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NC程序與PLC數據交換功能應用
2021-7-15  來源:成都天翔環境股份有限公司  作者:安保鋼
      西門子840D和840D s l系統中,NC和PLC有高速數據交換區。數據交換的內容可自由配置,能夠實現特定的功能,NC程序獲取PLC一側的機床傳感器狀態,使NC程序更加靈活地運行;也可以使用NC程序收集PLC所需的一些配置數據。數據交換區在NC一側是系統變量$A_DBB[]、$A_DBW[]、$A_DBD[]及$A_DBR[],在PLC一側需通過FC21進行訪問。

      1. NC與PLC數據傳輸原理
 
      (1)高速數據交換區是一塊NC和PLC共享的內存區域,彼此進行寫入和讀取。
   
      (2)高速數據交換區的訪問方式:NC使用系統變量$A_DBB[n],$A_DBW[n],$A_DBD[n]及$A_DBR[n]訪問高速數據交換區;PLC使用FC21訪問高速數據交換區。高速數據交換區的存儲單位是字節。
   
      2. NC對高速數據交換區的訪問
 
    默認情況下NC對高速數據交換區進行讀操作,向數據區寫數據需要使通道機床數據28150$MC_MM_NUM_VDIVAR_ELEMENTS配置可寫的數量。否則會出現報警,如圖1所示。
 
圖 1 
    
      (1)各系統變量: $ A _DBB[n]用來訪問1字節數據,包括BYTE、CHAR,n為字節地址$A_DBW[n]用來訪問2字節整數,n為字節地址,應為2的整數倍;$A_DBD[n]用來訪問4字節整數,n為字節地址,應為4的整數倍;$A_DBR[n]用來訪問浮點數,n為字節地址,應為4的整數倍。
   
      高速數據交換區以字節地址訪問, 以整數為例第一個整數$A_DBW[0],第二個整數$A_DBW[2]。如果下標錯誤,例如$A_DBW[1]則報警,如圖2所示。
 
圖2 
   
      (2)$A_D B B [ n ] 、$A_DBW[n]和$A_DBD[n]的賦值數據格式:整數格式——例如$A_DBW[0]=1;$A_DBW[0]=-1。字符格式——例如$A_DBB[0]='a'。二進制格式—— 例如$ A _
DBB[0]='B10000010'。十六進制格式——例如$A_DBW[0]='H2E0F'。
   
      (3)$A_DBR[n]的賦值數據格式:$A_DBR[n]應為浮點格式,例如$A_DBR[4]=123.456。
   
    (4)數據類型轉換:NC程序在使用高速數據交換區時可進行數據類型轉換,例如:對$A_DBB[n]、$A_DBW[n]和$A_DBD[n]賦值浮點類型,系統不認為這是編程錯誤,而是轉換為整數后賦值。$A_DBB[0]=1.23,則結果是$A_DBB[0]=1。向浮點變量賦值整數也有相應過程。
   
      如果對數據類型轉換沒有充分了解,則要盡量避免,否則與預期可能存在偏差。例如:$A_DBB[0]=-1,R10=$A_DBB[0],結果是R10=255.0,而不是R10=-1。
 
      (5)系統在賦值時對變量的取值范圍進行檢測,如果超出范圍則報警。例如:Byte變量取值范圍0到255,則$A_DBB[0]=256會引發報警,如圖3所示。 
 
圖3 
 

      3. PLC對高速數據交換區的訪問

      PLC使用FC21 T r a n s f e r訪問高速數據交換區。其中: E n a b l e —— 啟動傳送;Funct——WORD類型,等于3是讀取操作,等于4是寫入操作;S7Var——Any類型,指定PLC存儲地址;IVAR1——INT類型,指定高速數據交換區的訪問地址;IVAR2——INT 類型,指定信號量;Error——BOOL類型,等于1則程序出錯;ErrCode——出錯時存儲錯誤代碼。程序如下:

      CALLTransfer

      Enable :=TRUE

      Funct :=B#16#3

      S7Var :=P#L 0.0 INT 7

      IVAR1 :=1000

      IVAR2 :=1001

      Error :=#error

      ErrCode:=#errcode

 

      A n y類型中分別指定起始地址、數據類型和重復次數。P#L0.0 INT 7解釋為起始地址L0.0,數據類型INT,重復次數7。IVAR1=1000高速數據交換區的訪問地址是$A_DBB[1000]

 

      上文程序從$A_DBB[1000]起始讀取7個整數,存儲到L0.0起始的7INTLW0LW7

   

      4. 字節順序

 

      NCPLC的字節順序是不同的。NC字節順序:16位高8位在后,低8位在前;32位高16位在后,低16位在前。PLC字節順序與之相反。FC21運行時會根據數據類型轉換字節順序,使傳輸的數值保持正確。在編程時要注意這一點。例如:LW0存儲16進制數 270E,LB0存儲27,LB1存儲0E;傳送到$A_DBW[0],則$A_DBB[0]存儲0E,$A_DBB[1]存儲27

 

      5. 信號量

 

      信號量確保N CP L C之間如有一方對一段地址連續訪問, 則禁止另一方訪問這段地址。信號量在FC21IVAR2 中指定,VAR2=1001即指定$A_DBB[1001]為信號量。

 

      使用信號量時的讀寫過程:PLC——只有在信號量等于1時對數據區讀寫,讀寫完成后把信號量置0,由FC21執行。NC——只有在信號量等于0時對數據區讀寫, 讀寫完成后把信號量置1 。使用同步動作執行。例如WHENEVER $A_DBB[1001]==1DO RDISABLE ,當信號量等于1時讀入禁止。

 

      6. PLCNC傳送BOOL信號

 

      為了使BOOL信號傳送到NC,可把多個BOOL信號保存在字節變量中,然后向NC傳送這個字節變量。NC使用位指令檢測相應的位。 

 

      例如:PLC把某開關信號賦值給L0.3,然后通過FC21LB0傳送給$A_DBB[0]NC使用位指令檢測第三位,即($A_DBB[0]B_AND'B00001000'),如果開關BOOL量等于1,($A_DBB[0]B_AND 'B00001000')不等于0;如果開關BOOL量等于0,( $A_DBB[0] B_AND'B00001000')等于0。

 

      PLCNC傳送數組或結構:傳送數組在S7Var中把數組的起始地址、數據類型和數據長度指定即可。由于NCPLC字節順序不同,對于結構則應對其內部各變量逐個按其類型傳送。PLC編程時結構和數組可直接賦值給ANY類型的參數,但變量類型為BYTE,有可能在字節順序上出錯。

 

      7. NCPLC任意傳送數據的試驗

 

      NCPLC傳送數據,首先NC把數據寫入數據交換區,然后PLC從數據交換區讀取數據。PLC要想取得數據首先要知道數據的起始位置、數據量,讀到哪里,這些信息必須在編寫PLC程序時在FC21參數S7VarIVAR1指定。

 

      使NCPLC任意位置傳送數據的方法如下:首先NC把需要傳送的數據寫入數據交換區并寫入數據的起始位置,然后在數據交換區指定位置建立一個ANY結構指定PLC地址數據、類型和數量;PLC調用1FC21讀取數據的起始位置和ANYA結構;PLC調用第2FC21以第1FC21讀取的起始位置和ANYA為參數讀取。

 

      4所示為把所需傳送數據的地址存在1002,在交換區10041013處建立一個ANY結構,1000設為信號量。圖5所示為兩次調用FC21。圖6所示為臨時變量表,第1次調用的FC21 P#L0.0 INT 7涵蓋了變量c t r、DepartureDestination。在第2次調用FC21時使用這些變量。

 

圖4 

 

圖5 

 

  

圖6 

 

      8. 結語

 

      全文講述了NC變量和PLC1字節、2字節及4字節基本數據類型的數據交換,以及BOOL變量的傳輸及檢取、數組和結構體的傳輸,可以為具體的應用提供依據,這樣原來需要頻繁編寫或選擇程序的可以具體處理,提高設備的應用性。 
 
 
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