西门子S7-1200系列PLC之给自己的程序来个“精装修”

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这是一个很简单的单机应用系统，采用S7-1200系列plc进行控制，应用场景见下图


    黄色部分为此单机系统控制范围，缓存斗之前由整个工厂控制系统负责(S7-1500)，单机控制系统通过Profinet智能设备方式与工厂控制系统进行通信。
    简单介绍下工作步骤
    1：工厂控制系统负责往缓存斗里放料，缓存斗下有个卸料闸门，打开闸门往移动料斗里放料。
    2：移动料斗所在的称量位置可能装有称重单元，重量达到设定重量后，移动料斗，开始启动，往目标位置移动（目标位置来自于工厂控制系统PLC）。
    3：到达目标位置后，移动料斗停止运行，同时打开放料闸门，当移动料斗下料位感应不到有物料后，开始关闸门。
    4：闸门关到位后，移动料斗开始返回称量位置。
    5：在不同的工厂称量位置可以是1...N中任意位置。

        好简单的控制要求啊，就是一台电机和一台闸门的控制吗。老规矩了解控制要求后开始程序设计吧。
首先，订好程序架构建成一个毛坯房1:移动料斗控制主程序;2:于上位控制器通讯程序；3:初始化程序；4:其它一些错误处理程序，当然少不了OB1。
    整个程序结构如下图



    系统的IO点


程序架构定好了，开始每个软件模块编写吧，最重要的当然是移动料斗控制主程序了。考虑到之前客户供应商的控制程序出现过，某些信号失效的移动料斗一直往一个方向移动直到“撞墙”了电机还在工作的情况，所以，在硬件上，我们在移动导轨起点终点位置安装了行程开关，当移动料斗接触到形成开关后，直接断开系统主电源，强制保护。
毛坯版的程序设计思路很简单
前面介绍过控制步骤了，这里只写一点毛坯版的移动料斗定位的程序思路。
1：移动料斗 根据目标位置 判断运动方向，同时开始检测定位计数开关，每次经过一个位置时，计数加1或者减1，实际位置和目标位置只相差一个位置时，系统减速。
2：当实际位置等于目标位置时停止，开始放料。
3：放料完成，关闸门，开始返回，同时系统开始计数，当实际位置和称量位置相等，移动料斗停止运行，一个工作循环结束。
按照上面的毛坯版程序进行调试后，出现了很多异常情况，不得不对自己的程序进行“精装修”了。
下面就调试遇到的主要问题，来说明“精装修”过程吧
1：移动料斗定位出错

情况1：移动料斗在往目标位置运动或者返回称量位置时 ，计数用的接近开关，可能超出了定位铁块，见下图；

毛坯版程序，电机刚启动的时候就监视计数，所以这种情况下，会导致定位出错。

解决方案：增加定位计数延时时间。
找到问题就装修吧，加个定时器，每次移动料斗启动后，延时一定时间开始监控计数（时间必须可调啊）。改完，下载，效果还是挺好的，定位出错的情况大大减少了。
情况2：移动料斗在移动过程中，驱动变频突然跳闸，同时，定位开关离定位铁块很近的情况
虽然定位出错的情况大大减少了，但是，在使用过程中还是会出现定位出错情况，经过观察，发现这种分析下程序推测可能原因就是，自己在程序里面加了启动延时，但是这延时条件不合适。
解决方案：再次装修，更改延时启动条件，仅在称量位置启动和目标位置返回时，启动计数延时；
情况3：某个位置的定位铁块安装位置不合适，有时定位开关经过时感应不到；
解决方案：增加定位计数信号超时时间。小车在移动过程中，从一个位置到另外一个位置的时间是固定的，因此，设定一个定位开关检测监控时间（时间可调）当超出这个时间后，没有检测到定位信号，系统故障，停止驱动电机，同时发出报警。
最极端的就是定位开关坏了，这种情况在客户前供应商的系统中出现过，偏偏起点和终点的保护开关，采用的是 漫反射广电开关，同时那个漫反射开关也失效了，导致了，移动料斗在不断地“撞墙“.

情况4：移动料斗在经过一个位置时，料斗会抖动，导致定位开关感应到多个定位信号（主要发生2根导轨连接处）
解决方案：增加定位计数信号屏蔽时间。移动小车在经过一个位置后，不可能短时间内，就到达下一个位置，因此每次检测到一个位置后（DI的信号滤波在CPU硬件设置里面设置为10ms），在设定时间内多次检测到信号，系统不计数。
2：料斗返回时，残料过多

多次发现，移动料斗返回称量位置时，残料过多的情况。经过观察发现，当放料闸门在放料时，由于传感器精度以及传感器选型原因，明明料斗里面还有很多料，但是，料位传感器提示料斗已空。
解决方案：设定最小放料时间（时间可调），在最小放料时间完成后，同时，料位传感器提示料斗已空，料斗才开始关闸门返回称量位置。

经过了多次“装修”，程序总算稳定运行了！期间还对定时器的应用进行更改过以适配客户一些低固件版本的PLC。

来源：西门子工业技术论坛