西门子S7-GRAPH编程语言连载(1)——初识

工业生产过程往往从逻辑上划分为多个步骤，当满足某种条件时，生产过程从一个步骤跳转到另一个步骤，这些步骤构成了“生产工艺”。比如果汁的生产工艺大致包括：清洗→打浆→榨汁→粗滤→均质→加热→装罐→杀菌等，这种顺序执行的生产工艺特别适合用顺序功能图来控制实现。
顺序功能图（SFC-Sequential Function Chart)是国际编程语言标准IEC 61131-3推荐的五种编程语言之一（其它四种语言分别是：梯形图、功能块图、语句表和结构化文本），西门子PLC所支持的编程语言S7-GRAPH（简称GRAPH）就属于顺序功能图。GRAPH语言在实际工业生产中使用广泛，很多企业标准（比如大众的VASS标准、戴姆勒的Integra标准）的流程控制都使用GRAPH语言实现。本系列教程我们会对GRAPH语言进行系统性介绍，今天这篇文章，先来认识下GRAPH语言。



说明：西门子S7-300/400/1500系列PLC支持GRAPH语言，S7-200 SMART及S7-1200不支持GRAPH语言。
在博途环境下新建项目，双击“添加新设备”，选择支持GRAPH语言的PLC（比如CPU 1515-2PN)。然后单击刚添加设备的左侧项目树→“程序块”→“添加新块”，在弹出的对话框中选择函数块（FB），命名为“seqControl1”，语言选择GRAPH，如下图所示：



创建完成后会自动生成GRAPH语言的编程界面，如下图所示：



其中：

①变量声明区：包括输入变量、输出变量、静态变量等。默认情况下函数块创建完成后会自动生成一些变量，相关内容后序详述；

②导航区：由四部分组成：

前固定指令(permanent pre-instructions);

顺控器(sequencer);

后固定指令(permanent post-instructions);

报警(alarm);

前固定指令是在顺控器指令执行之前所执行的指令，每次调用该函数块时都会被调用（如果编写了的话）；

顺控器就是编写的流程控制代码；

后固定指令是在顺控器指令执行之后所执行的指令，每次调用该函数块时都会被调用（如果编写了的话）；

报警视图中可以启用报警显示、指定类别启用条件、选择显示类别等；

③代码编辑区：用来编辑GRAPH代码；

接下来详细介绍下函数块的(接口)变量。

使用GRAPH语言创建的函数块，会生成一些默认的接口参数（输入/输出变量）。有三种接口参数的选择方案：

①默认方案；

②最少参数方案（接口参数数目很少）；

③最全参数方案（接口参数数目较多）；

单击开发环境的工具栏菜单“编辑”→“接口参数”，可以看到三种接口方案，如下图所示：



默认接口参数方案自动生成的参数变量如下图所示：



最少参数方案生成的参数如下图所示（除了静态变量，就只有一个初始化顺控器的参数 INIT_SQ）：



最全参数方案生成的接口参数如下图所示：



最全参数方案生成的参数实在是很多，一般情况下用不到这么多参数。

说明：上述只是初始创建函数块时的参数，静态变量里的参数会随着代码的增加而增加。

下面以默认参数方案为例，介绍下各参数的含义：

输入参数（上升沿信号执行）
名称
数据类型
说明
OFF_SQ
布尔型
关闭顺控器，取消所有步的激活
INIT_SQ
布尔型
初始化顺控器，激活初始步
ACK_EF
布尔型
确认故障，跳到下一步
S_PREV
布尔型
自动模式：向前翻页浏览当前活动步，显示“S_NO”参数中的步号；
手动模式：显示“S_NO”中的上一步（较小编号）；
S_NEXT
布尔型

自动模式：向后翻页浏览当前活动步，显示“S_NO”参数中的步号；

手动模式：显示 S_NO 中的下一步（较大编号）；
SW_AUTO
布尔型
切换到自动模式
SW_TAP
布尔型
切换到半自动模式
SW_TOP
布尔型
切换到自动或半自动模式
SW_MAN
布尔型
切换到手动模式[1]
S_SEL
整数型

手动模式下选择的步号，

配合S_ON和S_OFF使用
S_ON
布尔型
激活S_SEL选择的步号
S_OFF
布尔型
取消激活S_SEL选择的步号
T_PUSH
布尔型
自动或手动模式下，如果满足条件且该参数有上升沿信号，则跳转到下一步

注[1]：SW_AUTO/SW_TAP/SW_TOP/SW_MAN，每一次上升沿都会激活其对应的模式，并使上一次模式失效；

输出参数
名称
数据类型
说明
S_NO
整数
步号
S_MORE
布尔型
更多步，其它步也被激活
S_ACTIVE布尔型
所显示的步处于激活状态
ERR_FLT
布尔型
常规故障
AUTO_ON
布尔型
自动模式
TAP_ON
布尔型
半自动模式
TOP_ON
布尔型
半自动模式
MAN_ON
布尔型
手动模式

好了，关于GRAPH语言教程的第一篇文章就先介绍到这里。

我的书《西门子S7-1200/1500 PLC SCL语言编程 ——从入门到精通》从硬件到软件，比较详细的介绍了SCL语言的编程，感兴趣的话可以点击下面的链接或者左下角的【阅读原文】：