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详细说明：西门子PLC锅炉控制应用案例.pdfpdf,西门子PLC锅炉控制应用案例.pdfPLC WORLD 第二节PIC内存介绍既然我们知道了需要采集得数据类型和大小,以及设置数据需要得内存大小,那么我们就能够把内存的使用标准化,即是哪类数据就用哪类规定的内存块。这样作的好处是,即使预先不知道一个内冇地址的实际意义,也能知道这个地址显示的是何种数据。下面我们详细介绍这块内容首先我们了解一下PIC内存的地址范围,以西门子S7-200系列PIC为例。被存取内存类刑CPU221cPU222cPU224 CPU 226 位〔字书.V 00 noT7 0 0477.0-5197y1220.0-511971.23 位 .0-8191.7V200 00-102397V200 30-102397XP 0.0-1570.0-15730-15.7 0.0-157 00-15700-15790-157 0.0-157 M 0.0-3170.0-31.730-31.7 00-317 SM 0.0-17970.0-299.730-5497 0.0-549.7 0.03170031.70031.7 0.031.7 U-255 0-255 U-255 C 0-255 0-255 -255 0-255 0.0-5970.0.5970.0-597 0.0-59.7 图表3位地址范围被存取内存类型cF PU221 CPU 222 CPU 224 CPU 226 字节 0-2047 0-20470-5119V1.220-5119V1.23 0-8191V2000-10239V200 010239X B 0-15 -15 0-15 0-15 RE 0-15 0-15 0-15 0-15 MB 0-31 -31 0-31 0-31 SMB 0-179 0-299 0-549 0-549 SB 0-31 0-31 0-31 0-31 LB 0-59 0-59 0 0-59 0-3 0-3 0-3 图表4字节地址范围 PLC WORLD 被存取: 内存类型cPU221 cPu222心Pu224 PU225 宇 C-2046 0-2046 0-5118v1220-5118v123 0-8190v2 10298V2.00 0-10238XP C-12 0-14 0-14 0-14 GVV C-12 0-14 0-14 U-14 MY C-30 0-30 0-30 SMW C-18 0-298 0-548 0-548 0-30 0-30 0-30 0-255 C-25E 0-255 0-255 LW C58 0-58 0-58 058 AG C-3 0-3 0-3 0-3 AWV C30 030 062 062 图表5字地址范围被存駛:内在类型cPU21cPu22cP22 CPU 226 双字 0 0-20440-5116V1.220-5116y123 0-8188V200 0-10236V200 0-10236XP 0-12 0-12 0-12 0-12 D 0-12 0-12 0-12 0-12 0-28 0-28 0-28 0-28 SMD 0-176 0-296 0 546 0-546 GD 0-28 0-28 D-28 0-20 LD 0-56 -5 A 0-3 0-3 0-3 0-5 0-5 图表6双子地址范围我们看到PLC的内存分为这样几个区域 I窗散输入和映象寄存器离散输出和映象寄存器内部内存位 SM特殊内存位(SM0-SM29为只读内存区) V变量内存 T定时器当前值和定时器位 C计数器当前值和计数器位 HC高速计数器当前值 AⅠ模拟输入 AQ模拟输出 AC累加器寄存器 L局部变量内存 S SCR 每个区域的具体功能可以参看西门子编稈工具自带的帮助文件第三节内存标准化分配我们在上一节中已经知道PLC内存是如何分类的以及各种型号的地址范围,于是我们可以 PLC WORLD 把这些地址按照我们的实际需要分门別类。本文中主要使用的是两门子公司的PIC,其实其他品牌PLC的内存分类和西门子公司产品的内存分类大同小异,只是名字的叫法不同而己,所以我们可以{到举一反三触类旁通。下面我们结合实际的例子讲清楚内存如何标准化。 PLC内存中的I区、Q区、AI区和AQ区使用范围的大小般来说是根据我们在工程中的实际需要配置的。我们工稈中的数字量状态采集用Ⅰ区,如锅炉的故障状态、水泵运行状杰、水箱液位等等这些只有通断信号,没有范围变化的信号。同理,Q区是数字量的输岀,如锅炉的启停、阀门的开关控制信号等等;AI区和AQ区分别是采集和输出连续变化的模拟量通道, 例如锅炉排烟温度、电动阀门开度、锅炉压力、系统压力等等。这些地址的分配是由PLC自动分配的,可以已经连接的PC上读出内存的标准化主要是除 I/Q/ALAQ等区域的标准化。从现实出发,我们工程中经常用到的就是CPU22、CPU24和CPU226这三个型号的PLC。如果想让我们的程序在这三个型号的 CPU中都能运行,那么我们就必须选内存范围最小的CPU,内存范围最小的是CPU22。我们就把CPU22中的程序当作模板。 CPU222中VD区的范围是0-2044,MD的范围是0-28,AC的范围是0-3。我们之所以用ⅴ D/MD/AC区来说明范围大小是因为D表示 Double word是32位的地址,而1位位地址(如 V0.0)、8位宇节地址(如VB0)、16位字地址(如w)都是包含在这个范围内的了解了上述内容后,我们开始进入本中最主要的部分一一格式化标准。锅炉及其相关设备的状态格式: 锅炉和阀门的控制使用的是开关量输岀,锅炉有启动与停止两种动作,阀门也是开启和关闭两种动作。所以我们可以把这些控制动作归结在一个字节内表示。如下表: 控制字节定义如下: 位说明锅炉启动|锅炉停止阀门开启阀门关闭允许启动位次序 6 7 图表7控制字节定义位说明手动启动手动停止白动启动白动停止白动手动位次序 4 6 图表8自动手动控制位说明液位状态丨液位状态锅炉房「计量低限报警[高限报警燃气报警|燃气报警位次序 4 7 图表9报警输出字节反馈字节的定义如下: 位说明|锅炉运行|锅炉故障|流水开关|阀门当前水泵运行水泵故障状态状态状态状态位次序 0 4 6 图表10状态字节定义位说明液位状态丨液位状态|锅炉房「计量间低限报警高限报警燃气报警燃气报警位次序 2 3 4 6 7 PLC WORLD 图表11报警输入字节锅炉的数量是有限的,于是我们把控制字节和状态字节的使用做数量上的限定和分配。目前的情况来看,我们一个PIC能控制的锅炉数量最多是10台,理由是我们的PIC上(O数量是有限的。所以我们把控制字节规定使用10个字节,状态字节规定10个字节,预留30个字节。这样我们就标准化了锅炉的控制。地址范围规定从ⅴB0VB49,其中VB0ⅤB9为钠炉控制字节,MB30MB39为自动或手动控制字节,VB10VBl9为影响锅炉运行的状态字节。VB20-VB24为报警输出字节,VB25-VB29 为报警输入字节,VB40VB49为预留字节备用。各种模拟的输入输出标准化接下来我们介绍锅炉控制系统中的各种模拟量如何配置內存我们的锅炉系统中存在大量的模拟量信号,这些信号一般来说输入都是由模拟量采集模块将连续的变化量(大部分为4-20mA的电流信号,0-5V或0-10V的电压信号)转换离散的数宁量,存储到PLC内存里;输出是由模拟量输出模垬将我们要输出的存储在內存屮的数宁离散信号转换为电压信号或者电流信号。无论是内存中采集上来的数值还是我们输出的数值都不是我们得到的理想的数值,还需要转换程序将这些量转换成可读懂的数据。数据的转换我们放在下面的章节介绍。锅炉控制系统中的模拟量输入值主要是锅炉出水温度、锅炉回水温度、锅炉排烟温度、锅炉出水压力、锅炉回水压力、一次供水压力、次回水压力、次供水温度、次回水温度、采暖供水温度、米暖回水温度、来嗳供水压力、采暖回水压力、生活供水温度、生活回水温度、生活供水压力、生活回水压力、水流量、供热量、阀门开度、室外温度、变频尜频牽等等。根据设计院设计的不同,所需要采集的数据种类不同锅炉控制系统中旳模拟量输岀值主要是: 各中需要模拟量控制的闯门开启值和变频器的给定频率。了解了上述内容,我们就能够标准化内存使用,具体的内存分配如下所述: 考虑到这些模拟量经过程序转换之后一般为实数类型(REAL)的数值,所以每个数值存储到内存后所占用的内存空间为4个字节,即32位的数值。那么我们可以这样标准化采集量。 1、锅炉相关的数佰内存分配锅炉出水温度(4个字节) 锅炉回水温度(4个宁节) 锅炉出水压力(4个字节) 锅炉回水压力(4个字节) 锅炉排烟温度(4个字节) 共位20个字节或者说5个双字因为一个PLC控制锅炉台数的上限是10台,所以总供需要200个字节。于是我们把 VB100VB299的内存段分配给与锅炉相关的采集值。详细的分配是: 故名祸护出水温碰锅回水度钢护出水压力锅闺欢压力护排烟第 VD100 VD104 VD108 VD112 VD116 第二台 VD120 VD124 VD128 VD132 VD136 VD140 VD144 VD148 VD152 VD156 第四台 VD160 VDI64 VD168 VD172 VD176 PLC WORLD 第五台 VD180 VD184 VD188 VD192 VD196 第六台 VD200 VD204 VD208 VD212 VD216 第七台 VD220 VD224 VD228 VD232 VD236 第八台 VD240 ⅤD244 VD248 VD252 VD256 第九台 VD260 VD264 VD268 VD272 VD276 第十台 VD280 VD284 VD288 VD292 VD296 图表12锅炉相关模拟量采集存储地址 2、一次侧采集值内存分配次侧采集值总共只有4个次出水温度(4个字节) 次回水温度(4个字节) 次出水压力(4个字节) 次回水压力(4个字节) 共16字节,制定分配区域ⅤB300VB399 数值名称次出水温度次回水温度次出水压力次回水压力起始位置 VD300 VD304 VD308 VD312 图表13一次侧模拟量采集存储地址 3、采暖采集值内存分配采暖出水温度(4个字节) 釆援湲回水温度(4个字节) 采暖出水压力(4个字节) 米暖回水压力(4个字节) 釆暖区电磁阀开启值(4个字节) 不同的系统设计不同,有些系统分为不同的采暖区域,不过数量上最多不超过10个区域。每个区域共使用20个字节所占内存空间为200字节。因此我们制定分配给采暖数据的内存区域为VB400-VB599 数值名称采暖区釆暖出水温度采暖回水温度采暖出水压力采暖回水压力阀门开度采暖一区 VD400 VD404 VD408 VD412 VD416 采暖二区 VD420 VD424 VD428 VD432 VD436 米暖三区 VD440 ⅤD444 VD448 VD452 VD456 采暖四区 VD460 VD464 VD468 VD472 VD476 采暖五区 VD480 VD484 VD488 ⅤD492 VD496 采暖六区 VD500 ⅤD504 VD508 ⅤD512 VD516 采暖七区 VD520 ⅤD524 VD528 VD532 VD536 采暖八区 VD540 ⅤD544 VD548 VD552 VD556 采暖九区 VD560 ⅤD564 D568 VD572 VD576 采暖十区 VD580 VD584 VD588 VD592 VD596 图表14采暖区模拟量采集存储地址 4、生活热水采集值内存分配生活热水出水温度(4个字节) PLC WORLD 生活热水回水温度(4个字节) 生活热水出水压力(4个字节) 生活热水回水压力(4个字节) 生活热水区电磁阀开启值(4个字节) 不同的系统设计不同,有些系统分为不同的生活区域,不过数量上最多不超过10个区域每个区域共使用20个字节所占内存空间为200宁节。因此我们制定分配给生活热水数据的内存区域为VB600-VB799 数值名称生活热水生活热水生活热水生活热水生活区出水温度回水温度出水压力回水压力阀门开度生活一区 VD600 VD604 VD608 VD612 VD616 生活二区 VD620 VD624 VD628 VD632 VD636 生活三区 VL640 VL644 VD648 VD652 VL656 生活四区 VD660 VL664 VD668 VD672 VD676 生活五区 VD680 VL684 VD688 VD692 VD696 生活六区 VD700 VD704 VD708 VD712 VD716 生活七区 VD720 VD724 VD728 VD732 VD736 生活八区 VD740 ⅤD744 VD748 VD752 VD756 生活九区 VD760 VD764 VD768 VD772 VD776 生活十区 VD780 ⅤD784 VD788 VD792 VD796 图表15生活区模拟量采集存储地址 5、其他采集值内存分配这里我们考虑剩余的模拟采集量种类已经不多,而且每类数量也不多。暂设计每类最多5 个数值,分配20个字节。而且暂时考虑的种类是水流量(4个字节)共5个,占用20字节; 供热量(4个字节)共5个,占用20字节; 室外温度(4个字节)共5个,占用20字节变频器频率(4个字节)共5个,占用20字节述四个模拟量值只用到变频器频率ⅤB869如需其他采集值内存分配地址顺延. 总分配区域为ⅤB800-VB899 水流量: 值名称流量流量二流量三流量四流量五起始位置VD80 ⅤD804 VD808 VD812 VD816 图表16水流量模拟量采集存储地址供热量: 值名称供热量一供热量供热量三供热量四供热量五起始位置 VD820 VD824 VD828 VD832 VD836 图表17供热量模拟量采集存储地址室外温度: 值名称。室外温度一室外温度三外温度三室外温度四「室外温度打起始位置 VD840 ⅤD844 VD848 VD852 VD856 PLC WORLD 图表18室外温度模拟量采集存储地址变频器频率: 值名称变频器频率一变频器频率二变频器频率三变频器频率四变频器频率五起始位置 VD860 VD864 VD868 VD862 VD866 图表19变频器频率模拟量采集存储地址 6、模拟输出内存分配模拟量输入分配完后我们开始为输出用的模拟量分配內存在锅炉控制系统中,通过模拟两控制的设备无非两种,一种是各种电动阀门,另一种是变频器的频率给定。而且,这两类设备的数量也是非常有限的。我们这里考虑各种阀门总共数量最多为10个,变频器数量最多10个。因此,对于模拟量输出所占用的内存分配共需要内存40 个宁节,考虑到可能有额外的设备需要控制,所以总共分配100个字节,范围从ⅤB900VB999 电动阀门开启值: 值名称门]二阀门阀门四阀门五起始位置 VW900 Vw904 Vw908 VW912 Vw916 值名称阀门六阀门七阀门八阀门九阀门十匚起始位置 Vw920 Vw924 VW928 VW932 VD936 图表20模拟量输岀存储地址变频器给定值: 值名称变频器变频器变频器三变频器四安频器五起始位置 VW940 W944 Ⅴw948 Ⅴw952 Vw956 值名称变频器六变频器七变频器八变频器九变频器十起始位置 VW960 VW964 Vw968 Ⅴw972 Ⅴw976 图表21模拟量输岀存储地址三、通信程序内存标准化木文使用的是西门了PLC自由∏协议(西门了产品的通信端∏设置详见软件帮助或产品手册),尽管不同公司产品的通信口用法不同,但还是有规律可循的。通信程序一般分为三步分 1、端口设置部分; 2、发送子程序部分 3、接收子程序部分。我们只要在制定的内冇填上需要的数据,然后启动通信端口开始通信就可以传输数据了。详细的通信程序介绍我们放在下面的章节,此处我们先给通信程序分配固定的PLC内存在锅炉控制系统中,通信的主要目的是为了上传采集数据和下传设备的给定值(设定值) 而且通信协议不是很复杂,囚此,我们给每个需要和PLC通信的设备分配200个字节的内存考虑用到的设备数量最多不超过5个,我们分配VB1000VB1999,MB0MB4作为这个5个设备的内存使用区。实际使用的时候,我们经常会遇到几个设备使用相同的发送区,发送相同的命令。所以这段内存可以灵活使用。四、初始化程序内存使用标准化初始化程序的作用有两个,一个是配置通信端口,另一个是设置初始值根据经验,初始化区域分配500个字节的内存已经足够使用。所以,我们将VB2000VB2499 段的内存分配给初始化程序。五、自动控制程序内存使用 PLC WORLD 由于每个系统的设计和结构不同,因而自动控制程序的内容也不同。我们这里只能根据以往经验分配1500个字节,范围ⅤB2500-VB3999的内存地址给白控程序使用。对于一般的锅炉控制系统已经足够使用。自控程序包括:数据转换程序和锅炉控制程序。建议VB2500-VB2699作为锅炉控制程序使用,数据转换使用VB3000B3999。我们在代码分析中详细讲解这两个程序第四节代码分析与例程讲解第部分数据转换程序首先我们介绍一下为什么要进行数据的转换。原因就是我们从变送器传送到采集模块的信号为电压信号或电流信号,这些信号经过模数转换程序把原来连续的物理量转换为可被PLC内存存储的离散的数字量。内存中的数字量的形式也不是我们平常使用的格式,内存中一般为16 位的二进制数据,而我们在显示设备上需要的是十进制的数值。所以就必须通过转换程序把二进制数值转换为我们需要的十进制数值。下面我们结合代码介绍数据转换稈序 PLC模拟量模块转换程序 1、程序代码符号变量类型数据类型」 Lw0输入 N WORD LD2修正值 N REAL LW6采样次数囗RD LD8比例值 REAL D12累加器 N⊥DUT M1|计数器 IN_OUTWORD LD1B」 Temp_hits_ay IN_OUT REAL N⊥UT LD22输出 HEAL IIIL=PLC模块数据转换程序 Network 1 ∥采样:这段代码主要作用是把16位(一个字)的数据转换为实数类型的数据,并且启动计数器和累加器 LD SM0.0 ITD LWO. LD26 ∥16整数转换为32位整数 DTR LD26 LD30 132位整数转换为实数 LD30. LD12 /启动累加器 INCW LW16 ∥启动计数器 Network 2 ∥滤波与转换:这段代码通过系列运算进行数据滤波,并且将数值转换为可读性很好的十进制数据。同时累加器与计数器归零便于下一次采集使用。 LDW>>= LW16 LW6 /比较当前釆样次数是否等于预制采样次数 ITD LW6. LD42 DTR LD42LD46 /将采样次数有16位整数转换位32位实数

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