S7-200 SMART在編程中

常見問題解析

工欲善其事必先利其器，在日常的程序編輯和調試過程中，可能會遇到各種各樣的問題，比如編輯好的邏輯程序執行結果不正確，編譯正常的程序下載到不同的CPU中，有些可以下載，而有些提示非致命錯誤等等，此時如何快速的排查和分析錯誤發生原因就非常重要，而排查和分析的前提就需要對S7-200 SMART從軟件和硬件上有更加深入的了解，下面我們就通過幾個典型的案例來進行問題的分析。

案例 1

首先看圖1這段程序，編譯無任何問題，如果下載到不同類型的CPU中，表現就會不同，我們可以嘗試下載到ST60和CR60兩種類型的CPU中。

圖1   主程序

下載到ST60中，程序運行正常，如果下載到CR60中，程序運行就會報非致命錯誤：操作數非法（錯誤碼：0090），圖2為具體的非致命錯誤信息：

圖2   PLC信息

根據程序分析錯誤出現的原因和中斷有關，可以查詢S7-200 SMART系統手冊中斷章節可以找到對應答案，如表1所示，24號中斷事件CR60不支持，所以在運行時會報錯非致命錯誤。

表1

綜上，當需要程序在多個不同類型CPU之間下載或者移植時，就需要提前了解各個CPU的程序容量大小、支持的數據區的大小，斷電保持區域大小，是否使用到了CPU不支持的功能或者CPU固件版本是否支持等因素，只有了解了這些，才能做到有的放矢。

案例 2

在日常編程過程中，我們可能需要各種標準庫，有時需要子程序和中斷程序有多重調用關系，例如下面這個案例，程序想使用格雷碼轉換庫在定時中斷中每隔100ms進行一次數據的格雷碼轉換，請看圖3：

圖3   主程序

圖4   子程序

程序的調用關系為：中斷子程序INT0調用子程序SBR1，SBR1中調用子程序SBR2，SBR2中的程序如圖4所示，下載到CPU中，通過狀態圖表監視程序狀態，發現沒有結果輸出，如圖5所示：

圖5   狀態圖標監控無輸出

進一步監控PLC信息，可以看到圖6的非致命錯誤報警：超出Zui大用戶子例程嵌套級別（錯誤碼：0008）

圖6   PLC信息

S7-200 SMART手冊中規定：從主程序調用子例程的嵌套深度是 8 級，從中斷例程調用嵌套深度是 4 級。

現在來看上述程序的調用關系：

INT0→SBR1→SBR2→GRAY_BIN_DW，表面上也僅僅嵌套了3級，滿足中斷嵌套深度要求，但是仔細查看GRAY_BIN_DW功能庫可以發現，該庫也嵌套了幾層，嵌套關系如下：

GRAY_BIN_DW→GRAY_BIN→XOR，這樣下來，嵌套關系就變成如下：

 INT0→SBR1→SBR2→GRAY_BIN_DW

→GRAY_BIN→XOR，總共5層嵌套關系，超過了CPU支持的Zui大嵌套深度，導致CPU 無法運行，知道了原因，我們可以減少調用嵌套為4層以內，則程序就可以正常執行了。

通過以上描述就可以明白，有些看似不可理解的問題其實有其發生的原因，只有深入了解對應產品的技術細節，才能抽繭剝絲，找到問題的根源所在。

S7-200 SMART

如何快速提高編程效率 

在日常的編程過程中，我們可能需要不少的邏輯運算和算術運算，如果這種運算很多，有可能會導致程序量很大，CPU的掃描周期加長，在這種情況下，找到其中的規律，可以大大簡化程序。

假設一個場景，現場有16臺設備，需要控制16臺泵的啟停，IO地址如下表所示：

表2

一般的編程思路是單獨寫出每個泵的啟動停止控制邏輯，如圖7所示，需要編寫16組控制邏輯：

圖7   單個泵的啟停控制

其實針對這種編程，我們可以變換一種思路，將上面的梯形圖變換成圖8所示的邏輯，也可以完成對應的控制功能：

圖8   字邏輯運算

這樣變換完成后，編程就顯得特別簡潔，因此編程思路很重要。

在另外一些應用場景中,有時需要記錄現場設備的運行時間，一般情況下我們可以使用定時器來實現計時的功能，但S7-200 SMART定時器有數量限制（Zui大256個），并且Zui大時基為100ms的定時器其所能達到的Zui大計時長度為3276.7S，若想實現小時或者天的計時就需要定時器加計數器來實現，而計數器也有數量限制（Zui大256個），當需要類似的功能很多時，計數器和定時器數量就不夠用了，此時可以使用系統特殊存儲器 SM0.4（周期為60S的時鐘脈沖）和SM0.5（周期為1S的時鐘脈沖）來實現計時功能。

如圖9所示，其中值VD0的單位為秒，在實際應用中，可以對這個數值進行再次轉換，得到分鐘、小時或者天的時間值（本例中VD4的單位為小時），同時這些地址也可以按需設置在S7-200 SMART斷電保持區域中，實現不同時間長度的定時以及斷電保持功能，非常方便。

圖9   使用SM0.5實現計時功能

實際編程時對于一些功能重復的地方，我們可以考慮做成子程序多次調用，一些需要重復計算的功能，可以使用FOR NEXT循環來完成，也可以考慮使用間接尋址的方式來提高程序的靈活性，而對一些流程方面的控制可以使用順序控制繼電器來完成，這樣可以大大提高編程的效率。