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如何使用三菱ST語言編寫一個完整的項目程式,照着寫就能成功

作者:技成教育訓練

今天給大家帶來如何使用三菱ST語言編寫一個完整的項目程式。

衆所周知,目前類似于C語言的ST結構化文本語言,已經成為了目前工控行業PLC程式設計的主流發展趨勢。目前,三菱、西門子、施耐德等各大PLC廠商的程式設計軟體,包括國産PLC所采用的CODESYS軟體,這些程式設計開發平台均支援ST結構化文本語言。例如:西門子的SCL、三菱的ST等等。

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當然,各家之間隻是叫法不一樣,但是本質上都是一樣的。各家PLC廠商的ST結構化文本語言和C語言非常類似,并且符合IEC-61131-3國際電工委員會規定的标準,像定時器、計數器這些軟元件,都有标準的資料結構和形式。是以,ST結構化文本語言,有着“支援跨平台移植”的獨特能力,在它的面前,所有的PLC衆生平等,不再有品牌之分,隻要寫一遍程式,就可以同時下載下傳進入不同廠商生産的PLC,實作同樣的功能;另外,ST結構化文本語言,也有着在“複雜資料運算處理”方面的天然優勢。

那麼,【西門子的SCL語言】或者【三菱的ST語言】好學嗎?難嗎?好用嗎?為了回答這些問題,我特意今天給大家寫出這樣一篇文章,以FX3U小型PLC控制分揀裝置為例,詳細闡述三菱ST語言的在項目中的使用方法,并對程式進行詳細的解析。

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裝置總體視圖

首先我們明确一點,我們要做的,是讓這個裝置安全、正确、高效地運作起來。這是我們的唯一目的!那麼為了這個目的去進行PLC程式設計調試。一個好的電氣工程師編寫出來的程式,應當具有:安全性、正确性、高效性、移植性和擴充性。PLC程式其實就是人的意志的延伸,你的思維和意識基本決定了這台裝置是個傻瓜,還是聰慧過人,當然,這個世界上不可能有完美的程式.......

一、程式架構

為了我們的裝置能夠正常運作,我們将程式分為以下幾個部分:

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IO映射程式:

負責PLC輸入輸出虛拟位址與實際位址的映射。這樣的做法,可有效降低PLC某個觸點在損壞後,現場維修人員的工作量;并且,我們在本文第二章中,将詳細講解如何借助IO映射實作暫停和裝置定時停機功能。

手動程式:

負責在裝置進入手動狀态後,對各個執行機構的手動操縱。

自動程式部分又分為6個小部分:

1.複位程式:

負責執行裝置的複位,并對裝置複位完成情況進行判斷。

2.急停程式:

負責執行裝置的緊急停止,該程式在被調用後,裝置将無條件立即停止運作,所有機構停止運動,并保持目前位置不動,等待使用者确認後,按下“複位按鈕”進行裝置複位。

3.暫停程式:

負責裝置的暫時停止,該程式在被調用後,裝置将無條件立即停止運作,所有機構停止運動,并保持目前位置不動,等待使用者按下“啟動按鈕”進行重新啟動,裝置将繼續去執行沒有完成的任務,接着暫停前的流程繼續正常運作。

4.預停程式:

負責執行裝置的預先停止,該程式在被調用後,裝置将在搬運完一個工件,也就是完成一個周期的順序動作後立即停止運作,所有機構停止運動,并保持目前位置不動,等待使用者确認後,按下“複位按鈕”進行裝置複位。

5.統計程式:

負責裝置的完成工件數量的計數,并将資料存儲到對應的資料寄存器中;同時為我們這套系統的1分鐘工件完成趨勢曲線提供參照資料。

6.順控程式:

作為承載和配合以上4個子功能程式的主體,它負責對裝置各個狀态下的機構控制,但是也是最好寫、行數最多的程式。

二、詳細程式解釋

1.實際輸入信号X的全局标簽建立

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在全局标簽中,建立類别為“全局标簽-變量”,并設定對應的“标簽名”,資料類型選擇為“Bit”(位資料類型),并指定輸入軟元件X的編号,GXworks2軟體會自動調出對應的X輸入軟元件位址。

2.實際輸出信号Y的全局标簽建立

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在全局标簽中,建立類别為“全局标簽-變量”,并設定對應的“标簽名”,資料類型選擇為“Bit”(位資料類型),并指定輸入軟元件Y的編号,GXworks2軟體會自動調出對應的Y輸出軟元件位址。

3.IO映射資料的全局标簽建立

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在全局标簽中,建立類别為“全局标簽-變量”,并設定對應的“标簽名”,資料類型選擇為“Bit”(位資料類型),并指定輸入軟元件M的編号,GXworks2軟體會自動調出對應的M輔助繼電器的軟元件位址。

注意:在ST語言的全局标簽建立過程中,可以不指定絕對位址,但是我們為了友善上位機HMI從PLC中讀取各個信号的資料,要進行絕對位址指定,否則程式就會多出一個子程式部分,用這個子程式把資料傳到絕對位址中,用來對監控信号的抓取操作,這樣就不可取了,還不如直接在這裡指定。

4.開關量資料(0/1标志位)的全局标簽建立

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在全局标簽中,建立類别為“全局标簽-變量”,并設定對應的“标簽名”,資料類型選擇為“Bit”(位資料類型),并指定輸入軟元件M的編号,GXworks2軟體會自動調出對應的M輔助繼電器的軟元件位址。

注意:這些“0/1标志位”的建立,是為了ST語言程式在裝置動作中,儲存設備的動作完成信号、物料判别信号、系統中斷信号、下一步動作許可信号等程式資料。

5.數字量資料(“字”資料類型狀态存儲器)的全局标簽建立

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在全局标簽中,建立類别為“全局标簽-變量”,并設定對應的“标簽名”,資料類型選擇為“Word”(“字”資料類型),并指定輸入軟元件D的編号,GXworks2軟體會自動調出對應的D資料寄存器的軟元件位址。

注意:這些“字”資料類型狀态存儲器的建立,是為了ST語言程式在裝置動作中,儲存設備的狀态信号、完成個數、周期數量統計等程式資料。

6.HMI互動資料的全局标簽建立

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在全局标簽中,建立類别為“全局标簽-變量”,并設定對應的“标簽名”,資料類型選擇為“Bit”(位資料類型),并指定輸入軟元件M的編号,GXworks2軟體會自動調出對應的M輔助繼電器的軟元件位址。

注意:這些“HMI互動資料”的建立,是為了PLC與上位機HMI之間的信号互動,主要是操作按鈕,也是這台裝置實作“人機互動”的關鍵一步。

7.IO映射、裝置暫停程式的編寫

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将實際輸入X軟元件的狀态,通過指派語句傳遞到PLC内部我們建立的“I映射資料”;将PLC内部的“O映射資料”通過指派語句傳遞到實際輸出Y軟元件。

注意:我們在“輸出映射”程式段中,IF語句的執行條件被設為“暫停标志”的不得電狀态,如果我們将“暫停标志”設定為1,裝置将不再進行輸出信号的資料更新,PLC所有實際輸出軟元件Y,将保持“暫停标志”為1前的狀态,保持目前位置不動,進而實作裝置暫停的功能。

PS:當然我們可以使用“級聯方式”對時間繼電器程式設計,自由設定一段時間,當時間到了之後,将“暫停标志”設定為1,裝置将不再進行輸出信号的資料更新,進而實作“裝置的定時停機”。當然,這隻是IO映射程式的一種特殊用法,希望能幫助到大家。

8.初始化程式的編寫

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當裝置上電時,所有輸出全部複位,為裝置運作做好準備。

9.手動程式的編寫

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當裝置處于手動狀态時,上位機HMI互動資料(也就是觸摸屏上的按鈕),将分别控制每個執行機構動作,實作對裝置的手動操縱。

10.複位程式的編寫

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當裝置處于自動狀态,并按下複位按鈕時,系統狀态将置為2,系統執行複位,在滿足所有複位條件(所有機構的複位信号傳感器得電)的情況下,将證明系統複位已經完成,系統狀态将變為3,裝置進入等待啟動狀态。

11.順控程式的編寫

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主要是,一步一步走下去,正确地操作狀态的轉移和标志位的更新,就可以完成任務了。我們的順序控制程式,主要分為3個部分,每個部分之間,依靠标志位進行資訊的交換,這些交換的資料内容有很多,比如:裝置的動作完成信号、物料判别信号、系統中斷信号、下一步動作許可信号等。

順序控制程式,需要把“0/1标志位”和“字”資料類型狀态存儲器的配合使用,爛熟于心,因為順控程式承載的是整個程式的主體,其他所有的功能都是在這個主體上建立的,這個程式要是寫不好,基本什麼都沒戲了。

12.急停、預停程式的編寫

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當接收到“急停”或者“預先停止”信号時,系統将判斷在何時,将順序控制程式的“字”資料類型狀态存儲器置為“1”,讓裝置進入停止狀态,裝置将從順序控制的自動運作狀态中跳出,不再繼續向下執行,PLC所有輸出軟元件保持目前狀态不動作,0依舊為0、1依舊為1,所有機構不會再動,由此可以實作裝置的安全停止,防止對人員的二次傷害。

13.統計程式的編寫

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根據程式中抓取到的信号标志位,并配合“字”資料類型狀态存儲器,實作對物料分揀總數量的統計;通過定時器T20定時,每隔1分鐘對“一分鐘統計個數産能”清零,為上位機HMI的統計趨勢曲線提供資料依據。

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