「PLC进阶」如何通过编写SCL语言程序实现物料分拣？

01、前言

SCL作为IEC61131-3编程语言的一种，由于其高级语言的特性，特别适合复杂运算、复杂数学函数应用的场合。本文以FactoryIO软件中的物料分拣案例作为硬件基础，介绍如何通过SCL来实现编程。

图1-1物料分拣设备场景

图1-2设备IO信号分配

02、功能描述

该设备有四条输送线，分别是进料输送线1、出料输送线1、进料输送线2、出料输送线2，在进料输送线末端各有一个视觉传感器，用于识别产品的型号，在出料输送线的首端分别有两个气缸，用于产品的分拣。

其动作流程如图所示：

图1-3设备动作流程图

03、项目案例功能实现

该项目按照新建FacotyIO任务场景，导出变量表，新建博图项目、导入变量，新建SCL功能块，编写SCL程序，设备仿真调试几个步骤进行。

1.新建Factory IO任务场景；

图1-4新建物料分拣场景

本案例中使用的FactoryIO场景是V2.5.0版本，使用的是其自带的分拣工作站场景。

2.选择驱动器类型为西门子S7-PLCSIM并导出变量表；

图1-5导出场景变量表

图1-6导出标签（变量表）

3.新建博图项目，并导入变量表；

图1-7导入变量表

注意：新建的项目使用FactoryIO提供的工程模板。

4.新建SCL功能块；

图1-8新建SCL功能并在OB1中调用

5.编写SCL程序

图1-9设备模式程序

图1-10自动控制程序

图1-11 设备停止及信号输出

图1-11关联PLC变量

6.设备仿真调试，先将PLC进行仿真，Factory IO再连接仿真器调试。

图1-12启动博图PLCSIM仿真

图1-13Factory IO连接PLCSIM

注意：连接成功后，在状态栏中会有一个绿色对勾的标识，之后可以在场景视图中进行仿真调试了。

PART 04、总结

此案例是基于FactoryIO仿真硬件，使用SCL语言编写的控制程序。通过此案例，可以让初学者掌握SCL的基本操作、编程思路和编程方法。

由于篇幅有限，无法事无巨细讲解完毕，更多关于本案例的操作步骤、编程方法、软件资料，请观看技成培训网2022年10月14日的S7-1200进阶直播课堂。

技成培训网原创，作者：刘郴；未经授权禁止转载，违者必究！

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分拣设备的编程思路的具体操作方法（内含程序）

哈喽，大家晚上好呀！

上次给大家分享了我们的学员陆冯在智控教育阶段性的学习的分享，广受好好评~今天我们继续带来他的技术分享第二篇。大家一起来学习吧！

常州智控教育成长营——阶段学习分享2

【技术分享】 作者：陆冯

主要内容：

注意：本文是只针对（智控教育新北校区的分拣设备）的技术总结，不针对其它设备。

1.分拣设备的硬件认知

2.分拣设备的编程思路和具体操作方法

3.机构简化、暂停、预停、信号锁存、产品计数、预设产量—等等一招鲜战术的原理

各位同学大家好！

很荣幸用word文档形式来进行技术分享，这也次我首次进行word版本的项目工程讲解，如有错误之处，请各位指正！

（设备总体视图）

首先我们明确一点，我们要做的，是让这个设备安全、正确、高效地运作起来。这是我们的唯一目的！那么为了这个目的去进行PLC编程调试。一个好的电气工程师编写出来的程序，应当具有：安全性、正确性、高效性、移植性和扩展性。

PLC程序其实就是人的意志的延伸，你的思维和意识基本决定了这台设备是个傻瓜，还是聪慧过人，当然，这个世界上不可能有完美的程序.......

1.分拣设备的硬件认知

硬件包括所有机械部分、电气部分，工作原理和工作现象，是你必须要搞清楚的。

（电磁阀视图）

本设备重点要说的，是上图这7个电磁阀，其中有一个备用；那么剩下的6个，其中有4个（蓝色的）是具有弹簧复位功能的单电控电磁阀：

说白了，给电就是气缸伸出，不给电就是气缸缩回，没电弹簧就推回去了，这个很好理解；

但是，有2个（红色的）电磁阀，是没有弹簧复位的双电控电磁阀：

PLC I/O表中 也是使用了 4个输出，才控制住了这 2个电磁阀。

说白了，左边给电一次，就跑左边不回家了，右边给电一次就跑右边不回家了，左右两家哪家给电，往哪家跑。有趣的解释：【它是一个“热爱电的家伙”，且“极度轻浮”，比如：左边电磁线圈只要给一次电，就可以把它骗回来，并且不需要一直给电；但是，如果此时右边来给了电，而此时，恰巧左边又没在给电，那么它就会跑到右边..】

重点：我们的“摆动气缸”和“移动气缸”，就是两个没有弹簧复位的双电控电磁阀！

我们在实际操作中出现了很多不一样的初始状态，摆动气缸和移动气缸分别具有两种位置，从而可以得出，我们所有同学，只可能出现4种初始位置状态（都是正确的）：

1.移动气缸取料位（左边）+摆动气缸取料位（左边）；

2.移动气缸取料位（左边）+摆动气缸放料位（右边）；

3.移动气缸放料位（右边）+摆动气缸取料位（左边）；

4.移动气缸放料位（右边）+摆动气缸放料位（右边）；

当然，我们的单电控带弹簧复位电磁阀的初始位置也很重要，一般我们认为断电状态下，它所处于的位置为“初始位置”。

那么搞清楚了以上电磁阀的硬件认知，很多人就应当知道自己错在了哪里，被这个搞昏头的不少吧？我当年也被搞过，搞不清楚或者是无法正确控制它的初始位置，所谓的后面的自动运行程序，就是没有一楼的二楼！

除了上面的这个难点，你还要搞清楚，各个传感器分别检测的是哪个执行机构的哪个位置，我们这个项目里其实就是：6个气缸的各自的2个端部磁性开关。

装在任何一个气缸上的2个传感器，必然只可能有1个得电——因为气缸，只存在两个工作位置中的一个，它不可能既在左限位，又在右限位。

那么，到这里，这台分拣设备编程之前所要了解的，已经基本说完了。

2.分拣设备的编程思路和具体操作方法

解决了上面的硬件认知问题，我们在程序编写过程中就胸有成竹了！

下面介绍第一种 编程方式：

启动后自动运行--单流程循环程序--能够启动、停止、复位，三位互锁。

首先，建议大家如果没有多少编程经验，请不要贸然使用FB\FC的形参和实参调用。其实在主程序里面，哪怕3000行程序，只要你实现了功能，就是王道。

我那天下午刚接完线，用时不到10分钟，就完成了：“启动按钮按下一次，搬运并且分拣一个工件”的单周期不循环流程。其实用的就是主程序+PLC I/O变量表，没有任何FC、FB、DB，不需要嵌套、调用、形式参数的间接寻址，可以有效避开很多不必要的，因为对软件不熟悉而产生的错误。

（流程图）

这张流程图，基本阐述了这个设备最基本功能的流程框架 。

注意：以上流程图中的任何一个方框都在步态存储器中有自己独立的数字（就是状态），至少是单独的一步，甚至是多步。提醒各位不要在一个步里面想干太多的事情，简单点，一步就干一件事情，然后检测一下干完没有，如果ok就去下一步，多写几步而已，可以避免好多信号不保持，而带来的离奇错误。

提示：

IF (“First scan”=1) THEN

{

“步态存储器”:=1;

}

END_IF;

IF (“步态存储器”=1) THEN

{

“复位程序”:=1;

IF (“复位完成”=1)THEN

{

“步态存储器”:=2;

}

END_IF;

}

END_IF;

所有运行程序必须被关在，步态存储器的笼子里！！！想换笼子，只能是主令电器/上位机的指令。

流程解析：

上电之后，1200 PLC会在第一个扫描周期内置位Firstscan系统标志位，我们用它来进行系统复位。

复位程序：

关闭所有单电控电磁阀的输出，并且将双电控电磁阀设置在一边有电、一边没电的状态，将设备初始位置设为自己想要的那个位置。

如果已经执行复位程序成功，那么这台设备，6个气缸，都应当拥有的自己的传感器信号输出了，比如升降气缸应当是上升到位，而双电控电磁阀控制的气缸上面，是哪个传感器得电，就得看你选的设备初始位置是什么了。

然后，我们如果满足（所有传感器常开触点串联）这个条件，那么我们将进入复位完成状态，等待启动按钮的启动。

而接下来的自动程序，无非是，顺序控制。你用SET\RST成对配合也好，还是MOVE+比较指令也好，都是一样的。

步态条件满足——去执行什么——执行好了——去下一步。

很容易就能实现程序的单流程循环自动运行。

当然，停止按钮和复位按钮，是怎么分配权限的？我们一般这么干：

1.停止按钮高于一切，任何情况下按下停止，都将进入停止状态；

2.启动按钮按下时，必须在设备复位完成状态，在设备初始位置时，才有效；

3.复位按钮按下时，设备必须处于停止状态，才有效，才会去执行复位程序；

（就算用三个开关量表示设备状态，这事也很简单）

三位互锁——设备3个状态只能存在于1种状态中，遵循以上原则。

上面所描述的这种，单流程循环+三位互锁的运行方式，不涉及大量的标志位调用，不需要什么多深的编程思想和工程经验，甚至不考虑设备运行节拍，完全是巷子里面扛木头，直来直去。

但是这是基础，是每个人必须去走的一关，没有一步登天，没有功德圆满。

启动-保持-停止，6个“字”已经讲完了PLC。可是——何时启动？何时保持？何时停止？如何启动？如何保持？如何停止？这6个“问”，你能回答为：“启动-保持-停止”这6个字吗？？？

当遇到，某位操作员按着启动按钮不放、手动模式下按启动、设备启动中按复位、复位中按停止或者启动、手动模式下已经改了很多机构的初始位置----再切换为自动，等等等等，你的程序能经受住考验吗？

唯有把程序关进“设备状态的笼子”里面，才有回答上面这些问题的“可能性”！

下面介绍第二种 编程方式：

（流程图）

看到这里，突然发现，多了“选择结构”和“并行结构”。我水平有限，也说不清楚。但是还是尝试着解释一下吧！解释如下：

手/自动切换会自动进入设备复位程序，引起设备自动复位（当然你可以设置为进入停止状态，等人工按下复位按钮，进行复位）；这样就确保了手/自动切换，无论哪种进入哪种模式，最开始的那一刻，设备均处于“初始位置状态”，不会因为手动模式下的操作被保留，带回到自动模式下。

也就是保证了，设备会因为“模式切换”，而进行自我归零，不产生累计误差。

至于并行架构，我是这么理解的：

供料部分说：我只负责供料，只要放料位没料了，我就去取料；并且我会告诉分拣部分，我这次抓的是什么料（SET料识别标志位）；而且要是我发现没料了，我就不干了，然后大声说：“没料了，人类来给我加料！”（SET缺料标志位，而人加完料，按下启动按钮后，会RST缺料标志位）；

运料部分说：我只负责运料，只要供料部分把料送到了（料送到的信息是靠电容传感器），我就去抓取，然后送给分拣部分，但是！我在把料给分拣部分时，我得问他一下，他准备好了没有？如果没有，可不能给他（这里是指检查分拣部分准备完成标志位）；

分拣部分说：我只根据供料部分SET的料识别标志位，决定我咋干，如果是金属的，我就把它放在左边，如果不是，就把它放在右边；对了，我还要给运料部分那个兄弟说一声：我已经准备好了（SET分拣部分准备完成标志位）；

这很像美国的总统制度，三只狗互相制约。

好了，我想我已经说的很形象了.........

我给我女朋友讲故事，都没这么形象。

3.机构简化、暂停、预停、信号锁存、产品计数、预设产量—等等一招鲜战术的原理

首先给各位普及相关思想，这些玩意儿都是建立在之前的基础上，这些功能，说实话只是“一片叶子”，没有合适的程序架构和遵守相关原则，是做不出来的。我们的树干，必须又粗又壮，这“叶子”才会多，这些吸引人眼球的的“一招鲜”，才能被展现出来。

一个个讲过去吧！

A.机构简化：

双电控电磁阀和单电控电磁阀，在程序中如果比较的话，为了不出错，基本上，双控会比单控多一行程序，因为双电控电磁阀要用两个输出，那么这个时候想办法啊！怎么把它变成和单电控电磁阀一样，一行搞定，还不出错？？？

FC块不带参调用 就是答案。

把SET/RST配合起来，变成一个块调用，方便、快速、还正确。

B.暂停：

暂停功能，其实就是记住当前设备状态，按下停止之后设备不再动，保持当前位置，再次按下启动，继续去执行未完成的任务。

很简单，做到本文第2点讲的，并且程序中每一个动作都与传感器条件相关联；禁止使用普通线圈，必须只使用SET/RST指令进行顺序控制编程；禁止使用定时器（信号滤波除外）；必须使用IO映射，并且分为监视机构和执行机构两种，在暂停按钮按下，暂停标志位启动时，执行机构的IO映射:=NOT(“暂停标志位”)就行了。启动按钮复位暂停标志位就OK了。

C.预停：

停止按钮按下时，置位预停标志位，在自动流程，最后一步时，设置选择结构，是回第一步，还是停止（根据预停标志位决定），如果停止，顺便把预停标志位自己也RST掉，以便于下次使用。

D.信号锁存、产品计数、预设产量

其实，在我们这套设备里面，供料机构分辨的“料识别标志位”，就是信号锁存，因为我检测的时候，我的分拣机构就能迅速完成料的分拣吗？不是，而是等待运料部分把料给搬运过来，典型的“秋后算账程序”，我记住你是“金属的”，还是“塑料的”，然后过了一段时间，才依靠信号锁存下来的“证据”，决定把你放到哪个仓库。

产品计数就不用说了，上面这说的内容后面加个计数器，或者ADD，或者INC指令，操作一个DINT类型的数字就行，这叫“记账本”，但是记住，为了准确，通常用上升沿来做这些加法指令/加法计数器的EN（使能）条件。

预设产量，说白了就是触摸屏设定了一个值，然后把这个值和产品计数的数值比较，当设置的数量到了之后，程序最后一步做一个选择结构，如果数量到了——进入停止程序。

当然除了这些，还有缺料报警、放料完成后按启动继续运行什么的，基本都是这个套路，本人不在赘述。

感谢各位观看，谢谢各位！

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