图形化顺序控制编程语言
S7-1500 GRAPH

GRAPH 是创建顺序控制系统的图形编程语言。使用顺控程序，可以更为快速便捷和直观地对顺序进行编程。在制造和加工技术领域的多种应用都具有顺序的结构，同时存在必须以顺序处理步骤执行的过程。在这些领域内使用GRAPH编程语言能够使得解决方案变得非常简便。

本文将提供10个S7-1500 GRAPH使用的小贴士！为大家学习S7-1500 GRAPH助力加油！

1. 是否需要单独的GRAPH安装软件包

从STEP 7 Professional V12 SP1开始，S7-1500开始支持GRAPH编程语言。TIA Portal STEP 7 Professional本身已经集成GRAPH语言包，S7-1500在使用GRAPH语言编程时，无需单独安装GRAPH软件包。

2. S7-1500 GRAPH编程可用的块及支持的调用方式

S7-1500 GRAPH编程语言，只有在添加FB块时才可以选择，如图1所示。

图1.添加GRAPH FB

GRAPH FB在被其他FB块调用的时候，支持单个实例或者参数实例；不可以选择多重背景调用，如图2所示。

图2.调用GRAPH FB

3. GRAPH FB块接口参数定义和存储空间占用？

GRAPH FB实际上是一个带参数的FB块，FB块的接口参数数量是可以进行设置的。设置接口参数的方法有两种：

· 全局设置：适用于所有GRAPH FB块。在TIA Portal 菜单栏>选项>设置>PLC编程>GRAPH>接口下设置，如图3所示。        

· 本地设置：适用于某一个GRAPH FB块。打开某个GRAPH FB块，在TIA Portal菜单栏>编辑>接口参数>下一级菜单中设置，如图4所示。

本地设置接口参数的权限高于全局设置。

图3.接口参数全局设置

图4.接口参数本地设置

GRAPH FB被调用后，程序块上会出现形参。接口参数设置的类型不同，FB上形参数量也是不同的。接口参数设置可以在三种类型中选择：

· 最小接口参数集：输入仅包含INIT_SQ，无输出；

· 标准接口参数集：设置操作模式并包含确认报警；

· 最大接口参数集：还可进行其他操作及诊断。

设置不同接口参数时，调用GRAPH FB块如图5所示。

图5.调用 GRAPH FB块（左：最小接口；中：标准接口；右：最大接口）

在GRAPH FB中编写简单程序。同一程序块，在设置不同接口参数时，占用的存储区大小也是不同的，如图6所示。

图6. GRAPH FB占用存储区

无论设置何种接口参数，都可以手动对GRAPH FB接口参数进行添加或删除的操作。例如：在最小块接口时，手动在GRAPH FB块接口中添加输入参数：ACK_EF、S_SEL及S_SELOK，如下图7所示。

图7.手动增加GRAPH FB块接口

4. GRAPH FB背景数据块中的MOP？

S7-1500无法对GRAPH FB内部接口参数执行写访问，但可以对GRAPH FB背景数据块>静态变量>RT_DATA>MOP结构中变量进行访问，支持写操作的变量已用红色方框标注，如图8所示。

使用MOP结构中支持写操作的变量，可对GRAPH FB进行初始化、禁用、操作模式切换及暂停等功能，和直接在GRAPH FB接口参数上修改的效果一致。

图8.MOP结构

5. GRAPH FB背景数据块的保持性如何设置？

GRAPH FB背景数据块的保持性无法在FB块接口中直接修改设置，需要打开FB块，然后在TIA Portal菜单栏>编辑>>激活“保持性内部存储器”，如图9所示。

图9.设置GRAPH FB 背景数据块保持性

断电重新上电后，如需顺控器保持在断电前执行的步，可以对GRAPH FB设置保持性。

6. GRAPH FB操作模式是什么？

GRAPH FB操作模式定义了顺控器中步与步的切换方式，一共有四种操作模式：

· 自动（AUTO）：完全依靠转换条件切换步；

· 半自动-忽略转换条件（TOP）：转换条件满足时，或者通过T_PUSH/调试面板，转至下一步；

· 半自动-转换条件切换（TAP）：转换条件满足时，且通过T_PUSH/调试面板，转至下一步；

· 手动（ MAN）：与转换条件完全无关；通过S_ON(S_OFF)/调试面板，启用/禁用指定的步。

不同的操作模式可以满足顺序控制中多样性的需求，使控制更加灵活。

7. GRAPH FB如何切换操作模式？

操作模式之间的切换方法有两种：

· 调试面板操作：一般调试或检修时可以使用，操作简单。

·  指令参数变量切换：一般投入运行时使用，需要读写程序。

下面具体查看操作模式的切换。

7.1 自动（AUTO）

· 自动模式为默认模式

· 方法1：调试面板，选择自动模式，如图10（左）所示。

· 方法2：指令参数，SW_AUTO上升沿切换模式，如图10（右）所示。

图10. 自动

7.2 半自动-忽略转换条件（TOP）

· 方法1：调试面板

选择半自动，如果转换条件满足，则自动转至下一步执行，如果转换条件不满足，则点击忽略转换条件按钮，转至下一步执行，如图11（左）所示。

· 方法2：指令参数

使用S_TOP上升沿切换模式，如果转换条件满足，则自动转至下一步执行，如果转换条件不满足，则T_PUSH上升沿转至下一步执行，如图11（右）所示。

图11.半自动-忽略转换条件

7.3 半自动-转换条件切换（TAP）

· 方法1：调试面板

选择手动，当前步中的转换条件满足后，点击下一步按钮，切换至下一步执行，如图12(左)所示。

· 方法2：指令参数

使用S_TAP上升沿切换模式，当前步满足转换条件后，则T_PUSH上升沿转至下一步执行，如图12(右)所示。

图12.半自动-转换条件

7.4 手动（MAN）

· 方法1：调试面板

选择手动模式，手动选择步中输入待启用/禁用的步编号，点击启用/禁用按钮，相应步执行/取消，如图13（左）所示。

· 方法2：指令参数

最大接口：SW_MAN上升沿切换模式，DISP_SALL上升沿显示所有步，S_SEL输入步编号，S_SELOK确认，S_ON上升沿启用/S_OFF上升沿禁用相关步，如图13（右）所示。

标准接口：SW_MAN上升沿切换模式，S_SEL输入步编号，S_ON上升沿启用/S_OFF上升沿禁用相关步。

图13.手动

8. 半自动TAP和TOP区别？

下面通过顺控器的执行情况说明半自动-忽略转换条件（TOP）和半自动-带有转换条件（TAP）的区别，如图14和图15所示。

图14.TOP模式

图15.TAP模式

9. GRAPH FB 互锁条件和监控条件如何使用？

顺控器中的每一步中都有互锁条件Interlock-(C)和监控条件Supervision-(V)。仅在步激活时，该步中的互锁条件和监控条件有效。互锁条件和监控条件中可以编写程序，也可以保持默认状态。默认状态是满足互锁条件，不满足监控条件（无故障）。当在互锁条件或者监控条件中编程时，可参考表1中所列项目。

表1

下面将举例说明互锁条件对动作的影响：

在互锁条件中添加变量“graph_data“.interlock，在动作中分别用互锁（C）,事件L0，事件L1赋值不同变量，如图16所示。

图16.Interlock中编程

使用TRACE抓取各个变量状态，如图17所示。

· “graph_data“.interlock上升沿，

L0事件到来，“graph_data“.c_event_come产生一个沿；

· “graph_data“.interlock下降沿，

L1事件到来，“graph_data“.c_event_go产生一个沿；

· “graph_data“.interlock高电平，

互锁（C），“graph_data“.c_action高电平。

图17.TRACE抓取变量状态

10. 如何暂停GRAPH FB

Graph 程序在运行过程中，某些情况下需要将Sequence 暂停去解决问题，当问题解决后，需要接着当前的步继续执行Graph 程序。GRAPH FB有三个参数可以用于暂停顺控器：

1．顺控器暂停步：可通过HALT_SQ（最大接口参数）或HALT（静态变量MOP结构参数），停止/重新激活顺控程序。

暂停步方法及过程，如图18所示：

· HALT_SQ/HALT第一次上升沿，顺控器步暂停，状态位SQ_HALTED置位；

· 在顺控器步暂停期间，即使当前步的转换条件满足，步也不会切换；

· HALT_SQ/HALT第二次上升沿，顺控器步暂停解除，状态位SQ_HALTED复位；

· 顺控器步暂停解除后，满足转换条件时，步会自动切换。

图18.暂停步

2．暂停步激活时间：可通过HALT_TM（最大接口参数）或TMS_HALT（静态变量MOP结构参数），停止/重新激活所有步的激活时间和顺控程序中与时间相关的操作。

暂停步激活时间方法及过程，如图19所示。

· HALT_SQ/HALT暂停步，对步激活时间T和非中断步激活时间U无影响；

· HALT_TM/TMS_HALT第一次上升沿，进入步激活时间暂停状态，状态位TM_HALTED置位。步激活时间T和非中断步激活时间U停止计时；

· HALT_TM/TMS_HALT第二次上升沿，退出步激活时间暂停状态，状态位TM_HALTED复位。步激活时间T和非中断步激活时间U恢复计时。

图19.暂停步激活时间

注意：在步激活时间暂停期间，只要顺控器步没有暂停，当转换条件满足时，步可以正常切换。但是切换到新步中，新步的激活时间依然是暂停的，如图20所示。

图20.步激活时间暂停时步切换

3．暂停动作：可通过ZERO_OP（最大接口参数）或OPS_ZERO（静态变量MOP结构参数），将活动步中带有标识符N、D、L所有操作数暂停/恢复。

例如：在顺控器中的S3步中添加动作，如图21所示。

N：S3激活，“graph_data”.SetBit赋值为1；S3取消激活，复位。

D：S3激活，延时2S“graph_data”.D置位；S3取消激活，复位。

L：S3激活，“graph_data”.L置位；10S后“graph_data”.L复位；S3取消激活，复位。

图21.添加动作

顺控器暂停动作方法及处理过程，如图22所示。

· ZERO_OP/OPS_ZERO第一次上升沿，进入动作暂停状态，状态位OP_ZEROED置位；动作中N、D和L复位，即“graph_data”.SetBit，“graph_data”.D和“graph_data”.L都复位；

· ZERO_OP/OPS_ZERO第二次上升沿，退出动作暂停状态，状态位OP_ZEROED复位；动作中N、D和L恢复，即“graph_data”.SetBit，“graph_data”.D和“graph_data”.L继续执行动作状态；

· 动作D和L在暂停动作期间，时间在后台累计，不会清零。