840D_810D的PLC启动与PLC高级功能应用

第7章 840D/810D的PLC启动与PLC高级功能应用

启动SINUMERIK 840D/810D数控系统的PLC必须借助于西门子提供的TOOLBOX工具盘，TOOLBOX工具盘提供了与系统版本相匹配的基本程序库以及硬件信息，同时还提供了一个NC变量选择器用于选择NC变量。在本章中，主要介绍如何启动数控系统的PLC以及应用PLC基本程序块。 7.1 PLC调试

SINUMERIK 840D系统的组件通过OPI接口连接在一起，传输速率为1.5Mbaud（810D只能连接MPI接口传输波特率为187.5Kbaud），所有部件都被给予一个预定的MPI地址如图7-1所示。只有当多个MMC和多个NC相连接（M:N连接器）才需要改变地址。

图7-1 SINUMERIK 840D系统组件的连接

SINUMERIK 840D提供了2个接口。当使用MPI接口（X122)时必须设MPI=2，而对OPI接口（X101)则MPI=13，在PG/PC上对传送速度进行正确的设置。 上装站点项目到PC；通过菜单Destination station -> Load station to PG 可将PLC程序保存到SIMATIC项目中。程序块和硬件组态都传到项目中。在屏幕表格“Select station addres“中，要选择机架0和槽位0。传送速度为187.5Kbit/s时选MPI地址2，而在1.5Mbit/s选OPI地址13。

7.1.1 TOOLBOX的介绍

840D/810D集成了PLC模块，PLC程序分为基本程序和用户程序，用户的程序是在基本程序的基础上建立的。数控系统的TOOLBOX包含了840D系统地PLC基本程序，可以从Step7的SIMATIC管理器下打开，并下装到PLC中。它包含的是SIEMENS编写的现成的块，这些块采用结构化编程，具有通用性，可以实现代码共用，对于用户来说只需要了解其形参的含义并正确地给它赋实际参数值。

TOOLBOX6.4/6.5版本之后增加了PLC符号表生成器，TOOLBOX包括PLC基本程序、数控硬件SINU HW ADD ON STEP7、NC VAR SELECTOR、做用户扩展界面的例子。NC系统版本要与TOOLBOX版本对应，TOOLBOX向下兼容。

图7-2是TOOLBOX光盘的所有目录。安装TOOLBOX工具盘时，点击“setup”，出现画面如图7-3所示，安装的时候，有3项内容可选择安装。

PLC Basic Program for 8x0D V6.5：PLC基本程序，必须安装。

SINUMERIK 810D/840D Add-on for STEP7 V5.2.1.0：硬件信息，必须安装。 NCVar Selector：NC变量选择器，如果用到PLC读写NC变量的功能（比如FB2/FB3），需要安装，否则，可不安装。

如果TOOLBOX是其它版本的则可以在“\\8x0d”目录下选择合适的版本，如图7-4所示。

图7-2 TOOLBOX工具盘的内容

图7-3 TOOLBOX工具盘的安装

图7-4 选择兼容的版本安装

子目录BSP_PROG中存放的是一些PLC例程，比如带显示屏的手持操作单元的标准例程、mini手持的标准例程等。

子目录PLC_BP是PLC基本程序（使用根目录下的SETUP.EXE进行安装）。

子目录PLCALARM中存放的PLCALARM.ZIP是用户编写PLC文本的框架。（使用PCU20的用户可在此文件的基础上编写报警文本，之后通过串口电缆传入PLC20）。

CERTIFICATE目录下存放的是安全集成功能认证的文本及样例。 EXAMPLES_TOOLS目录

? 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（Expanding the Operator Interface）功能实例，包括

HMI Advancedh和HMI Embedded的实例。 NCVAR目录：NC变量选择器软件。

S7HW目录：SINUMERIK 810D/840Di/840D Add-on for STEP 7，用于增加STEP7硬件列表中SINUMERIK 840D/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Toolbox 06.03.03和STEP 7 版本5.1开始，可以在SIMATIC 管理器中可直接创建PLC系列文档(series archive)。 7.1.2 PLC基本程序 在810D/840D中，通常有OB1, OB40, OB100这3个组织块，跟普通的PLC 300一样，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7-1 PLC基本程序中组织块

图7-5 PLC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7-2 PLC基本程序中提供FC的简要介绍