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案例頻道 通過(guò)組態(tài)消息可使我們對生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的故障狀態(tài)及報警事件進(jìn)行快速監測、定位與處置。西門(mén)子自動(dòng)化系統(SIMATIC S7 300/400及HMI)實(shí)現基于應用的、用戶(hù)可組態(tài)的消息的方法主要包括位消息(Bit Messaging)方法和消息號(Message Numbering)方法兩種，二者就其特點(diǎn)、性能、應用范圍及實(shí)現機理等方面各有不同。
位消息方法通過(guò)在S7-300/400 PLC中編程置位消息位、操作屏循環(huán)查詢(xún)消息位狀態(tài)來(lái)觸發(fā)消息的方法實(shí)現，消息的全部組態(tài)〔如消息觸發(fā)、消息文本等〕均在操作屏的組態(tài)軟件〔WinCC/WinCC flexible/ProTool〕中實(shí)現。顯然這是HMI系統主動(dòng)查詢(xún)并產(chǎn)生消息的方法，而且這也是大多數HMI系統實(shí)現消息功能所采用的方法。西門(mén)子自動(dòng)化系統還提供了消息功能實(shí)現的另一種方法，即消息號方法，它是在S7-300/400 PLC的組態(tài)軟件STEP 7中對消息進(jìn)行組態(tài)，在STEP 7中編程觸發(fā)消息的產(chǎn)生并調用系統功能發(fā)送消息，而且消息文本等的消息組態(tài)也在STEP 7中進(jìn)行，因此這是一種S7-300/400 PLC主動(dòng)發(fā)送消息并在操作屏接收和顯示的方法。
就二者的性能比較而言，位消息方法實(shí)現的消息是與過(guò)程控制異步的，也就是說(shuō)它在消息中提供的信息只能來(lái)自消息在操作屏中產(chǎn)生時(shí)的操作屏中的信息，如消息的時(shí)間標簽及附加的過(guò)程值等，而且其采用的通過(guò)通訊循環(huán)查詢(xún)消息位狀態(tài)產(chǎn)生消息的機理，加重了通訊系統的負荷，降低了通訊系統的效率，使控制系統的總體性能受到影響。而消息號方法實(shí)現的消息可以與過(guò)程控制程序執行相同步，即消息可以由S7-300/400 PLC實(shí)時(shí)產(chǎn)生，這樣消息的相關(guān)屬性也就可以具有實(shí)時(shí)性，如消息的時(shí)間標簽能更精確的反映出消息的真實(shí)發(fā)生時(shí)間，而且通過(guò)組態(tài)過(guò)程值還可獲得消息發(fā)生時(shí)刻的過(guò)程狀態(tài)值。而且顯然消息號方法通過(guò)通訊實(shí)現消息顯示的通訊效率高，通訊負荷低，從而可以確保和提升系統的總體性能。
由此也可看出上述實(shí)現消息功能的兩種方法的應用范圍，對于消息的實(shí)時(shí)性要求不高且實(shí)現消息而對通訊的影響能滿(mǎn)足系統要求的可以采用消息的位消息方法實(shí)現，反之則應采用消息的消息號方法來(lái)實(shí)現。
消息號方法進(jìn)一步又分為三類(lèi)：即基于塊的消息號方法、基于符號的消息號方法和自定義診斷消息號方法。其中，基于塊的消息號方法用于實(shí)現與程序同步的消息，需調用相應的消息塊，適用于S7-300/400及WinCC/WinCC flexible/ProTool組態(tài)的項目，其中對WinCC需要AS-OS連接組態(tài)，對WinCC flexible/ProTool只能用ALARM_S消息塊來(lái)實(shí)現?；诜柕南⑻柗椒ㄓ糜趯?shí)現與程序異步的消息，通過(guò)符號表(定義屬性通過(guò)SDB下載方式)而無(wú)需調用消息塊，僅適用于S7-400及WinCC組態(tài)的項目，其中對WinCC需要AS-OS連接組態(tài)。自定義診斷消息號方法用于將用戶(hù)自定義的診斷消息顯示在PLC中的診斷緩沖器中，它與程序執行同步并需調用WR_USMSG系統功能，實(shí)現與程序同步的消息，需調用相應的消息塊，適用于S7-300/400，該消息并不給操作屏傳輸，而只顯示在PG的診斷緩沖器中。
SIMATIC S7 300/400提供了實(shí)現基于塊的消息號方法所需的各種功能塊，本文將以其中的ALARM_S消息塊為例來(lái)介紹。其中ALARM_S消息塊按確認方式分為SFC17 ALARM_SQ(需確認)與SFC18 ALARM_S(無(wú)需確認)，均只有一個(gè)通道(即調用一次消息塊只觸發(fā)一個(gè)消息),并只可附加一個(gè)過(guò)程值。
下面將描述基于ProTool組態(tài)的操作屏采用ALARM_S消息塊實(shí)現的消息號方法。
假定本系統由一套S7-300PLC及TP270通過(guò)MPI連接構成。
2.STEP7 的編程與組態(tài)步驟
2.1 首先完成SIMATIC S7 300站的硬件組態(tài)，包括S7-300與TP270通訊用的MPI網(wǎng)絡(luò )參數組態(tài)，并編譯下載。
2.2 ALARM_S消息塊的實(shí)現要基于功能塊FB并需對FB做相應的參數設定。
創(chuàng )建功能塊FB1，打開(kāi)該FB1，在變量聲明區新建一input變量(如aa)，其Data Type選擇為雙字并修改其Attributes如下圖。從而可以在FB塊中的背景數據塊中產(chǎn)生一報警消息類(lèi)別。
2.3 對FB1進(jìn)行編程:在本例中調用SFC17 ALARM_SQ，假定MW10作為實(shí)際過(guò)程值，當MW10大于50時(shí)，觸發(fā)M0.2產(chǎn)生報警，即觸發(fā)SFC17傳輸消息。其中SFC17形參＂ID＂為固定值W#16#EEEE，＂EV_ID＂即上面生成的＂aa＂變量，＂SD＂即附加的過(guò)程值源。
2.4 對OB1進(jìn)行編程：在OB塊中調用FB1，并為FB1自動(dòng)建立一背景數據塊DB1。其中FB1的形參變量＂aa＂值(即消息序列號)由STEP7自動(dòng)生成。
2.5 組態(tài)消息文本:
右鍵點(diǎn)擊DB1,點(diǎn)擊Special Object properties,選擇Message，
組態(tài)消息文本:
如需附加過(guò)程值，應在消息文本中插入＂塊＂,其結構為: @<過(guò)程值的通道號><元素類(lèi)型><格式代碼>@。其中＂過(guò)程值的通道號＂對ALARM_S塊只能為1,元素類(lèi)型及格式代碼參見(jiàn)下表。
注: 格式代碼中［i］為選項,可用于指定附加值的顯示長(cháng)度(如選擇,應去掉［］)
在本例中，假定過(guò)程值MW10為整數,插入塊＂@1i-@＂則在報警信息中顯示過(guò)程值，顯示其中兩位:
3.操作屏的組態(tài)。
3.1 只有Protool與Step7進(jìn)行集成組態(tài)時(shí)，才能實(shí)現ALARM_S消息功能。故應首先創(chuàng )建一個(gè)與Step7集成的Protool項目。
3.2 可在STEP7中為每個(gè)消息分配不同的顯示等級,這樣當在Protool中組態(tài)時(shí),可以為操作單元選擇特定的顯示等級,用戶(hù)可用這種方法在不同的操作設備之間有選擇的分配消息。
為此,可從菜單中選擇“系統”>“消息”>“設置,進(jìn)行下述組態(tài):
3.3. 組態(tài)一畫(huà)面，設置一消息視圖用于顯示消息:
3.4 對項目保存、編譯、下載
4.項目運行結果測試：
如設定MW10為80,從而觸發(fā)消息,在操作屏上該消息被顯示：
5.總結:
西門(mén)子自動(dòng)化系統為消息功能的實(shí)現提供了各種可能的實(shí)現方案，用戶(hù)可以根據工程項目對消息系統的性能要求以及相應消息功能的不同實(shí)現方法對系統的不同影響等因素綜合考慮來(lái)選擇和確定具體的方案。其中本文介紹的西門(mén)子自動(dòng)化系統基于消息號的消息功能的實(shí)現方法，提供了對消息系統有高實(shí)時(shí)性能要求的應用解決方案。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號