西门子高防护等级CPU 1516PRO-2 PN

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编程模式，在工业控制系统的plc程序中也可以采用这种设计思想，虽然我们无法实现面向对象的很多特点如“继承”，甚至于它根本就不具备面向对象编程语言的特点，但面向对象编程的基本概念就是类和类的实例（即对象），我们只需要使用这种概念就可以了。在计算机编程中我们需要把一些事物抽象和归纳，才能编写类，而在工业控制系统中，控制对象如：电机，阀等等是很明显的控制类别，不需要抽象就可以很明显的针对它们编写类，以下将会用到西门子的Step7编程语言和的Unity 编程语言来讲解PLC的面向对象编程。

一、 实现方式

    面向对象编程在Step7中使用功能块（即FB）编程，一谈到此大家就会想到西门子提出的模块化编程，不错，就是这个模块化编程，但西门子提出的模块化、背景数据块、多重背景等名词并不能让大家很明白的理解和使用这种的设计理念。如果大家从面向对象编程的度去理解，则可以很好的理解这种设计模式。“FB块”被看 成“类”，它可以被看成是对相似的控制对象的代码归纳，如对MM440的变频器可以编写FB块:MtrMM440,这在面向对象编程中称为“类”，当需要 编程控制具体的电机时，可以给它分配一个背景DB块，在面向对象编程中称为类的实现（即创建类的实例：对象），当需要控制多个电机时，可以分配不同的背景 DB到这个FB块，即创建类的多个实例。Step7中有另外一种程序块，即FC块，以FC块为主的编程在西门子中称为结构化编程，这也可以类比于计算机编程中的面向过程编程，即纯粹以函数为主体的编程。

    的Unity软件编程可以好的理解面向对象编程。它的DFB定义中包含输入/输出参数，私有/共有变量，以及代码实现，而这正是计算机的面向对象 编程中“类”的基本元素，而创建类的实例（对象）就像创建普通的“布尔”变量一样，只需在“Function Blocks”中定义这种“类”的变量即可。

    Step7和Unity都可以采用面向过程和面向对象编程方式，这两种编程方式的区别类似于计算机语言中的C语言和C++语言编程的区别。

    以下的讲解将会把Step7中的FB和Unity中的DFB称为“类”，Step7中的FB+背景DB以及Unity中DFB的实例称为“对象”。

二、 面向对象编程架构

    以上讲解的是实现细节，而编程思想是建立在程序架构上的，不是某个局部使用了面向对象方式，则可以称之为这种编程就是面向对象编程。这种编程需要从以下方面着手：

1、 电路设计的结构化。

    这里主要以自动线为主介绍，对于单机机床可以是它的简化结构，

    <1>、自动线层：这是高层次，它拥有一个主PLC，对属于它下面的各区域控制

    <2>、工程层：拥有立的配送电系统，但没有PLC，只有分布式模块，由自动线控制。顾名思义，它有着较大的立性，可以作为一个单的工程项目设计和制造，当自动线比较小时，可以省略该层次。

    <3>、功能组层：根据工艺划分，将实现某一个工艺功能的区段设备划分为一个功能组，它隶属于工程层，当工程层被省略时，隶属于自动线层。

    面向对象编程并不一定要求使用以上的结构，但好的电气结构利于面向对象编程。

2、 任何控制对象逻辑都在“类”中实现。

    为了做到这点，分析与控制对象相关的信息，譬如，对于一个电机，有以下相关的信息需要考虑：

    输入信息：

    <1>、电路保护信息，如电机的空气开关，热继电器等。

    <2>、功能保护信息，如运动电机的限位开关，风机的风压开关，油泵的油位开关等。

    <3>、启动和终止条件，以上的电路保护和功能保护都可能导致电机运转终止，复位也可能导致重启动，但这里的条件指的是正常运行的启动和终止条件，譬如顺序控制的流程步。

    <4>、控制模式：如手动和自动等。

    <5>、故障复位：通过复位信息，重新启动。

 SINAMICS V90

SINAMICS V90 是西门子推出的一款小型、便捷的伺服系统，可以实现位置控制、速度控制和扭矩控制。

使用 V90 的速度控制功能可以与 S7-1500 运动控制功能配合使用，接收 S7-1500 模拟量模块发出的+-10V 模拟量信号做为速度给定，并通过 PTO 功能反馈位置信号给 S7-1500，在 S7-1500PLC 中实现闭环位置控制。

3、 应用项目配置示例

3.1 S7-1500 组态

3.1.1 组态硬件配置

由于需要模拟量输出信号来控制速度给定，并接收来自 V90 的脉冲反馈信号，所以 S7-1500 系统中至少要配置 1 块模拟量输出模块和 1 块高速计数模块，考虑到 V90 给出的位置反馈信号是 5V 差分信号，S7-1500 系统中也要配置能够接收5V 差分信号的高速计数模块。还需要 1 块数字量输出模块来为 V90 提供使能信号。

图 3-1 S7-1500 模块配置

3.1.2 组态工艺对象

驱动装置组态

在工艺组态中添加一个定位轴，工艺对象一般的组态方法请参考《S7-1500运动控制使用入门》。