S7-1500 配方功能使用入门

配方通常在两种场合下使用，一是生产不同规格的产品，使用不同工艺参数值，二是在生产一种产品过程中有很多步骤，每个步骤都是有不同的工艺参数。

通常，这些参数数据存放在 CPU 的 DB 块或 M 区，然后正常编程，无需使用配方功能。

但是，某些时候这些参数数据的数据量特别大，数值却是固定不变的，或者只是偶尔在需要的时候小做改动，此时，就可以利用配方功能。可以将配方数据导出到电脑，使用例如 Excel 的编辑工具方便的输入参数然后再进行导入，并且在程序中可以读取及小量改动。

而对于 S7-1500 系列的 CPU 来说，配方数据可以仅保存在装载存储器，也可以同时保存在工作存储器以及装载存储器，即常规的 DB 块，这两种方法优缺点如下：

对于仅保存在装载存储器的配方数据


优点：减小对工作存储器以及保持存储器的占用，可以通过更换存储容量更大规格的存储卡，存储更多的配方数据。

缺点：在读写配方数据时，必须使用 READ_DBL 以及 WRIT_DBL 指令，无法使用普通指令进行读写，这两个指令专门用于处理仅存储在装载存储器的数据，是异步指令，也就是说无法实时的读写，需要一定的处理时间，并且对于存储卡来说频繁使用 WRIT_DBL 指令会导致存储卡损坏。


对于同时保存在工作存储器以及装载存储器的配方数据


优点：使用方便，使用常规指令例如 MOVE 指令就可以对配方数据进行读写

缺点：需要占用 CPU 宝贵的工作存储器空间，尤其是对于工作存储器小的 CPU 1511、CPU 1510SP 等使用时更是需要提前规划好使用量。数据保持方面有两种方案，一种是不激活配方 DB 数据的保持性，那样数据读写还是需要 READ_DBL 以及 WRIT_DBL ，那样相对仅保存在装载存储器的配方数据的方案就没有任何优点了。另一种是激活配方 DB 数据的保持性，需要占用 CPU 宝贵的保持性存储器空间，同样对于保持性存储器小的 CPU 1511、CPU 1510SP 等使用时需要提前规划好使用量。

所以总的来说，推荐第一种方案，本次例程中也是使用第一种方案。

当然对于配方数据量不大的项目，也可以使用第二种方案。
配方功能使用过程

配方功能使用过程如图 1 所示。



图 1 配方功能使用流程
配方指令

配方功能使用到的指令位置如图 2 所示。



图 2 配方使用相关指令

RecipeExport 指令将完整的配方数据块导出，按照标准 csv 格式存储在 CPU 装载存储器的永久性配方数据文件中。

RecipeImport 指令将配方数据从装载存储器上的 csv 文件导入到装载存储器上的配方数据块中。此过程会覆盖之前数据块中的值。

READ_DBL 指令将配方数据从配方数据块读取到活动配方。

WRIT_DBL 指令将活动配方数据写入到配方数据块。


注意：以上四个指令都不支持使用 PLCSIM 或者 PLCSIM Advanced 进行仿真，只能使用真实 CPU 测试执行。
配方使用例程

例程为制作不同冰淇淋选择不同的配方，并在 WinCC 画面上根据配方号显示配方、修改配方。

硬件：

CPU 1516-3 PN/DP V2.9.4，订货号：6ES7516-3AN01-0AB0，X1 接口 IP 地址：192.168.1.32，子网掩码：255.255.255.0

电脑，网卡 IP 地址：192.168.1.201，子网掩码：255.255.255.0

软件：

Windows 10 专业版 20H2

TIA Portal V17 update 3 Step 7 + WinCC Advanced

Microsoft Office 2019

例程归档下载链接：下载。
1. 组态硬件，激活 Web 服务器功能

打开 TIA Portal 软件，新建项目，添加指定版本及订货号的 CPU ，取消激活安全向导，设置 IP 地址，CPU 时区，激活 Web 页面功能，此处过程略。

如图 3 所示，必须激活 Web 页面用户管理中的“文件浏览器”功能。



图 3 用户管理设置
2. 编写配方程序

1）创建配方数据类型

项目树中，展开 PLC 数据类型文件夹，添加新 PLC 数据类型 “typeIceCream” 用作配方数据类型，并在其中添加相关变量，如图 4 所示。



图 4 配方数据类型

2）创建配方 DB

创建配方 DB，然后新建配方数据类型数组的变量，并修改 DB 属性仅存储在装载内存中，如图 5 - 6 所示。



图 5 配方 DB



图 6 DB 设置

3）创建活动配方

创建活动配方 DB，然后新建配方数据类型的变量，如图 7 所示。



图 7 活动配方

4）创建配方操作相关变量

创建配方操作相关变量的 DB，用于编程，说明如图 8 所示的注释。



图 8 配方操作相关变量

5）编写导入导出程序及捕捉错误代码

在 OB 1 编程及注释如图 9 所示。



图 9 编写导入导出程序

6） 编写读写配方程序

继续在 OB1 编程，读指定配方号配方数据到活动配方，将活动配方写入指定配方号的配方数据，如图 10 所示。

读取到的活动配方即可以用于后续工艺编程，或者关联到上位机画面显示修改。



图 10 编程读写配方程序

7）程序编写完成，将硬件组态及程序下载至 CPU。
3. 绘制并启动 WinCC 画面

新建 PC 站，添加 WinCC Advanced，添加网卡，设置 IP 地址，建立与 CPU 的 HMI 连接，此处过程略。

新建画面如图 11 所示。



图 11 画面

关联左边 IO 域与活动配方 DB 的相对应数据关联。

配方号 IO 域与变量 "RecipeRef".recipeNo 关联。

右下的四个按钮分别关联按下和释放两个事件，按下使得触发位置位，释放使得触发位复位。

之后编译 WinCC 项目，启动画面。
4. 导出导入配方数据

1）导出配方数据

启动 WinCC 画面后，点击“导出”按钮，然后打开电脑上的浏览器，输入 CPU IP 地址，浏览到“文件浏览器 > Recipes”，如图 12 所示。



图 12 打开 Web 页面

2） 编辑配方数据

点击图 12 的 csv 文件，下载到电脑中，之后点击图 12 红框处的图标删除该文件。

使用 Excel 软件对 csv 文件打开编辑保存，如图 13 所示。



图 13 编辑后的配方数据

3）导入配方数据

如图 14 所示的操作。



图 14 上传配方

①点击该图标，浏览到修改的 csv 文件

②点击该图标上传

③上传成功后，文件显示在这里

之后在 WinCC 画面点击“导入”按钮，即完成配方数据导入。

4）此时可以通过 PLC 在线情况下上载程序块，看到配方数据里的数据，如图 15 所示。



图 15 配方 DB 数据
5. WinCC 读写活动配方数据

1）在 WinCC 画面配方号处输入“1”，然后点击“读取”按钮，即可将 1# 配方读取到 WinCC，如图 16 所示。



图 16 读取到的配方数据

2）然后任意修改 WinCC 画面左边配方数据，点击“写入”按钮，即可对 1# 配方进行修改，修改后，监视 PLC 程序发现，配方数据 DB 旁边的绿色圆形图标变为半蓝半红，说明位于装载存储器的配方数据值发生了改变，如图 17 所示，此时可以通过重新读取验证写入成功。



图 17 修改配方数据

3）此时如果修改并下载程序，会导致通过 WinCC 修改的配方数据丢失，所以可以在修改配方数据时候通过先上传程序块，再修改下载，或者在下载时选择“同步”，如图 18 所示的红框，然后再进行装载。



图 18 同步功能