王丰军

业信息化

利用西门子$7

200的配方功能来

实现数据归

档

中图分类号：

TP392

李锁震，李其昌，杨庆生

(河北金牛能源股份有限公司，

河北邢台054

000)

西门子$72

00系列PLC存

储卡在配方管理和数据归档应用上的优缺点后提出了一种利用配方管理来完成数据

现了在小型自控系统中利用触摸屏来查询历史故障、历史数

据、操作过程等的功能。

数据归档；触摸屏查询

文献标识码：

A文章编

号：

1

00

99492(200

8)06—0

0

2803

1引言

在一些小型的自动化

控制系统中，常常

采用触

摸屏加

可编程控制器PLC的方式来完成对系统的控制。这样问题

就出现

了，多数的触摸屏

和PLC均不能对过程数据进行存

储和查询。技术总是在不断向前发展的，在西门子最新推

出的S7—200系列PLC及其支撑软件STEP7Micro／WIN

V4．O中增加了对存储卡的支持，从而极大地满足了客户对

于数据的存储和查询的需

求。对于存储卡的使用，西门子

主要推出了两种解决方案，即配方管理和数据归档。本文

正是在两种解决方案的基础上提出了利用配方管理的方案

来实现数据归档，成功地实现了在触摸屏上查询自控系统

的

过程数据、历史故障、操作记录等等。

2配方管理及数据归档的定义及不足

西门子存储卡的应用主要为配方管理(reci

pe)和数

据归档(datalog

)。

2．1配方的定义【‘]

1)配方

结构是由配方向导生成的一套组件，这些组

件包括指令子程序。

2)配方集是指一个配方的集合，它们拥有相

同的参

数集合，但是依赖于配方，参数的数值各不相同。

3)一条配方是一组参数值，它提供了生产一种产品

和控制一个过程所需要的信息。

2．2数据归档的定义[1

]

1)数据归档是指通常按照日期时间排序的一组记录．

每条记录代表着一些过程事件，过程事件中记录了一套过

程数据，由数据归档向导来定义数据的组织结构。

收稿日期：

2

00

8一叭一22

2)数据归档记录是指写入数

据归档中的单独的数据

行。

根据配方管理和数据归档的定义比较其应用的不同如

图l和图2所示。

从图

中可以看出存储卡作为数

据归档应用时，

PLC不

具备读出存储卡中数据的功能，只能通过DATx-WRITE

R

数据纪录

图1S7—200存储卡数

据归档应用

；配方教据jI掣万盯攉：

存储卡

图2S7200存储卡配方管理应

用

维普资讯

制造业信

函数写入存储卡中，再由安装有Ｓ７～２００ ｅｘｐｌｏｒｅｒ软件的计

算机读出。当存储卡作为配方管理应用时，可以通过

ＲＣＰｘ

＿ＷＲＩＴＥＲ函数向存储卡写入配方数据，也可以

ＲＣＰｘ

＿

ＲＥＡＤ将存储于存储卡中的数据读出。从而实现在

触摸屏上调用不同配方来实现不同的功能。

由此可见要想在触摸屏中存储并查询存储卡中的过程

数据、历史故障、操作记录时，无法用数据归档的方式来

实现。那么可以通过改变配方管理功能的方式来实现历史

数据的归档。

３用配方管理来实现数据归档的框架及软件

设计

首先分析一下配方管理的两个函数（见图３）：

ＲＣＰｘ

。

ＷＲＩＴＥ和ＲＣＰｘ．ＲＥＡＤ ：

图３ 配方读写函数

ＲＣＰｘ

—ＲＥＡＤ指令中的 是指包含所要读取的配方的

配方集编号；当ＥＮ输入为高电平时，允许指令执行；Ｒｅｐ

输入端决定了从存储卡中读取哪条配方；Ｅｒｒｏｒ输出端返回

该指令的执行结果。

ＲＣＰｘ

＿ＷＲＩＴＥ指令中的 是指包含所要替代的配方的

配方０

故障指针

摄作指针

数据指针

配方Ｉ

焦

月

日

小时

分

秒

故障代码

配方２

色

月

日

小时

分

秒

操作代码

图４ 构建配方数据结构列表

配方３

矩

月

日

小时

分

秒

压力

垂直送料速度

术平送料速度

压辊速度

配方集编号；当ＥＮ输入为高电平时，允许指令执行；Ｒｃｐ

输入决定了替代存储卡中的哪条配方；Ｅｒｒｏｒ输出端返回该

指令的执行结果。

在以上两个函数中配方集编号 为０、１、２、３，也就

是说最多可用的配方为４个。

Ｒｅｐ为配方的条目数。以ＲＣＰ０来记录记录指针，以

ＲＣＰ１、ＲＣＰ２、ＲＣＰ３来分别记录故障、操作记录和过程数

据。现给出其数据结构如图４所示。

根据工艺流程及配方应用的特点，编写ＰＬＣ程序的结

构框图如图５所示。

开始

创建配方０ Ｉ Ｊ创建配方１ Ｉ Ｉ创建配方２ ｌ ｌ创建配方３

发生时＞＜：擘作发生Ｂ ＞＜、 录数据

读取配方０

获取量后

故障指针

并＋ｌ

故障指针

达到量太

记录散后

清零否则

继续

在配方Ｉ中

按＋Ｉ后的

条目号写入

故障记录

在配置０中

写入＋１后

的故障指针

读取配方０

获取量后

操作指针

并＋ｌ

操作指针

达到量大

记录数后

清零否则

继续

在配方２按

＋１后的条

目号写入操

作记录

在配置０中

写入＋Ｉ后

的操作指针

读取配方０

获取量后

数据指针

并＋ｌ

Ｉ

数据指针

达到量大

记录数后

清零否则

继续

ｌ

在配方３＋１

后的条目号

写入数据记

录

在配置０中

写入＋１后

的数据指针

读取配方０

获取量后

擅障指针

上ＩＩ下

一ｌＩ一

故ｆｌ故

．Ｉ Ｉ Ｉ十ｌ

按故障指针

读取配方１

．．．．．．．．．．Ｉ一

读取百己方Ｏ

获取量后

作指针

工

上ｌＩ下

一ＩＩ一

记Ｉｌ记 Ｌ墨

厂＿Ｌ

．１ Ｉ ｌ＋ｌ

按操作指针

读取配方３

图５ 用配方实现数据归档的程序结构

根据图５编写读数据子程序及写数据子程序如下。

读数据子程序

Ｎｅｔｗｏｒｋ ｌ

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ＬＤ Ｍ１３－４

ＥＵ

Ｕ）Ｓ

ＣＡＬＬ ＳＢＲ３９，０，ＶＢ３０１０

ＭＯＶＷ ＶＷ３０ｏ０，ＶＷ３３４０

ＡＥＮＯ

ＣＡＬＬ ＳＢＲ４５，ＶＷ３３４０，ＶＢ３０１ ３

ＬＰＰ

ＣＡＬＬ ＳＢＲ４９

Ｎｅｔｗｏｒｋ ２

ＬＤ Ｍ１３．５

ＥＵ

ＬＰＳ

ＩＮＣＷ ＶＷ３３４０

ＡＥＮＯ

ＡＷ＞ ＶＷ３３４０．４９９

ＭＯＶＷ ０．ＶＷ３３４０

ＬＲＤ

ＣＡＬＬ ＳＢＲ４５，ＶＷ３３４０，ＶＢ３０１ ３

ＬＰＰ

ＣＡＬＬ ＳＢＲ４９

Ｎｅｔｗｏｒｋ ３

ＬＤ Ｍ１３．６

ＥＵ

Ｕ）Ｓ

ＤＥＣＷ ＶＷ３３４０

ＡＥＮＯ

ＡＷ＜ ＶＷ３３４０．０

ＭＯＶＷ ４９９．ＶＷ３３４０

ＬＲＤ

ＣＡＬＬ ＳＢＲ４５，ＶＷ３３４０，ＶＢ３０１３

ＬＰＰ

ＣＡＬＬ ＳＢＲ４９

Ｎｅｔｗｏｒｋ ４

ＬＤ Ｍ１３．７

ＥＵ

Ｕ）Ｓ

ＡＷ＞ ＶＷ３３４０．４９９

ＭＯＶＷ ４９９．ＶＷ３３４０

ＡＥＮＯ

＝Ｌ６３．７

ＬＲＤ

ＡＷ＜ ＶＷ３３４０．０

ＭＯＶＷ ０．ＶＷ３３４０

ＡＥＮＯ

Ｏ Ｌ６３．７

：Ｌ６３．６

ＬＰＰ

ＡＷ＞： ＶＷ３３４０，０

ＡＷ＜： ＶＷ３３４０，４９９

Ｏ Ｌ６３．６

ＣＡＬＬ ＳＢＲ４５，ＶＷ３３４０，ＶＢ３０１３

ＣＡＬＬ ＳＢＲ４９

写数据子程序

Ｎｅｔｗｏｒｋ １

ＬＤ ＳＭ０．０

ＣＡＬＬ ＳＢＲ３９，０，ＶＢ３０１０

Ｎｅｔｗｏｒｋ ２

ＬＤ ＳＭ０．０

ＭＯＶＷ ＶＷ３０ｏ０．ＶＷ３３５０

Ｎｅｔｗｏｒｋ ３

ＬＤ ＳＭ０．０

ＩＮＣＷ ＶＷ３３５０

ＡＥＮＯ

ＡＷ＞ ＶＷ３３５０．４９９

ＭＯＶＷ ０．ＶＷ３３５０

Ｎｅｔｗｏｒｋ ４

ＬＤ ＳＭ０．０

Ｕ）Ｓ

ＭＯＶＷ ＶＷ３３５０．ＶＷ３（）ｏ０

ＡＥＮＯ

ＣＡＬＬ ＳＢＲ４０，０，ＶＢ３０１０

ＬＰＰ

ＢＭＢ ＶＢ１０ｏ０，ＶＢ３３００，５

Ｎｅｔｗｏｒｋ ５

ＬＤ ＳＭ０．０

ＭＯＶＷ ＶＷ２６０．ＶＷ３３０５

ＡＥＮＯ

ＢＭＷ ＶＷ３２２，ＶＷ３３０７，３

Ｎｅｔｗｏｒｋ ６

ＬＤ ＳＭ０．０

ＣＡＬＬ ＳＢＲ４６，ＶＷ３３５０，ＶＢ３０１３

图６ 触摸屏画面

（下转第５３页）

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行业

真，证实了间歇旋转式递纸机构在交接纸张时具有足够的

平稳性和准确性 。

图５ 间歇式旋转递纸机构运动规律：

４结论

摆动式递纸机构和旋转式递纸机构是目前最常用的两

大类递纸机构。根据本文的分析可得出以下结论：１）摆

动式递纸机构具有结构简单。凋校方便的特点，因而适用

于中小型胶印机。通过优化递纸牙运动特性，可提高其传

动的稳定性，从而提高其适用的印刷速度；２）旋转式递

纸机构在高速运转时形成的冲击振动相对于摆动式递纸机

构要小很多，更能满足套印精度的要求，有利于进一步提

高印刷速度。所以，旋转式递纸机构相对其它的递纸机构

具有更大的优势。

参考文献：

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学工业出版社，２００４．

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社，２００５．

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［４］蔡吉飞，张仲勇，宋剐．八开胶印机定心摆动式递纸机构设

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的动力分析［Ｊ］．北京印刷学院学报，２００３，ｌｌ（２）：３－５．

［６］柴承文，蔡吉飞，武淑梅．定心上摆式递纸机构的运动设计

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理工大学硕士学位论文，２００４．

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西安理工大学。２００４、

［１０］郭利锋，郭顺生．摆动式递纸机构凸轮的仿真设计［Ｊ］．包

装工程，２００５，２６（４）：５ｌ一５３、

［１１］张晓玲，房瑞明．单张纸胶印机递纸机构运动规律反求设计

［Ｊ］、机械设计与研究，２００３增｛ ：２５—２６．

［１２］张晓玲，房瑞明．下摆式递纸机构共轭凸轮的设计与研究

［Ｊ］．机械设计，２００４，２ｌ（５）：５９—６１．

［１３］张晓玲，黄岩，陈虹．高速胶印机递纸机构的设计与研究

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［１４］宁荣华．海德堡１０２系列胶印机维修与调节［Ｍ］．北京：

印刷工业出版社．２００５．

［１５］习少锋．滚筒式旋转递纸机构的研究与设计［Ｄ］、西安：

西安理工大学，２０００、

［１６］张开胜．旋转式递纸机构的分析与研究［Ｄ］．上海：上海

大学。２００５．

［１７］易惠萍．印刷机高性能旋转式递纸机构的设计［Ｊ］．中南林

学院学报，２Ｏｏｏ。２０（１）：７５—７７．

［１８］白川，王芳．间歇旋转式递纸机构运动特性分析［Ｊ］、包装

工程，２ｏｏ６，２７（３）：１０８一ｌｏ９．

［１９］武淑琴，王仪明，赵吉斌、间歇旋转式递纸机构动力学分析

［Ｊ］．北京印刷学院学报，２００６，１４（４）：３５—３８．

［２０］武淑琴．间歇旋转式递纸机构的运动学与动力学分析［Ｄ］．

西安：西安理工大学，２００２．

第一作者简介：李长航，男，１９８２年生，广东人，硕士研究生。

研究领域：高速胶印机机构运动力学分析。 （编辑：梁 玉）

旦 旦 ９ 豆 旦

（上接第３Ｏ页）

４触摸屏程序设计

根据ＰＬＣ的程序在触摸屏上设计操作界面如图６所

示。界面中的各类数据与配方中数据结构相对应，上一记

录、下一记录、记录索引按钮为复位式按钮，分别对应

ＰＬＣ中的变量Ｍ１３．６、Ｍ１３．５和Ｍ１３．７。Ｍ１３．４用于读取

最后一个记录，应用于凋用以下界面的按钮中。 ．

５结束语

本文通过对西门子存储卡的配方管理和数据归档的分

析，提出了一种用配方来记录数据的方法，该方法在实际

生产中得到了很好的应用。通过触摸屏就可以实现对生产

过程中的过程数据、历史故障、及操作记录进行查询。极

大地提升了系统的可操作性，取得了很好的经济效益和社

会效益。

参考文献：

［１］西门子（中国）有限公司、Ｓ７—２００可编程控制器系统手册

『Ｍ］．２００４．

第一作者简介：李锁震，男，

济师。研究领域：经济管理。

１９６６年生，河北沧州人，大专。经

已发表论文７篇。

（编辑：吴智恒）

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