摘要：文章針對(duì)SIEMENS 840D NCU與PLC之間數(shù)據(jù)通訊的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，包括FB2/FB3、FC21的應(yīng)用技術(shù)，并配合相應(yīng)的舉例。

關(guān)鍵詞：840D 數(shù)據(jù)交換 FB2  FC21  NC_var selector 

Data exchange between NC and PLC for SIEMENS 840D

HU Guoqing 
1．前言
在數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，經(jīng)常需要在NC、PLC之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以使整個(gè)系統(tǒng)都在程序控制之中，作為當(dāng)今世界優(yōu)秀的高端數(shù)控產(chǎn)品代表SIEMENS 840D，它提供了先進(jìn)的通道和技術(shù)支撐，使你可以輕松地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的暢通交換。筆者根據(jù)工作過(guò)程中積累的設(shè)計(jì)與編程經(jīng)驗(yàn)，在此就這個(gè)主題與同行探討。
經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)交換包括M代碼、T代碼、H/F功能傳輸以及840D系統(tǒng)提供的功能強(qiáng)大的接口信號(hào)，不需敘述。在這里只是針對(duì)一些專(zhuān)用數(shù)控功能應(yīng)用時(shí)需用到的數(shù)據(jù)交換方法進(jìn)行較詳細(xì)的說(shuō)明。 
2． PLC讀／寫(xiě)NC參數(shù)／變量
在進(jìn)行數(shù)控銑鏜床滑枕低頭補(bǔ)償或刀庫(kù)定位控制編程時(shí)，都需要用到PLC讀／寫(xiě)NC參數(shù)或變量。
SIEMENS的8x0D toolbox中提供了FB2（GET）／FB3（PUT）功能塊程序，結(jié)合使用配套的NC_var Selector軟件就可實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能。其中FB2用于讀取NC變量（包括MD參數(shù)和NC內(nèi)部變量），F(xiàn)B3用于寫(xiě)NC變量。
2．1  NC_var Selector的使用
對(duì)于讀取的NC變量，應(yīng)先使用NC_var Selector軟件選擇所需的變量，最終建立一個(gè)AWL源文件。
下面就以Ver6.4版為例說(shuō)明其使用步驟：
首先建立一個(gè)新的Project，在庫(kù)文件打開(kāi)框中根據(jù)需要選擇ncv_NcData.mdb（讀取NC參數(shù)）或者ncv_611d.mdb（讀取611D驅(qū)動(dòng)參數(shù)）等。
根據(jù)需要選擇相應(yīng)的變量。為了提高效率，可以雙擊Unit或Compenent列，等出現(xiàn)Selections on NC-variables對(duì)話框時(shí)，點(diǎn)擊option中selection框，然后在selection parameters方框中選擇變量類(lèi)型。
選完了變量后，必要時(shí)可對(duì)各變量名稱(chēng)進(jìn)行修改，然后保存變量表，命名可以將要生成的DB塊名稱(chēng)，如DB150.var等。
選擇Code菜單下Generate功能，生成DB150.awl文件。（請(qǐng)注意文件目錄）
2．2  Step 7下生成DB塊
下面以Step 7 V5.1版為例說(shuō)明其步驟：
在Project中Sources目錄下，使用菜單Insert下External Source…功能導(dǎo)入DB150.awl文件。
雙擊DB150.awl打開(kāi)文件，在S7 LAD/STL/FBD下進(jìn)行編譯（在File菜單下），生成DB150.stl。
在Project下選擇DB150，將其Download到PLC CPU中。
在符號(hào)表中增加條目：Symbol——NCVAR，Address——DB150，DATA TYPE——DA150。
2．3  使用FB2功能塊
在OB1中增加一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)用FB2，調(diào)用時(shí)需要自動(dòng)生成一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊，此時(shí)你可以定義一個(gè)當(dāng)前系統(tǒng)中不存在的塊名（如DB110）。下面說(shuō)明其各參數(shù)的含義以及如何輸入其數(shù)值。
 CALL  FB     2 , DB110
  Req    :=塊操作請(qǐng)求，類(lèi)型：BOOL。每激活一次讀操作進(jìn)行一次。1：激活。
  NumVar :=變量數(shù)量。輸入要讀取變量的數(shù)量，如B#16#3等。
  Addr1  :=變量1。如DB150中變量1，“NCVAR”.C1_M_AXCONF_MACHAX_1
  Unit1  :=       Column1:=       Line1  :=可輸入0或?qū)嶋H位置值。
  Addr2  :=變量2。如DB150中變量2，“NCVAR”.C1_M_AXCONF_MACHAX_2
  ……
  RD1    :=變量存放地址1，注意其類(lèi)型與Addr1對(duì)應(yīng)的變量類(lèi)型一致。如DB129.DB_VAR1等。
  RD2    :=變量存放地址2，其類(lèi)型應(yīng)與Addr2變量類(lèi)型一致。如P#M220.0 INT1等。
  RD3    :=……
Error  :=出錯(cuò)代碼，類(lèi)型：BOOL。若數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)，則該位為1，正常為0。
NDR  :=執(zhí)行代碼，類(lèi)型：BOOL。若數(shù)據(jù)傳輸成功，則該位為1，否則為0。
State  :=狀態(tài)字，類(lèi)型：WORD。若傳輸不成功，則通過(guò)狀態(tài)字可判斷原因。將狀態(tài)字?jǐn)?shù)值作比較，可以編程輸出到自定義報(bào)警地址之中。
NOP   0
2．4  編程注意事項(xiàng)
1)        FB2 /FB3生效的前提是在OB100初始化程序中調(diào)用FB1（RUN_UP）時(shí)須設(shè)置NCKomm＝TRUE。
2)        為了防止因非正常中止（如斷電、RESET等）造成通訊中斷，致使通訊數(shù)據(jù)阻塞，應(yīng)在非正常中止后的第一個(gè)OB1循環(huán)中屏蔽FB2/FB3的調(diào)用（需用到首次循環(huán)變量）。（同樣的建議適用于FB4/FB5功能塊）
3)        對(duì)于多通道數(shù)控系統(tǒng)而言，若需要讀取通道參數(shù)，則在一次FB2／FB3調(diào)用任務(wù)中ADDR1～8中只能出現(xiàn)一個(gè)通道的通道參數(shù)。
4)        通常一次讀／寫(xiě)過(guò)程要持續(xù)1～2個(gè)PLC循環(huán)，因此FB2/FB3只能在循環(huán)模式下調(diào)用。
2．5  前面主要對(duì)讀取NC參數(shù)進(jìn)行了闡述，如果需寫(xiě)NC參數(shù)，其方法基本一致，F(xiàn)B3的參數(shù)也基本相同。
 
3． NC程序讀／寫(xiě)PLC數(shù)據(jù)
對(duì)于多附件頭、自動(dòng)存取刀具的平面刀庫(kù)，由于其類(lèi)型／位置檢測(cè)信號(hào)都是進(jìn)入PLC的，在用NC子程序編寫(xiě)對(duì)刀或?qū)Ｓ脛?dòng)作應(yīng)用程序時(shí)，經(jīng)常需要讀取PLC數(shù)據(jù)。
SIEMENS的8x0D toolbox中提供了FC21（Transfer）功能塊程序，結(jié)合NC變量$A_DB*的使用就可實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能。
3．1  FC21功能塊的使用
FC21的使用相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只需要在程序中調(diào)用它，填入相應(yīng)的參數(shù)即可。下面說(shuō)明其各參數(shù)的含義。
CALL  FC    21
   Enable :=使能，類(lèi)型：BOOL。1——激活功能塊。
   Funct  :=塊功能，類(lèi)型：BYTE。3——讀NC變量，4——寫(xiě)NC變量
   S7Var  :=PLC數(shù)據(jù)地址，類(lèi)型：任意（根據(jù)需傳送的數(shù)據(jù)數(shù)量而定）。如：P#M220.0 BYTE 1，P#DB100.DBX8.0 BYTE 4等。注意：起始地址須是指針，后面表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。
   IVAR1  :=類(lèi)型：INT。對(duì)于Funct＝3／4時(shí)，其含義是位置偏置，即相對(duì)起始地址偏置值。通常設(shè)為0。
   IVAR2  := 類(lèi)型：INT。對(duì)于Funct＝3／4時(shí)，通常設(shè)為－1。
   Error  := 出錯(cuò)指示，類(lèi)型：BOOL。若數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)，則該位為1，正常為0。
   ErrCode:=錯(cuò)誤代碼，類(lèi)型：INT。
在PLC程序中對(duì)S7Var的數(shù)據(jù)值分別進(jìn)行控制，在NC程序中就可得到相應(yīng)的值。
3．2  NC編程中$A_DB*變量的使用
840D的NC系統(tǒng)變量中有四種用于讀／寫(xiě)PLC變量，分別是$A_DBB、$A_DBW、$A_DBD、$A_DBR，分別用于操作8位字節(jié)、16位字、32位雙字和32位實(shí)數(shù)。
變量使用格式：$DB*[n]  n＝0，1，2…
              例如：其中$DBB[0]對(duì)應(yīng)FC21傳送的第一個(gè)字節(jié)，其中$DBB[1]對(duì)應(yīng)FC21傳送的第二個(gè)字節(jié)，依此類(lèi)推。
編程實(shí)例1： IF ($A_DBB[0]<>4)AND($A_DBB[0]<>8)
GOTOF N3000
編程實(shí)例2： MSG（“XT_No：“<<$A_DBB[1]<<””）
 
本文所述的數(shù)據(jù)交換功能對(duì)于840D系統(tǒng)來(lái)說(shuō)僅是鳳毛麟角，其更多更簡(jiǎn)便實(shí)用的方法尚需進(jìn)一步探討。文中不恰當(dāng)之處，敬請(qǐng)同行指正為感。