF，SP_OFF），代表机床控制面板启动正常。
但是到目前为止，运行轴的话会有一个轴使能丢失的提示信息，只要把轴的PLC使能加上去就可以了。
这里在CALLFC19后面再插入一个新的Network并编程：
SET
＝DB31.DBX1.5//测量系统，每个轴最多有两个位置测量系统，encoder或光栅，用DB31.DBX1.5/6指定，NC在同一时刻只能选择一个测量系统，因此必须通过NC判断来选择切换反馈测量系统。
＝DB31.DBX2.1//Controlenable控制器使能信号
＝DB31.DBX21.7//脉冲使能信号，可以在service中查看servicedrive信号，PLC的控制如何让NC获知，就是通过接口信号DB31.DBX21.7。
复制2份并修改为（根据用户自己，需要启动多少根轴，这里启动3根轴）：
＝DB32.DBX1.5
＝DB32.DBX2.1
＝DB32.DBX21.7
＝DB33.DBX1.5
＝DB33.DBX2.1
＝DB33.DBX21.7
保存之后，把程序块下载到PLC中，轴及主轴可以运转。
7.2.3理解启动组织块OB100
在启动组织块OB100中，默认调用了FB1，FB1用于实现PLC/NCK在启动过程中的同步，也正是由于在启动过程中PLC/NCK之间同步，整个系统才能够正常工作运行。
FB1是一个非常关键的基本程序，用户必须要理解其各个参数的含义及用途。
基本程序OB100里主要调用了功能块FB1，其主要参数注释如下：
CALLFB1,DB7
MCPNum：
=1//机床操作面板MCP的数量
MCP1IN：
=P#I0.0//第一机床操作面板的输入起始地址
MCP1OUT：
=P#Q0.0//第一机床操作面板的输出起始地址
MCP1StatSend：
=P#Q8.0//第一机床操作面板发送状态双字
MCP1StatRec：
=P#Q12.0//第一机床操作面板接受状态双字MCP1
BUSAdr：
=6//第一机床操作面板的总线地址
MCP1Timeout：
=S5T#700MS//第一机床操作面板循环扫描监控时间
MCP1Cycl：
=S5T#200MS//第一机床操作面板循环扫描时间
MCP2IN：
=//第二机床操作面板的输入起始地址
MCP2OUT：
=//第二机床操作面板的输出起始地址
MCP2StatSend：
=//第二机床操作面板发送状态双字
MCP2StatRec：
=//第二机床操作面板接受状态双字
MCP2BUSAdr：
=//第二机床操作面板的总线地址
MCP2Timeout：
=//第二机床操作面板循环扫描监控时间
MCP2Cycl：
=//第二机床操作面板循环扫描时间
MCPMPI：
=//所有机床操作面板通过MPI连接
MCP1Stop：
=//=0:
传送第一面板信号；
=1停止传送第一面板信号
MCP2Stop：
传送第二面板信号；
=1:
停止传送第二面板信号
MCP1NotSend：
=//=0发送,接收第一面板信号；
只接受,不发送信号
BHG:
=//=0:
没有手持单元=1:
手持单元通过MPI连接（SDB210）
BHGIn：
=//手持单元输入起始地址
BHGOut：
=//手持单元输出起始地址
BHGStatSend：
=//手持单元发送状态双字
BHGStatRec：
=//手持单元接收状态双字
BHGInLen：
=//手持单元接收的数据长度
BHGOutLen：
BHGCycl：
=//手持单元循环扫描时间
BHGRecGDNo：
=
BHGRecGBZNo：
BHGRecObjNo：
BHGSendGDNo：
BHGSendGBZNo：
BHGSendObjNo：
BHGMPI:
=//=1:
手持单元通过MPI连接
BHGStop：
BHGNotSend：
NCCyclTimeout：
=S5T#200MS
NCRunupTimeout：
=S5T#50S
ListMDecGrp：
=//扩展M译码的数量
NCKomm:
=//允许NC和PLC之间交换数据
MMCToIF:
=//传送MMC信号到接口
HWheelMMC:
=//=1,通过MMC选择手轮
MsgUser:
=//用户信息区的数量
UserIR:
=//
IRAuxfuT:
IRAuxfuH:
IRAuxfuE:
UserVersion:
MaxBAG:
=//方式组数
MaxChan:
=//通道数
MaxAxis:
=//轴数
ActivChan:
=//当前生效的通道
ActivAxis:
=//当前生效的轴
UDInt:
=//PLC机床数据,整数格式
UDHex:
=//PLC机床数据,十六进制格式
UDReal:
=//PLC机床数据,实数格式
7.3PLC高级功能的应用
除了前面提到的利用基本程序启动PLC，涉及到FC2、FC3、FC19以及FB1等。
事实上，在PLC基本程序库中，提供了大量的程序块，可以实现用户的功能。
比如读写NC变量、PI服务任务、读取GUD变量、PLC轴的控制等，在本节中通过一些简单的例子来说明常用的PLC程序块的高级功能应用。
7.3.1FB2的应用
在SINUMERIK840D/810D的PLC基本程序中提供了FB2（ReadGETNCvariable）和FB3用于读写NC的系统变量。
FB2是PLC基本程序提供的程序块，用于从NCK读取变量。
比如用FB2读出当前正在执行程序的行号，并写到R参数中，记录下来。
这样，用户可以在突然断电后根据R参数中的数值，便知道程序执行到哪里了，然后利用程序段搜索功能，继续从被中断的程序段开始加工。
要使用好FB2功能块，需要了解功能块的接口参数，包括参数名称、接口类型、参数类型、参数取值范围以及参数含义。
表7-5所示为FB2的接口参数说明。
表7-5FB2的接口参数说明
查看错误标识
任务正常执行，且读取到数据
任务或执行有故障
行地址，可选变量寻址
列地址，可选变量寻址
对应于Addr1到Addr8
上升沿任务启动
需要读取的变量个数
从NC变量选择器得到的变量标识
区域地址，可选变量寻址
信号
O
参数说明
参数值
参数类型
接口类型
读取数据的目标区域
FB2执行有故障的话，在参数Error中有输出，可以通过错误标识参数查询故障的类型，如表7-6所示。
表7-6FB2执行的故障代码
备注
描述
状态
检查参数NumVar
检查地址（变量名，区域，UNIT参数）
变量地址无效
参数Unit,column,line包含0值
变量寻址错误
任务必须重新启动
传送忙
RD1-RD8可能是局部数据
目标区域错误
基本程序OB100中参数NCKomm未设置
选项未设置
FIFO满
变量转换错误，DOUBLE变量类型不属于S7REAL类型
格式转换错误
读取变量的长度超过在RD1~RD8中指定长度，在高字节中显示有哪个变量出现错误
本地用户存储空间不足
内部错误，NCRESET
任务未执行
任务的变量编译错误
读取变量时在高字节发生错误的个数
任务错误
访问错误
利用FB2读取NC变量的操作步骤：
●利用NC变量选择器选择需要读取的NC变量，得到所生成的数据块的源文件，该源文件包含系统变量信息。
●编译源文件得到用户数据块，可以下载到PLC中。
●在用户PLC项目程序中编写程序调用FB2。
●在OB100中，把FB1的参数“NCKomm”修改为1。
●保存项目并下载到PLC中。
在这里以读取坐标系当前值为例子，介绍如何使用NC变量选择器，以及如何调用FB2编程序。
启动NC变量选择器，NC变量选择器在系统的TOOL-BOX光盘中，可以单独安装运行。
点击“新建”图标，出现一个“打开”对话框，如果安装了多个版本的NC变量选择器，那么根据系统版本的要求选择变量的软件版本，比如本例中安装了Ver6.4和Ver7.2版本，则有两个变量版本可以选择，SW64以及SW72，根据系统版本选择SW64，如图7-8所示。
选择ncv_NcData.mdb打开，如图7-9所示。
在各类变量中，如果不确定如何找到自己所需要的变量，则可以通过帮助菜单查询，如图7-10所示。
根据变量的分类说明可以容地找出所需要的变量。
确定需要哪个变量之后可以通过查找功能把这个变量找出来，如图7-11所示。
比如要查找坐标位置值，因为坐标位置值位于SMA组，通过查找功能查找SMA组，如图7-12所示。
选中轴的实际位置值变量，并双击打开，出现一个对话框，对话框中Unit-No为通道号，Line为轴号。
可以在这里直接根据实际情况修改通道号与轴号，也可以在Unit-No和Line中写入0，当PLC程序调用FB2时，再指定通道号与轴号，如图7-13所示。
本例中在Unit-No和Line中写入0，然后点击OK。
图7-8启动NC变量选择器并新建文件
图7-9选择NC变量ncv_NcData.mdb
图7-10NC变量的帮助系统
图7-11查找NC变量
图7-12查找NC变量组
图7-13指定Unit-No和Line
选择数据块号，点击菜单Code中Selection选项，输入最后要生成的数据块号，比如输入120，即生成DB120，如图7-14所示。
图7-14选择数据块号
保存变量文件名，比如Act_Pos.var，如图7-15所示。
图7-15保存NC变量
点击菜单Code中Generate选项，生成数据块的源文件，如图7-16所示。
图7-16生成数据块的源文件
选择存储数据块源文件的路径与文件名，比如命名为Act_Pos.awl，退出NC变量选择器。
打开STEP7项目，选中S7程序中的源文件，点击Insert菜单中的ExternalSource选项，如图7-17所示。
图7-17在项目中插入源文件
选中插入刚才通过NC变量选择器生成的数据块源文件Act_Pos.awl，并打开。
打开Act_Pos.awl源文件，并编译。
如果编译不出错误将会生成数据块DB120。
可以为DB120在符号表中编辑一个符号，比如Act_Position。
在用户PLC项目中调用FB2，比如在OB1中调用FB2，分配背景数据块为DB121。
CALLFB2,DB121
Req:
=E7.5
NumVar:
=1
Addr1:
="
Act_Position"
.C0_SMA_actToolBasePos0_2
Unit1:
=B#16#1
Column1:
=
Line1:
=W#16#2
Addr2:
Unit2:
Column2:
Line2:
Addr3:
Unit3:
Column3:
Line3:
Addr4:
Unit4:
Column4:
Line4:
Addr5:
Unit5:
Column5:
Line5:
Addr6:
Unit6:
Column6:
Line6:
Addr7:
Unit7:
Column7:
Line7:
Addr8:
Unit8:
Column8:
Line8:
Error:
=M160.0
NDR:
=M160.1
State:
=MW162
RD1:
=MD180
RD2:
RD3:
RD4:
RD5:
RD6:
RD7:
RD8:
7.3.2FB3的应用
FB3PUT，写NC变量，通过PLC用户程序FB3把变量写到NCK区域中。
FB3的用法与FB2的调用类似，当调用FB3时，需要一个上升沿的请求任务信号Req，任务启动之后，PLC数据SD1到SD8，将会写到对应的NC变量Addr1到Addr8中。
表7-7所示为FB3的接口参数说明。
表7-7FB3的接口参数说明
SD1-SD8
行地址，可
升级会员 