S7-200 SMART在編程中

常見問題解析

工欲善其事必先利其器，在日常的程序編輯和調(diào)試過程中，可能會(huì)遇到各種各樣的問題，比如編輯好的邏輯程序執(zhí)行結(jié)果不正確，編譯正常的程序下載到不同的CPU中，有些可以下載，而有些提示非致命錯(cuò)誤等等，此時(shí)如何快速的排查和分析錯(cuò)誤發(fā)生原因就非常重要，而排查和分析的前提就需要對S7-200 SMART從軟件和硬件上有更加深入的了解，下面我們就通過幾個(gè)典型的案例來進(jìn)行問題的分析。

案例 1

首先看圖1這段程序，編譯無任何問題，如果下載到不同類型的CPU中，表現(xiàn)就會(huì)不同，我們可以嘗試下載到ST60和CR60兩種類型的CPU中。

圖1 主程序

下載到ST60中，程序運(yùn)行正常，如果下載到CR60中，程序運(yùn)行就會(huì)報(bào)非致命錯(cuò)誤：操作數(shù)非法（錯(cuò)誤碼：0090），圖2為具體的非致命錯(cuò)誤信息：

圖2 PLC信息

根據(jù)程序分析錯(cuò)誤出現(xiàn)的原因和中斷有關(guān)，可以查詢S7-200 SMART系統(tǒng)手冊中斷章節(jié)可以找到對應(yīng)答案，如表1所示，24號(hào)中斷事件CR60不支持，所以在運(yùn)行時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)非致命錯(cuò)誤。

表1

綜上，當(dāng)需要程序在多個(gè)不同類型CPU之間下載或者移植時(shí)，就需要提前了解各個(gè)CPU的程序容量大小、支持的數(shù)據(jù)區(qū)的大小，斷電保持區(qū)域大小，是否使用到了CPU不支持的功能或者CPU固件版本是否支持等因素，只有了解了這些，才能做到有的放矢。

案例 2

在日常編程過程中，我們可能需要各種標(biāo)準(zhǔn)庫，有時(shí)需要子程序和中斷程序有多重調(diào)用關(guān)系，例如下面這個(gè)案例，程序想使用格雷碼轉(zhuǎn)換庫在定時(shí)中斷中每隔100ms進(jìn)行一次數(shù)據(jù)的格雷碼轉(zhuǎn)換，請看圖3：

圖3 主程序

圖4 子程序

程序的調(diào)用關(guān)系為：中斷子程序INT0調(diào)用子程序SBR1，SBR1中調(diào)用子程序SBR2，SBR2中的程序如圖4所示，下載到CPU中，通過狀態(tài)圖表監(jiān)視程序狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)沒有結(jié)果輸出，如圖5所示：

圖5 狀態(tài)圖標(biāo)監(jiān)控?zé)o輸出

進(jìn)一步監(jiān)控PLC信息，可以看到圖6的非致命錯(cuò)誤報(bào)警：超出最大用戶子例程嵌套級別（錯(cuò)誤碼：0008）

圖6 PLC信息

S7-200 SMART手冊中規(guī)定：從主程序調(diào)用子例程的嵌套深度是 8 級，從中斷例程調(diào)用嵌套深度是 4 級。

現(xiàn)在來看上述程序的調(diào)用關(guān)系：

INT0→SBR1→SBR2→GRAY_BIN_DW，表面上也僅僅嵌套了3級，滿足中斷嵌套深度要求，但是仔細(xì)查看GRAY_BIN_DW功能庫可以發(fā)現(xiàn)，該庫也嵌套了幾層，嵌套關(guān)系如下：

GRAY_BIN_DW→GRAY_BIN→XOR，這樣下來，嵌套關(guān)系就變成如下：

INT0→SBR1→SBR2→GRAY_BIN_DW

→GRAY_BIN→XOR，總共5層嵌套關(guān)系，超過了CPU支持的最大嵌套深度，導(dǎo)致CPU 無法運(yùn)行，知道了原因，我們可以減少調(diào)用嵌套為4層以內(nèi)，則程序就可以正常執(zhí)行了。

通過以上描述就可以明白，有些看似不可理解的問題其實(shí)有其發(fā)生的原因，只有深入了解對應(yīng)產(chǎn)品的技術(shù)細(xì)節(jié)，才能抽繭剝絲，找到問題的根源所在。

S7-200 SMART

如何快速提高編程效率

在日常的編程過程中，我們可能需要不少的邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算，如果這種運(yùn)算很多，有可能會(huì)導(dǎo)致程序量很大，CPU的掃描周期加長，在這種情況下，找到其中的規(guī)律，可以大大簡化程序。

假設(shè)一個(gè)場景，現(xiàn)場有16臺(tái)設(shè)備，需要控制16臺(tái)泵的啟停，IO地址如下表所示：

表2

一般的編程思路是單獨(dú)寫出每個(gè)泵的啟動(dòng)停止控制邏輯，如圖7所示，需要編寫16組控制邏輯：

圖7 單個(gè)泵的啟?？刂?/span>

其實(shí)針對這種編程，我們可以變換一種思路，將上面的梯形圖變換成圖8所示的邏輯，也可以完成對應(yīng)的控制功能：

圖8 字邏輯運(yùn)算

這樣變換完成后，編程就顯得特別簡潔，因此編程思路很重要。

在另外一些應(yīng)用場景中,有時(shí)需要記錄現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，一般情況下我們可以使用定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的功能，但S7-200 SMART定時(shí)器有數(shù)量限制（最大256個(gè)），并且最大時(shí)基為100ms的定時(shí)器其所能達(dá)到的最大計(jì)時(shí)長度為3276.7S，若想實(shí)現(xiàn)小時(shí)或者天的計(jì)時(shí)就需要定時(shí)器加計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)，而計(jì)數(shù)器也有數(shù)量限制（最大256個(gè)），當(dāng)需要類似的功能很多時(shí)，計(jì)數(shù)器和定時(shí)器數(shù)量就不夠用了，此時(shí)可以使用系統(tǒng)特殊存儲(chǔ)器 SM0.4（周期為60S的時(shí)鐘脈沖）和SM0.5（周期為1S的時(shí)鐘脈沖）來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。

如圖9所示，其中值VD0的單位為秒，在實(shí)際應(yīng)用中，可以對這個(gè)數(shù)值進(jìn)行再次轉(zhuǎn)換，得到分鐘、小時(shí)或者天的時(shí)間值（本例中VD4的單位為小時(shí)），同時(shí)這些地址也可以按需設(shè)置在S7-200 SMART斷電保持區(qū)域中，實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間長度的定時(shí)以及斷電保持功能，非常方便。

圖9 使用SM0.5實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能

實(shí)際編程時(shí)對于一些功能重復(fù)的地方，我們可以考慮做成子程序多次調(diào)用，一些需要重復(fù)計(jì)算的功能，可以使用FOR NEXT循環(huán)來完成，也可以考慮使用間接尋址的方式來提高程序的靈活性，而對一些流程方面的控制可以使用順序控制繼電器來完成，這樣可以大大提高編程的效率。