景志峰　劉寧雁

摘 要

主要介紹西門子S7-400PLC 硬件系統(tǒng)中，利用 Step 7編程軟件進(jìn)行對PLC硬件系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間設(shè)定的方法，以及用編程軟件讀取系統(tǒng)時(shí)間的方法。通過這種方法的運(yùn)用，成功地運(yùn)用于武鋼集團(tuán)昆鋼第三煉鋼廠能耗累計(jì)、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)等工作。

【關(guān)鍵詞】PLC Step7 數(shù)據(jù)類型 系統(tǒng)時(shí)間

西門子公司自控系統(tǒng)在武鋼集團(tuán)昆鋼第三煉鋼廠中應(yīng)用非常廣泛，例如4#轉(zhuǎn)爐、3#LF精煉爐等過程系統(tǒng)。西門子S7-400PLC系統(tǒng)具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，而且軟件易學(xué)易用，接口容易，編程語言接近原來的繼電器電路，因此能完全滿足煉鋼廠的生產(chǎn)和發(fā)展需求。

煉鋼廠4#轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)，采用的是西門子400系統(tǒng)硬件。應(yīng)用西門子公司的Step7 V5.5 SP1 編程軟件，Wincc6.0 SP2的上位監(jiān)控軟件，整個(gè)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)、氧槍升降系統(tǒng)、散裝料下料體統(tǒng)、底吹系統(tǒng)等幾個(gè)主要環(huán)節(jié)組成。本文主要介紹在S7-400PLC系統(tǒng)中，如何對CPU的系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，如何同步計(jì)算機(jī)時(shí)間，如何運(yùn)用系統(tǒng)功能塊完成系統(tǒng)時(shí)間的讀取。系統(tǒng)時(shí)間如何具體運(yùn)用于煉鋼廠4#轉(zhuǎn)爐能源消耗統(tǒng)計(jì)工作中。

1 PLC時(shí)間的設(shè)定

打開Step7 V5.5 SP1 編程軟件，讓編程軟件處于線監(jiān)控狀態(tài)，然后就可以在Step7 V5.5 SP1軟件中進(jìn)行CPU內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行的設(shè)定。其方法如下：

（1）首先打開Step7 V5.5 管理器，然后打開需要設(shè)定系統(tǒng)時(shí)間的項(xiàng)目。

（2）選中需要設(shè)定系統(tǒng)時(shí)間的CPU模塊。然后選擇Step7 V5.5 項(xiàng)目管理器工具欄中的PLC菜單。

（3） 在PLC菜單的下拉菜單中，選中的診斷/設(shè)置選項(xiàng)，在彈出的選項(xiàng)中選擇設(shè)定時(shí)刻選項(xiàng)，然后就會彈出設(shè)定時(shí)間的對話框。

（4） 在設(shè)定時(shí)間的對話框中，有兩個(gè)時(shí)間表示。其中PG/PC 時(shí)間選項(xiàng)表示的是計(jì)算機(jī)主機(jī)上的時(shí)間，也就是編程器或者上位機(jī)HMI中的時(shí)間。Modle time表示的是系統(tǒng)硬件內(nèi)的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間一般會默認(rèn)為出廠設(shè)置時(shí)間。

（5）從設(shè)定時(shí)間的對話框中，我們看到，PG/PC 時(shí)間和Modle time時(shí)間一般情況下是不一致的。這個(gè)就需要把它們同步了，畢竟調(diào)整PLC硬件內(nèi)的時(shí)間相比于調(diào)整上位機(jī)的時(shí)間要困難的多。在設(shè)定時(shí)間的對話框中，勾選“Take from PG/PC”選項(xiàng)，然后應(yīng)用，就能夠把計(jì)算機(jī)時(shí)鐘與硬件內(nèi)時(shí)鐘同步。到此，硬件內(nèi)時(shí)鐘設(shè)定完畢了，如果在程序運(yùn)用中讀取的時(shí)間不準(zhǔn)確，只需要調(diào)整計(jì)算機(jī)時(shí)間就可以了，而無需進(jìn)入到Step7 V5.5 編程軟件中，調(diào)整非常方便。另外，只要保證PLC不要掉電或者掉電的時(shí)候保證PLC的后備電池起作用，那么系統(tǒng)時(shí)間就能保持和計(jì)算機(jī)時(shí)間的一致。

2 PLC時(shí)間的讀取

PLC硬件系統(tǒng)時(shí)間的讀取方法主要是采用西門子編程軟件自帶的系統(tǒng)功能塊SFC1（readsystemclock）來實(shí)現(xiàn)的。SFC1系統(tǒng)功能塊的作用就是讀取當(dāng)前PLC的硬件系統(tǒng)時(shí)間，時(shí)間的數(shù)據(jù)類型----DATE_AND_TIME（簡稱DT）。DT時(shí)間這種數(shù)據(jù)類型是西門子PLC中比較特殊的一種數(shù)據(jù)類型，它長度為64bit，共包含8個(gè)字節(jié)，分別是Byte0-Byte7，對應(yīng)年、月、日、時(shí)、分、秒、毫秒、星期， 但每個(gè)字節(jié)內(nèi)的數(shù)據(jù)類型是BCD格式的。

在程序中DT數(shù)據(jù)類型是無法直接使用的，只有根據(jù)DT數(shù)據(jù)類型的存儲情況把相應(yīng)的字節(jié)讀取出來，才可以在系統(tǒng)程序中使用。讀取系統(tǒng)時(shí)間程序如圖2所示。讀取系統(tǒng)時(shí)間也可以使用到Step7中的IEC標(biāo)準(zhǔn)功能比如FC6、FC7、FC8從DT格式中提取出來，但這些都需要在調(diào)用相關(guān)的功能塊，需要分配相關(guān)的存儲空間，對于不太熟悉這些功能塊的編程人員運(yùn)用起來相對麻煩很多。在此介紹的如圖2的提取時(shí)間方法既簡單又實(shí)用，還容易掌握，非常適合廣大編程人員。

圖1中，第一段程序的作用是運(yùn)用SFC1系統(tǒng)功能塊讀取當(dāng)前PLC中的系統(tǒng)時(shí)間，把讀取到的數(shù)據(jù)類型為DATE_AND_TIME（簡稱DT）的時(shí)間數(shù)據(jù)，存儲到以DB1.DBX0.0地址開頭的8個(gè)字節(jié)的寄存器中。這8個(gè)字節(jié)寄存器中就存儲了DT數(shù)據(jù)中的年、月、日、時(shí)、分、秒、毫秒、星期等內(nèi)容。第二段程序就是運(yùn)用MOVE指令功能，抓取我們需要用到時(shí)、分、秒的時(shí)間數(shù)據(jù)。把存儲在以DB1.DBX0.0地址開頭的8個(gè)字節(jié)中的時(shí)間數(shù)據(jù)，賦值給 DB10的相應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)。

采用MOVE功能所抓取出來的時(shí)間格式是用BCD碼表示的，因此還需要采用BCD_I功能把BCD格式轉(zhuǎn)換成可直接用于比較的整形數(shù)據(jù)格式才行。整形數(shù)據(jù)格式可以在程序中直接比較使用。相對于起始位置0，第3，4，5 字節(jié)分別為小時(shí)、分鐘和秒，這里就需要把DB1.DBB3、DB1.DBB4，DB1.DBB5，這3個(gè)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)分配到數(shù)據(jù)塊DB10中的DB10.DBW4、DB10.DBW8，DB10.DBW12寄存器中。為什么不直接運(yùn)用DB1.DBX0.0開頭的寄存器內(nèi)容呢？因?yàn)?，我們讀取的系統(tǒng)時(shí)間變化率比較快，直接采用這個(gè)區(qū)域內(nèi)的內(nèi)容的話，容易引起誤差，而且會加大CPU的負(fù)擔(dān)，因此需要把數(shù)據(jù)賦值到其它存儲區(qū)域。這里需要注意有一個(gè)字節(jié)寄存器分配到字寄存器中的問題，需要用到高低字節(jié)的概念。

3 應(yīng)用情況

S7-400PLC系統(tǒng)一般在上電后，系統(tǒng)時(shí)間默認(rèn)是從 1999年1月1日開始計(jì)時(shí)，這個(gè)是西門子公司出廠設(shè)備的時(shí)候就確定的時(shí)間，有些因?yàn)楫a(chǎn)品批次的不同，這個(gè)系統(tǒng)默認(rèn)時(shí)間稍微有點(diǎn)不太一樣。但總的來說，這個(gè)時(shí)間對于我們編程或者運(yùn)用來說沒有多大的意義而且非常的不方便。比如，在系統(tǒng)出故障的情況下，我們需要調(diào)取CPU的診斷緩沖區(qū)來的確定故障發(fā)生時(shí)間，以便進(jìn)一步查明故障，但因?yàn)橄到y(tǒng)時(shí)間和當(dāng)?shù)貢r(shí)間對應(yīng)不起來，根本無法判斷什么時(shí)候出的故障，往往還需要根據(jù)默認(rèn)時(shí)間去推算出故障的時(shí)間，既費(fèi)時(shí)又不準(zhǔn)確。因此，通過本文介紹的方法，需要讓系統(tǒng)時(shí)間和計(jì)算機(jī)時(shí)間同步。

另外，在程序控制中如果需要用到系統(tǒng)時(shí)間來完成一些控制要求的時(shí)候，也可以通過本文介紹的方法來讀取PLC系統(tǒng)時(shí)間。把抓取出來的系統(tǒng)時(shí)間數(shù)據(jù)，在程序中通過比較指令來設(shè)置時(shí)間觸發(fā)點(diǎn)，以便于在設(shè)定好的具體時(shí)間點(diǎn)觸發(fā)相應(yīng)的程序控制從而完成任務(wù)。在武鋼集團(tuán)昆鋼第三煉鋼廠4#轉(zhuǎn)爐的能源消耗統(tǒng)計(jì)工作中，就成功的運(yùn)用了PLC系統(tǒng)時(shí)間。在設(shè)定的具體時(shí)間點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)自動班累計(jì)和日累計(jì)能源消耗統(tǒng)計(jì)工作的。之前，4#轉(zhuǎn)爐的班累計(jì)和日累計(jì)能源消耗的統(tǒng)計(jì)工作是讓操作人員在規(guī)定的時(shí)間點(diǎn)，在上位機(jī)或者操作站上用手動按鈕清零的方式來完成的。這種操作存在人的不穩(wěn)定因素，非常容易造成班累計(jì)和日累計(jì)能源消耗統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確，人為誤差嚴(yán)重，而且實(shí)際運(yùn)行下來的結(jié)果也幾乎沒有準(zhǔn)確過。為此，采用讀取PLC系統(tǒng)時(shí)間的方法，然后運(yùn)用比較時(shí)令來設(shè)定準(zhǔn)確的時(shí)間點(diǎn)，每當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘為0：05：00時(shí)，就觸發(fā)一個(gè)標(biāo)志位。運(yùn)用這個(gè)標(biāo)志位來自動完成日累計(jì)、班累計(jì)清零工作。這樣不但減少了操作人員的勞動量，也提高了能源消耗統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性，為4#轉(zhuǎn)爐的穩(wěn)定生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。

作者單位

1.昆明工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 云南省安寧市 650302

2.武昆集團(tuán)安寧公司煉鋼廠 云南省安寧市 650302