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圖形化順序控制編程語言
S7-1500 GRAPH

GRAPH 是創建順序控制系統的圖形編程語言。使用順控程序，可以更為快速便捷和直觀地對順序進行編程。在制造和加工技術領域的多種應用都具有順序的結構，同時存在必須以順序處理步驟執行的過程。在這些領域內使用GRAPH編程語言能夠使得解決方案變得非常簡便。

本文將提供10個S7-1500 GRAPH使用的小貼士！為大家學習S7-1500 GRAPH助力加油！

1. 是否需要單獨的GRAPH安裝軟件包

從STEP 7 Professional V12 SP1開始，S7-1500開始支持GRAPH編程語言。TIA Portal STEP 7 Professional本身已經集成GRAPH語言包，S7-1500在使用GRAPH語言編程時，無需單獨安裝GRAPH軟件包。

2. S7-1500 GRAPH編程可用的塊及支持的調用方式

S7-1500 GRAPH編程語言，只有在添加FB塊時才可以選擇，如圖1所示。

圖1.添加GRAPH FB

GRAPH FB在被其他FB塊調用的時候，支持單個實例或者參數實例；不可以選擇多重背景調用，如圖2所示。

圖2.調用GRAPH FB

3. GRAPH FB塊接口參數定義和存儲空間占用？

GRAPH FB實際上是一個帶參數的FB塊，FB塊的接口參數數量是可以進行設置的。設置接口參數的方法有兩種：

· 全局設置：適用于所有GRAPH FB塊。在TIA Portal 菜單欄>選項>設置>PLC編程>GRAPH>接口下設置，如圖3所示。        

· 本地設置：適用于某一個GRAPH FB塊。打開某個GRAPH FB塊，在TIA Portal菜單欄>編輯>接口參數>下一級菜單中設置，如圖4所示。

本地設置接口參數的權限高于全局設置。

圖3.接口參數全局設置

圖4.接口參數本地設置

GRAPH FB被調用后，程序塊上會出現形參。接口參數設置的類型不同，FB上形參數量也是不同的。接口參數設置可以在三種類型中選擇：

· Zui小接口參數集：輸入僅包含INIT_SQ，無輸出；

· 標準接口參數集：設置操作模式并包含確認報警；

· Zui大接口參數集：還可進行其他操作及診斷。

設置不同接口參數時，調用GRAPH FB塊如圖5所示。

圖5.調用 GRAPH FB塊（左：Zui小接口；中：標準接口；右：Zui大接口）

在GRAPH FB中編寫簡單程序。同一程序塊，在設置不同接口參數時，占用的存儲區大小也是不同的，如圖6所示。

圖6. GRAPH FB占用存儲區

無論設置何種接口參數，都可以手動對GRAPH FB接口參數進行添加或刪除的操作。例如：在Zui小塊接口時，手動在GRAPH FB塊接口中添加輸入參數：ACK_EF、S_SEL及S_SELOK，如下圖7所示。

圖7.手動增加GRAPH FB塊接口

4. GRAPH FB背景數據塊中的MOP？

S7-1500無法對GRAPH FB內部接口參數執行寫訪問，但可以對GRAPH FB背景數據塊>靜態變量>RT_DATA>MOP結構中變量進行訪問，支持寫操作的變量已用紅色方框標注，如圖8所示。

使用MOP結構中支持寫操作的變量，可對GRAPH FB進行初始化、禁用、操作模式切換及暫停等功能，和直接在GRAPH FB接口參數上修改的效果一致。

圖8.MOP結構

5. GRAPH FB背景數據塊的保持性如何設置？

GRAPH FB背景數據塊的保持性無法在FB塊接口中直接修改設置，需要打開FB塊，然后在TIA Portal菜單欄>編輯>>激活“保持性內部存儲器”，如圖9所示。

圖9.設置GRAPH FB 背景數據塊保持性

斷電重新上電后，如需順控器保持在斷電前執行的步，可以對GRAPH FB設置保持性。

6. GRAPH FB操作模式是什么？

GRAPH FB操作模式定義了順控器中步與步的切換方式，一共有四種操作模式：

· 自動（AUTO）：完全依靠轉換條件切換步；

· 半自動-忽略轉換條件（TOP）：轉換條件滿足時，或者通過T_PUSH/調試面板，轉至下一步；

· 半自動-轉換條件切換（TAP）：轉換條件滿足時，且通過T_PUSH/調試面板，轉至下一步；

· 手動（ MAN）：與轉換條件完全無關；通過S_ON(S_OFF)/調試面板，啟用/禁用指定的步。

不同的操作模式可以滿足順序控制中多樣性的需求，使控制更加靈活。

7. GRAPH FB如何切換操作模式？

操作模式之間的切換方法有兩種：

· 調試面板操作：一般調試或檢修時可以使用，操作簡單。

·  指令參數變量切換：一般投入運行時使用，需要讀寫程序。

下面具體查看操作模式的切換。

7.1 自動（AUTO）

· 自動模式為默認模式

· 方法1：調試面板，選擇自動模式，如圖10（左）所示。

· 方法2：指令參數，SW_AUTO上升沿切換模式，如圖10（右）所示。

圖10. 自動

7.2 半自動-忽略轉換條件（TOP）

· 方法1：調試面板

選擇半自動，如果轉換條件滿足，則自動轉至下一步執行，如果轉換條件不滿足，則點擊忽略轉換條件按鈕，轉至下一步執行，如圖11（左）所示。

· 方法2：指令參數

使用S_TOP上升沿切換模式，如果轉換條件滿足，則自動轉至下一步執行，如果轉換條件不滿足，則T_PUSH上升沿轉至下一步執行，如圖11（右）所示。

圖11.半自動-忽略轉換條件

7.3 半自動-轉換條件切換（TAP）

· 方法1：調試面板

選擇手動，當前步中的轉換條件滿足后，點擊下一步按鈕，切換至下一步執行，如圖12(左)所示。

· 方法2：指令參數

使用S_TAP上升沿切換模式，當前步滿足轉換條件后，則T_PUSH上升沿轉至下一步執行，如圖12(右)所示。

圖12.半自動-轉換條件

7.4 手動（MAN）

· 方法1：調試面板

選擇手動模式，手動選擇步中輸入待啟用/禁用的步編號，點擊啟用/禁用按鈕，相應步執行/取消，如圖13（左）所示。

· 方法2：指令參數

Zui大接口：SW_MAN上升沿切換模式，DISP_SALL上升沿顯示所有步，S_SEL輸入步編號，S_SELOK確認，S_ON上升沿啟用/S_OFF上升沿禁用相關步，如圖13（右）所示。

標準接口：SW_MAN上升沿切換模式，S_SEL輸入步編號，S_ON上升沿啟用/S_OFF上升沿禁用相關步。

圖13.手動

8. 半自動TAP和TOP區別？

下面通過順控器的執行情況說明半自動-忽略轉換條件（TOP）和半自動-帶有轉換條件（TAP）的區別，如圖14和圖15所示。

圖14.TOP模式

圖15.TAP模式

9. GRAPH FB 互鎖條件和監控條件如何使用？

順控器中的每一步中都有互鎖條件Interlock-(C)和監控條件Supervision-(V)。僅在步激活時，該步中的互鎖條件和監控條件有效。互鎖條件和監控條件中可以編寫程序，也可以保持默認狀態。默認狀態是滿足互鎖條件，不滿足監控條件（無故障）。當在互鎖條件或者監控條件中編程時，可參考表1中所列項目。

表1

下面將舉例說明互鎖條件對動作的影響：

在互鎖條件中添加變量“graph_data“.interlock，在動作中分別用互鎖（C）,事件L0，事件L1賦值不同變量，如圖16所示。

圖16.Interlock中編程

使用TRACE抓取各個變量狀態，如圖17所示。

· “graph_data“.interlock上升沿，

L0事件到來，“graph_data“.c_event_come產生一個沿；

· “graph_data“.interlock下降沿，

L1事件到來，“graph_data“.c_event_go產生一個沿；

· “graph_data“.interlock高電平，

互鎖（C），“graph_data“.c_action高電平。

圖17.TRACE抓取變量狀態

10. 如何暫停GRAPH FB

Graph 程序在運行過程中，某些情況下需要將Sequence 暫停去解決問題，當問題解決后，需要接著當前的步繼續執行Graph 程序。GRAPH FB有三個參數可以用于暫停順控器：

1．順控器暫停步：可通過HALT_SQ（Zui大接口參數）或HALT（靜態變量MOP結構參數），停止/重新激活順控程序。

暫停步方法及過程，如圖18所示：

· HALT_SQ/HALT第一次上升沿，順控器步暫停，狀態位SQ_HALTED置位；

· 在順控器步暫停期間，即使當前步的轉換條件滿足，步也不會切換；

· HALT_SQ/HALT第二次上升沿，順控器步暫停解除，狀態位SQ_HALTED復位；

· 順控器步暫停解除后，滿足轉換條件時，步會自動切換。

圖18.暫停步

2．暫停步激活時間：可通過HALT_TM（Zui大接口參數）或TMS_HALT（靜態變量MOP結構參數），停止/重新激活所有步的激活時間和順控程序中與時間相關的操作。

暫停步激活時間方法及過程，如圖19所示。

· HALT_SQ/HALT暫停步，對步激活時間T和非中斷步激活時間U無影響；

· HALT_TM/TMS_HALT第一次上升沿，進入步激活時間暫停狀態，狀態位TM_HALTED置位。步激活時間T和非中斷步激活時間U停止計時；

· HALT_TM/TMS_HALT第二次上升沿，退出步激活時間暫停狀態，狀態位TM_HALTED復位。步激活時間T和非中斷步激活時間U恢復計時。

圖19.暫停步激活時間

注意：在步激活時間暫停期間，只要順控器步沒有暫停，當轉換條件滿足時，步可以正常切換。但是切換到新步中，新步的激活時間依然是暫停的，如圖20所示。

圖20.步激活時間暫停時步切換

3．暫停動作：可通過ZERO_OP（Zui大接口參數）或OPS_ZERO（靜態變量MOP結構參數），將活動步中帶有標識符N、D、L所有操作數暫停/恢復。

例如：在順控器中的S3步中添加動作，如圖21所示。

N：S3激活，“graph_data”.SetBit賦值為1；S3取消激活，復位。

D：S3激活，延時2S“graph_data”.D置位；S3取消激活，復位。

L：S3激活，“graph_data”.L置位；10S后“graph_data”.L復位；S3取消激活，復位。

圖21.添加動作

順控器暫停動作方法及處理過程，如圖22所示。

· ZERO_OP/OPS_ZERO第一次上升沿，進入動作暫停狀態，狀態位OP_ZEROED置位；動作中N、D和L復位，即“graph_data”.SetBit，“graph_data”.D和“graph_data”.L都復位；

· ZERO_OP/OPS_ZERO第二次上升沿，退出動作暫停狀態，狀態位OP_ZEROED復位；動作中N、D和L恢復，即“graph_data”.SetBit，“graph_data”.D和“graph_data”.L繼續執行動作狀態；

· 動作D和L在暫停動作期間，時間在后臺累計，不會清零。