S7系列PLC电气控制设计与应用第6讲 S7-200在饼干生产线配方中的应用

浙江工商职业技术学院 李方园

1 前言

配方是一组参数值，它用来提供生产产品和控制生产过程所需的信息。例如饼干的配方包括黄油、白糖、鸡蛋、面粉和烹调时间等参数的数据类型和参数值等。在饼干生产线中，当黄油等混合成分进入混合槽、缓冲槽，然后经过灌气、结晶固化等程序，最后变成成品。

由于饼干生产线可以生产不同类型的饼干，且配料和工序等基本相同，因此可以组合成若干个配方的集合，即配方集。这些配方有相同的参数集合，但是参数的数值各不相同。例如饼干配方集包含夹心饼干和苏打饼干的配方。生成配方集后，在更换产品时，只需要输入配方的符号名或配方的编号，就可以使用配方中预设的参数集合，避免了在生产过程中经常输入重复的大量的参数。

过去只有在计算机上运行的组态软件等上位机软件才有配方功能，小型PLC因为存储容量小，不可能设置配方功能。西门子的新一代S7-200小型PLC新增了配方功能，配方集的数据和实时采集的数据保存在64K或256K的EEPROM存储卡中，存储卡插在CPU模块的插槽中。存储卡的写操作次数的典型值为100万次。S7-200的编程软件STEP 7-M icro/W IN（V4.0及以上）支持配方功能，它的配方向导用于在存储卡中创建、修改配方和配方集。

图1所示为某饼干生产线的电气接线示意，其中内存盒的选型如表1所示。

图1 饼干生产线配方使用的电气接线

表1 内存盒的选型

2 饼干配方的PLC编程

通常采用“配方向导”来创建项目代码，并使用64千字节或256千字节永久性内存（EEPROM）盒中存储和获取配方数据，需要注意的是：对配方向导和存储卡的支持只有S7-200 CPU 222、CPU 224、CPU 226第2.0版以上。

“配方”的编程步骤如下：

（1）在编程软件中执行菜单命令“工具→配方向导”，打开如图2所示的配方向导，可以定义和生成配方，如图3所示。

图3 配方向导简介

（2）定义配方

在图4所示的配方定义表中，用鼠标点击“域名”（Field Name）列中的一个单元，然后编辑该域名，每个域名都将成为名为RCPx_SYM（x是配方集的编号）的符号表中的符号名。用下拉式列表选择变量的数据类型，输入变量的默认值和注释。所有的新配方将用这些默认值作为初值。最多可以定义4个配方，即最多可以有4个配方集，每个配方集内配方的个数只受存储卡容量的限制。

图4 配方定义

（3）创建和编辑配方

在创建和编辑配方对话框中，按“新”按钮后，在图5所示的配方表中，将会出现一个白色背景的可编辑的新配方列。该列中同时出现定义配方时设置的默认值，应根据产品的实际情况来修改默认值，以创建新的配方。可以修改列标题中配方的名称，例如 “苏打饼干”。选中某一列的配方后，可以删除它，或将它的参数设置为默认值。

图5 饼干生产线的配方定义

（4）分配V存储区

如图6所示，用户可以选择V存储区中的起始地址，也可以使用配方向导推荐的地址，单击“建议地址”按钮，推荐的地址将会根据配方的字节长度递增。

图6 分配V存储区

（5）项目组件

配方向导将会为新的配方生成项目组件，包括符号表、数据块、读/写配方的子程序和存储卡数据，用户程序可以使用这些组件，用配方的符号名读取配方数据。必须将带有配方向导配置的项目下载至PLC才能使用它们。下载时必须在下载对话框中选中“配方”选项，将配方数据载入存储卡。

（6）在用户程序中读出和修改配方

在用户程序中可以调用配方向导创建的子程序，RCPx_Read（x＝0～3）将配方从存储卡传送到V存储区，如图7所示，RCPx_W rite用指定的V存储区中的配方数据替代存储卡中的配方，如图8所示。配方向导创建的子程序在指令树的“指令调用子例行程序”文件夹中。

图7 读配方指令

图8 写配方指令

（7）饼干生产线主程序

如图9所示为饼干生产线主程序示意。

图9 主程序

从主程序中可以看出，指令框中的Rcp输入端是配方的编号，数据类型为Wo rd，可以使用配方的符号名，例如“甜饼干”。字节Error是输出端返回的执行结果，无错误时为0，访问存储卡失败为132。

将主程序写入主程序OB1，将程序块、数据块和配方下载到CPU，切换到RUN模式。

3 结束语

对于食品厂饼干生产线来说，当用户程序处理一条配方时，该条配方被读入PLC的存储区。例如：如果生产饼干的话，会有很多种饼干的配方，巧克力夹心饼干、甜饼干和麦片饼干。但在同一时间只能生产一种饼干，因而必须选择合适的配方读入PLC的存储区。

[1] 李方园. 自动化综合实训教程[M]. 北京: 科学出版社, 2011.

[2] 李方园. 零起点学西门子S7-200 PLC[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012.