博途SCL编程实例泵顺启逆停的状态机

编写一个状态机实现三台泵的顺启逆停，按下启动按钮，启动1#泵，延时3秒后启动2#泵，然后延时3秒后启动3#泵；按下停止按钮，停止3#泵，延时6秒后停止2#泵，然后延时6秒后停止1#泵。



2 | 设计分析

使用多分支选择CASE语句设计一个状态机，设置一个步骤变量作为选择条件，初始值为1，等待启动信号，接到启动信号后，跳转到第2步启动1#泵，并启动延时定时器，等到延时时间到达后跳转到第3步启动2#泵，并启动延时定时器，等到延时时间到达后跳转到第4步启动3#泵并等待停止信号，停止过程和启动过程相同，不再赘述。



3 | 创建功能或功能块

创建功能块FB，命名为“PumpStSpInSeq”。




4 | 定义接口变量

具体接口变量定义见下图：

定义布尔型输入变量start：启动；
定义布尔型输入变量stop：停止；
定义布尔型输出变量pump1StSpQ：1#泵启停输出信号；
定义布尔型输出变量pump2StSpQ：2#泵启停输出信号；
定义布尔型输出变量pump3StSpQ：3#泵启停输出信号；
定义整型静态变量statStep：控制步骤，此处设置初始值为1；
定义接通延时定时器变量instTimer：泵启动或停止延时的定时器。


5 | 程序代码

编写程序代码。如下图：

以上为用多分支选择CASE语句设计的典型的状态机模板，适用于于顺控和轮询。注意定时器应放在CASE语句外面使用。



6 | 代码测试

在循环OB中调用FB-“PumpStSpInSeq”，调用时会自动创建背景数据块，命名为“InstPumpStSpInSeq”，该背景数据块可以用来监视和修改数据。转至在线并监控程序。如下图：

启停过程为动态过程，截图只显示了三台泵顺序启动完成后的结果。



7 | 总结

学习IF语句的使用；
学习接通延时定时器TON_TIME的使用；
学习多分支选择CASE语句的使用；
学习利用多分支选择CASE语句设计状态机的方法；
学习功能块FB在循环组织块OB中的调用方法。
- END -
现在采用新芯片的冗余型1500控制器，CPU 1513R和CPU1515R正式可以订货了！这也是1500产品家族中采用HERA芯片最先上市的CPU。
旧款和新款从外观到内在都有比较大的改进，下面从几个方面进行对比。
外观及订货号变化
参见下图：

旧款

• 6ES7513-1RL00-0AB0
  
• 6ES7515-2RM00-0AB0
  

最高FW2.9
新款

• 6ES7513-1RM03-0AB0
  
• 6ES7515-2RN03-0AB0
  

最高FW3.0

部分参数对比

性能提升

• 基于全新HERA 芯片，双核更强劲
  
• 新的CPU 1513R速度提高1.5倍；CPU1515R速度提高3倍
  
• 程序内存翻倍，数据内存增加50%
  
• 专门通信处理的核心，提高通信能力，数据处理更快，减少高负载通信情况下的程序抖动
  

速度及内存容量的增加，可以大幅度提高CPU的处理能力，应对复杂应用更加游刃有余！应用环境范围扩展

• 工作环境温度扩展到 -30 °C to +60 °C
  
• 最高工作海拔高度可达5000m（2000m以上需要降容）
  

现在普通型号CPU的工作温度也可以工作在零下30度，海拔2000米以上，可以适应恶劣的自然环境！
新的显示面板

• 和标准CPU统一显示面板，更耐用
  
• 显示面板响应速度更快
  
• 面板固件集成于CPU，无需单独更新固件
  

统一的CPU显示面板，更可靠，操作更便捷！

采用新芯片的1500冗余CPU，性能大幅度提升，性价比进一步凸显，可以更好满足各种应用的需求！后面我们还将介绍FW3.0给1500H系列CPU带来的功能提升，也敬请关注。

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玩转西门子 S7-1200/1500 的 Modbus RTU 通信诊断



No.
01 概述
Modbus RTU 是一种串行通信协议，由于具有协议透明，实现成本低，简单易用等诸多特点，至今仍然广泛应用在工业控制的各个领域。


为了通信可以长期稳定的运行，并且可以在故障时可以及时处理和排查，特梳理此文，用做参考学习使用。


诊断工作以 S7-1200/S7-1500 PLC的串口通信模块上的指示灯开始：

• 模块本体集成 RX/TX LED 指示灯，用来指示串口通信模块的信息收发状态。
  
  
  
• TX 代表发送，RX 代表接收，例如 CM PtP RS422/RS485 HF 通信模块的 LED 指示灯如图1所示。
  

图1 LED指示灯



通过 RX/TX 指示灯的状态可以快速定位 Modbus RTU 通信故障，并且结合 Modbus RTU 通信指令状态代码，可以高效率地解决在现场中碰到的各类Modbus RTU 通信问题，故障诊断判断流程如图 2 所示。

图2 通信故障的判断流程图



作为 Modbus 主站，当与从站设备通信不上时，触发主站指令后，观察串口通信模块的 TX 指示灯是否闪烁：

• 如果闪烁，则说明程序已经正确执行，此时如果 RX 不亮，则故障的判断方向为接线或从站一侧。如果 RX 也闪烁，则捕捉主站指令的状态代码，根据代码的具体含义排查故障原因；
  

• 如果串口通信模块的 TX 指示灯不闪烁，则说明程序并未正确执行，故障原因主要方向为编程问题，检查初始化指令和主站指令是否编程正确，并捕捉初始化指令和主站指令的状态代码，根据代码的具体含义排查故障原因。
  

作为 Modbus 从站，当与主站设备通信不上时，观察串口通信模块的 RX 指示灯是否闪烁：

• 如果闪烁，则说明可以接收主站发来的消息。在确认主站参数设置正确之后，故障主要判断方向为从站的编程问题，检查初始化指令和从站指令是否编程正确，并捕捉初始化指令和从站指令的状态代码，根据代码的具体含义排查故障原因；
  
  
  
• 如果串口通信模块的 RX 指示灯不闪烁，则说明模块并未接收到来自主站的任何消息，故障原因主要为接线或主站一侧，需检查接线是否正确、主站是否已成功启动等问题。
  
  
  

No.
02 捕捉状态代码
由于 Modbus RTU 通信指令的状态代码仅持续一个扫描周期，直接在线监控无法实时看到，所以我们可以编写程序捕捉代码。


捕捉代码示例如图3所示。初始化指令、主站指令、从站指令均需捕捉状态代码。

图3 捕捉代码



No.
03 常见代码解读
16#80C8
该代码含义为：从站在设置时间内未响应，需要检查数据传输率、奇偶校验和从站的接线情况。
产生该代码的可能原因：


①接线错误。


在主从站接线时，很多用户习惯性的将设备间的 A 与 A，B 与 B 相连，进而组成总线式 RS485 网络，其实，正确方式为根据正负进行组网，应将设备间的正与正，负与负相连，因为并非所有设备的 A 为正，B 为负，如 CB1241 通信板，B 为正，A 为负，如图4所示。

图4 CB1241 通信接线


16#81Ex


该代码均指向字符帧错误，如16#81EA：字符帧过短，16#81E2：字符帧错误。


产生该代码的可能原因：


①  字符帧设置错误。


依次检查起始位、数据位、奇偶校验位、数据传输速率和结束位个数的设置是否一致。
其中，结束位的个数是在初始化指令的背景 DB 块中进行设置，默认为1个停止位。如图5所示。

图5 背景DB设置


② 字符间最大字符延迟时间 “ICHAR_GAP”


在 Modbus RTU 规约中， Modbus RTU 报文帧之间间隔不小于 3.5 个字符时间。如图6所示。

图6 Modbus RTU 报文帧以及间隔


西门子串口通信模块默认 Modbus RTU 报文帧结束的默认条件为 3.5 个字符时间。


假设波特率为 9600 bit/s，1 个起始位，1 个停止位，8 个数据位，1 个校验位，则 3.5 个字符时间为（1/9600）*1000*11*3.5=4 ms，不同波特率，对应的字符时间不同。


如果因为伙伴响应时间稍长、线路阻抗较大，或外界干扰等问题，Modbus RTU 报文帧中的字符间延时超过 3.5 个字符时间，则 PLC 会误认为报文帧结束，但实际并未结束，进而产生该类错误。


可以适当增大字符间最大字符延迟时间 “ICHAR_GAP”，避免该错误的发生，如图7所示。

图7 字符延迟时间


16#8280/16#8281
该代码含义为：读取/写入模块时失败，请检查 Port 参数的输入。


产生该代码的可能原因：


① 初始化指令 Port 管脚输入错误


初始化指令 Port 管脚应输入串口通信模块的硬件标识符，错误的硬件标识符将导致初始化失败。


② 未指定工作模式


应在初始化指令的背景 DB 块 Mode 参数中，指定串口通信模块的工作模式，模式 4 为半双工（RS485）两线模式，如图 8 所示，下载程序后断电重启生效。不同的 Mode 数值代表不同的工作模式，如表 1所示。


该设置仅适用于 Modbus（RTU）指令集，不适用 Modbus 指令集。

图8 DB块模式

表1 各种模式列表


总结：
以上内容是针对经常出现的 S7-1200/1500 Modbus RTU 通信故障的处理总结，其它更多的工业通信技术以及经验分享，敬请访问西门子 1847 工业学习平台，让我们一同学习，共同成长！
（完）

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