控制网

    郑卫民 （1981-）


    男，助理工程师，现主要从事自动化控制技术的研究。



    摘  要：在自动化程序编制过程中经常会遇到将实时数据进行存储，规定时间后取出，即实现数据缓存的功能。为了实现这种功能，在Step7编程软件中依照FIFO原则编写了功能块FB1013。本文将结合实例详细介绍这个功能块的功能及应用状况。

    关键词：自动化控制程序；数据缓存；FIFO原则

    Abstract: In the automated programming process, we often encounter real-time data storage and output after a specified time, namely, data caching functionality. In order to achieve this functionality, we compiled function block FB1013 in the Step7 programming software according to the FIFO principle . This article will take the example to introduce the function and the application condition of this function module in detail.

    Key words: Automation Control Program; Data cache; FIFO principle

1 前言

    FIFO(First IN First Out，先进先出)原则，即首先进来的数据或者信号等事物被优先处理。这一原则已广泛应用于计算机科学、电子电路等技术领域，并制作出FIFO存储器这种新型的大规模集成电路。做为系统的缓冲环节，FIFO存储器是一个先入先出的双口缓冲器，即第一个进入其内的数据第一个被移出，其中一个口是存储器的输入口，另一个口是存储器的输出口。在自动化控制程序中，经常会遇到这样的情况：将一些实时数据进行存储，在新数据进入的同时依照FIFO原则将原存储数据取出进行应用，为了实现这种数据缓存的功能，本文将运用西门子的编程软件Step7并结合热风润叶机的编制程序详细进行说明。

2 应用状况

2.1 热风润叶机工艺原理介绍

               

                    图1   润叶筒结构及工艺指标控制原理图

    热风润叶机是打叶复烤线预处理段中主要大型设备，目的是提高烟叶的含水率，使水分进一步渗透，增加烟叶的柔软性，为打叶机提供松散、舒张柔韧、洁净的烟叶。热风润叶机的结构及工艺指标控制原理如图1所示。水分自动控制由气动薄膜调节阀和电磁流量计组成的控制回路来完成。根据电子秤的物料量、进料水分、出料水分及蒸汽含水率，得出加水量的设定值，在水路上设有流量检测元件电磁流量计和执行元件气动薄膜调节阀。电磁流量计动态地反映水的瞬时流量，并把数值传给PLC模拟量输入模板，使该值与计算出的加水量的设定值比较，由PLC的模拟量输出模板输出4～20mA的电信号给气动薄膜调节阀的电气转换器，电气转换器将电信号转变为气压信号，进而调整气动薄膜阀的开度，使加水量与设定值保持一致，实现加水的自控。

2.2 原有问题及解决方案

    由于电子称和进料口水分仪均安装在润叶筒入口前，即根据电子称的物料量、进料水分、出料水分及蒸汽含水率所得出的加水量是此时尚在电子称上物料的加水量，而这部分物料要进入到筒内还需要一定的时间，因此应该先将这个数据存储起来，等到这部分物料进入筒内再将数据取出进行换算后传递给相应的执行元器件。

    针对以上提出的问题，可以根据FIFO原则在自动化程序中进行编程以实现这种存储功能，如图2所示。在Step7编程软件中，将其命名为FB1013，其中，实数变量in和整型变量delay_second为此功能块的输入管脚，实数变量out为输出管脚。这个块的功能就是：将管脚in所输入的数据进行存储，每经过1秒会有一个新的数据存入。管脚delay_second为延迟输出的时间，按FIFO原则从原来存储的数据取出，存入到out管脚所填写的地址中。图3为根据电子称的物料量、进料水分、出料水分及蒸汽含水率所得出的加水量，将其结果存放在MD314中暂时存储。图4为调用FB1013经过99秒后将加水量取出存入MD318，即当物料进入筒内后执行机构进行操作，这就保证了加水时间的准确性。

3 结束语

    在Step7编程软件中可以根据工艺要求编制不同的功能块，并且可以被多个对象调用，从而简化整个工艺段程序的编制。本文所介绍的功能块FB1013就是为了解决数据缓存的问题而编制的功能块，它简单易懂，而且可以被多次调用，在实际的应用过程中起到了非常有效的作用。
                      

                     图2   时基为1s的模拟量延时程序块

                 

                           图3   加水量的计算
                

                        图4   存储加水量的取出


3 结束语

    在Step7编程软件中可以根据工艺要求编制不同的功能块，并且可以被多个对象调用，从而简化整个工艺段程序的编制。本文所介绍的功能块FB1013就是为了解决数据缓存的问题而编制的功能块，它简单易懂，而且可以被多次调用，在实际的应用过程中起到了非常有效的作用。

    其他作者：吴兆敏（1971-），工程师，现主要从事自动化控制技术研究。



                                           转自《自动化博览》