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        PCS7 高級過程庫(APL)簡介

        作者:小編 時間:2023-05-06 20:17:31 點擊:

        APL - Advanced Process Library即高級過程控制功能庫,始于PCS 7 V7.1,是一套AS功能庫與OS操作對象的集合。APL庫可以替代PCS 7標準庫的全部功能,相較于標準庫,APL庫在功能上進行了擴展,在性能上也進行了優化?;贏PL庫,工程師可以方便地對項目進行自下而上的AS程序設計和OS畫面的組態。

        APL庫設計規范、功能強大,適用于各種應用場合。穩定的性能在眾多項目中也得到了充分的認證。今天為大家分享一些APL庫的基本信息。

        圖1

        APL庫初接觸

        下圖為PCS 7 V9.1 SP1 版本中APL庫提供的所有功能塊,細分可以達19個小類別。

        圖2 APL庫概覽

        實際項目中,典型的控制回路通常由三部分構成即通道塊、工藝塊(如電機和閥塊、給料塊、控制塊)和附加功能塊(如邏輯塊、轉換塊等)。接下來結合APL庫的兩種常用編程方式(使用模板和自行調用功能塊搭建回路)來舉例說明這些功能塊的典型應用。

        2.1 編程方式介紹

        實際應用中,典型控制回路的構成及數據流如下圖所示:

        圖3 典型控制回路

        方式1:使用模板

        APL庫提供了預先定義的常見控制回路模板,例如模擬量監視、電機、閥門、PID、串級等。模板基于過程標簽類型創建,可以直接復制使用,當然也可以直接使用IEA工具批量創建過程標簽。APL庫可以通過“文件→打開→庫“打開。如下圖所示:

        圖4 APL模板

        方式2:自行調用APL功能塊

        直接在CFC編輯器中調用APL庫功能塊來搭建自己的控制回路。如下圖所示:

        圖5 直接創建控制回路

        下面介紹具體的功能塊。

        2.2 通道塊

        借助于APL庫的通道塊可以很方便的實現模塊的診斷、量程轉換、小信號切除、模擬值生命周期監視、使用替代值或最后有效值等功能。APL庫的通道塊主要分為:標準通道塊(Pcs7xxxx)和FF/PA(Fbxxxx)通道塊。

        標準通道塊只用于處理 S7-300/400 SM 模塊的信號,而且必須是PCS 7支持的模塊,具體信息可在《SIMATIC 過程控制系統 PCS 7 已發布的模塊》中找到。

        如下圖所示,是標準通道塊Pcs7AnIn的典型應用。只需連接PV_In管腳就大功告成。

        圖6 標準通道塊

        綠色連線的管腳,包含了來自模塊診斷塊的很多信息。例如:Mode管腳,那是既包含了信號質量狀態同時還標識了信號類型。

        Mode的結構

        舉個簡單的例子Mode= 16#80010203時的含義為:值狀態“有效值”且已執行重啟,測量類型為電流信號,測量范圍為 4 mA 至 20mA。

        其實這就是為什么在使用PCS 7通道驅動塊的時候要求硬件模塊必須是PCS 7支持的模塊的原因。對于PCS 7不支持的硬件模塊是無法自動生成模塊診斷塊MOD,同樣Mode值也就無法進行關聯。那此時通道塊也就無法從Mode管腳獲取到信號的質量狀態和測量類型及范圍。對于PCS 7不支持的模塊通過手動修改Mode值的方式也可以實現量程轉換的功能。詳細的介紹請參考西門子1847工業學習平臺上的 《APL應用技巧大全》。

        當然,后來的版本中還會涉及DataXchg1或Feature.Bit27的設置,這個在《APL應用技巧大全》視頻中也有專門的講解,在此不再贅述。

        FF/PA通道塊專門為 PA和 PROFIBUS 3.0(Class A 和 Class B)或者FF現場設備而生。這種通道塊的用法與標準通道塊的用法基本類似,以FbkAnIn為例,主要區別是現場設備的通道塊的PV管腳為不需轉換的實數類型。綠顏色管腳和PV_ST(信號質量狀態)這些也都是自動生成的無需手動互連。

        圖7 FF/PA通道塊

        2.3 工藝塊

        對于監視塊(模擬量、數字量)、控制器塊(PID系列)、定量給料塊、電機和閥塊等均可歸類為工藝塊。APL庫工藝塊的功能強大、適用性強。

        對于初學者,APL模板無疑是最快捷創建標準控制回路的方法。以電機為例,APL庫提供多種電機的模板,常用的MotL電機模板,如下圖所示:

        圖8 APL電機模板

        如果只是簡單的應用,其實我們只需要復制模板后連接運行信號和控制命令就完成了下位機程序組態。執行CFC和OS編譯后,在上位機上就會自動創建了對應的塊圖標和面板。把對應的塊圖標放置到流程圖中對應的位置,就這么簡單的完成了上下位的組態。如果電機還涉及到啟動允許、連鎖保護,模板中也提供了三種連鎖,并且擴展到了Interlock功能塊。借助于Interlock功能塊還能在電機面板中查看連鎖狀態、跳轉到連鎖面板旁通連鎖信號。

        圖9 電機面板和連鎖

        談到電機肯定會涉及到模式切換:就地、遠程。遠程/就地模式的切換及就地啟動方式,各現場因實際電氣控制回路設計不同,需求也可能不盡相同。例如有的現場遠程/就地切換通過現場轉換開關實現,就地啟停不經過PLC,而別的現場同樣切換方式下可能就地啟停命令經PLC發出。還有的現場遠程/就地模式切換在DCS側面板中實現,現場沒有轉換開關。MotL充分考慮了這種需求,通過LocalSetting設置為不同的值可以滿足不同的應用場合。如下表所示:

        比如最常見的遠程就地通過現場轉換開關,就地啟停不經過DCS時就可以設置為LocalSetting=2實現該功能。此時MotL在就地模式時會自動跟隨FbkRun運行信號的變化而變化。

        圖10 LocalSetting=2時就地/遠程切換及控制方式

        電機面板不止提供簡單的啟停和連鎖控制,還可以在參數面板設置監視時間、仿真模式、維護發布等,另外預覽值視圖可以查看當前模式和狀態、監視時間、哪些操作可以啟用、關鍵參數的輸入和輸出值等功能。

        圖11 參數視圖和預覽視圖

        2.4 附加控制塊

        除前面兩個系列的功能塊外,APL還包含:數字邏輯塊(邏輯與、或、非,雙穩態觸發器、數字量選擇等);模擬邏輯塊(模擬值比較、模擬量選擇、信號斜坡等);數學塊(多值計算、微積分、平均值、濾波、非線性轉換、流量校正等);互鎖塊(帶圖標和面板的邏輯塊,含報警首出及輔助值功能);消息塊、計數器及計時塊、通訊塊等附加控制塊。

        以電機模板為例,工藝塊搭配互鎖塊不僅可以實現連鎖功能,還可以實現連鎖旁通、連鎖首出、輔助值功能等。

        CFC中Intlk02的輸出Out和電機塊Intlock管腳互連,Intlk02的In01和In02連接連鎖信號(比如模擬量監視塊的PV_AH_Act)??蔀镮n01和In02指定上位機上顯示的文本即文本0和文本1的文本。若需要顯示連鎖信號相關的模擬值也可以連接AV管腳,并設置AV的標識符用于上位機顯示。

        圖12 連鎖塊下位機程序組態

        對于OS側,則只需執行OS編譯,互鎖塊可不創建塊圖表,通過工藝塊面板中的互鎖按鈕跳轉即可。在互鎖面板中可詳細看到各連鎖是否正常,對于異常信號可進行旁路操作。而且可從互鎖面板跳轉回工藝塊或連鎖管腳所互連塊的面板。

        圖13 連鎖塊上位機面板


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