PCS7V71SP1中APL库电机功能块MotL使用入门.docx

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1、PCS 7 V7.1 SP1 中 APL 库电机功能块MotL 使用入门1 APL 库介绍PCS 7 V7.1 SP1为西门子最新一代 DCS 控制平台，为满足不同行业、不同用户 的控制要求，其提供了丰富的控制功能库。 功能库有 PCS 7 AP Library V71、PCS 7 BasisLibrary V71 和 PCS 7 Library V71 。PCS 7 AP Library（本 文将缩写为 APL）为高级过程库（非先进过程控制）， 为 V7.1 以上版本所提供的全新功能库，其在原 有基本控制算法的基础上，增加了许多新的特性，例如，功能块特性参数（ Feature）定制，远程 /

2、就地模式控制，面板关联，互锁控制，辅助值显示等，可以满足不同行业、 不同习惯用户的各种不同应用需求。 而且高级过程控制库带有全新 V7.1 显示风格的图标和面板， 显示界面更加 丰富，操作方式更加贴近人体工程学的要求。图 1 库 图关 于 APL 库的更多信息请参考开始菜单SIMATICDocumentationEnglish 下的 “ PCS7 Manual for advancedprocess library V7.1 ”文档和相关在线帮助。其中为满足不同用户、不同行业的控制习惯 要求， APL 库加入的特性参数（ Feature）定制功能，请参考上述手册中的 1.5 章节。此 文主要将

3、主要介绍APL 中的 MotL 电机块的使用。附加信息： PCS 7 V7.1 SP1同时提供的另外两个功能库中， PCS 7 BasisLibrary 为基本库，提供 PCS 7所需的所有诊断功能块，如 CPU_RT，SUBNET ，OB_BEGIN等系统块。由系统在编译过程中自动调 用，不能在用户程序中人为调用。 PCS 7 Library 则相当于以前版本的 PCS 7 Standard Lib库，包括了原有功能库中除 BasisLibrary 块之外的其他所有功能块，为兼容原有 版本而保留。2 MotL 块基本特性介绍PCS 7 V7.1 SP1中，APL 库 MotL 功能块主要用于

4、控制单向启停电机， 可以实 现电机的手动控制、 自动控制、就地控制等； 控制命令可以为单点的高低电平启停也可以为双点的脉冲控制启停； 电机启动或运行过程中可以实行安全的连锁保护控 制等。其中 MotL 块的 4 种操作模式：就地模式、自动模式、手 动模式、停止服务模式介绍如下。就 地模式：此操作模式下， 电机可通过位于“就 地 ”的 控制箱进行就地启停控制。自 动模式：此操作模式下，电机由程序功能块的输出来自动控制。手 动模式：此操作模式下，电机由操作员通过上位机面板手动控制。停 止运行： “停 止运行 ”操 作模式适用于所有带操作模式切换的功能块。该操作模式适用于维护和维修阶段（例如，更换设

5、备）。进入此模式后，功能块将被禁用，上位机面板、 程序自动控制命令等都不能控制电机。此外现场的故障信号也不会生成任何报警消息。在此操作模式下，电机和阀的所有输出均设置到安全位置。（电机的安全位置始终是电机停止）以 下是 4 种模式之间的切换关系， 从图中看出除 停止运行模式外， 其他各种模式之间可以进行相互的切换。 “停止运行 “模式只能从 “手动 ”模式下向其进行过渡。图 2 操 作模式的切换下文将通过具体的章节详细介绍上述各功能的应用。3 MotL 块的基本使用3.1 MotL 块调用及基本管脚介绍MotL 功能块编号为 FB1850，通过 CFC 进行调用，安装在循环中断OB 中（ OB

6、30OB38）中。如图，在 PCS 7 AP Library V71/Drivers 里找到 MotL 然后拖入相应 CFC 中即可。图 3 调 用 MotL功 能块基本管脚如下图，更详细的内容可以参见在线帮助。其中 FbkRun 管脚连接的是现场电机启动反馈信号， Start 连接的是单点高低电平型电机启动输出信号，该两管脚为最基本的信号输入和输出管脚。图 4MotL 电 机块管脚3.2 如何通过操作员面板启 /停电机在 CFC 中 调用该功能块后，对相应的基本管脚进行连接即可完成电机的基本控制功能。MotL 中 与基本控制功能相关的管脚有：管脚功能信号类型FbkRun电机启动反馈信号输入S

7、tart单点高低电平型电机启停输出控制信号输出表 1 操 作员界面启 / 停 电机相关的管脚注：如果希望使用双点脉冲输出型控制信号，请参考下述5.1 章节的内容。图 5 操 作员面板启 /停 电机的 CFC 连 接OS 在 线后点击电机图标，打开如图 6 的 电机操作面板。点击 “停 止 ”右 边的按钮可以弹出命令条，然后可以启动 /停 止电机。图 6 操 作员界面手动操作启停点击3.3 如何通过就地模式启 /停电机当 需要通过就地操作箱相应的就地按钮来启停电机时，就需要用到 MotL 功 能块的就地模式控制。 MotL 功 能块中与就地控制相关的管脚有：管脚功能默认值信号类型FbkRun电机

8、启动反馈信号0输入LocalLi切换就地模式信号0输入StartLocal就地启动信号0输入StopLocal就地停止信号0输入LocalSetting就地模式控制策略参数0输入Start电机启动输出信号0输出LocalAct就地模式激活信号0输出表 2 就 地启 /停 电机相关的管脚上 述管脚中最重要的一个管脚为Localsetting ， 通过设置参数 LocalSetting 为 0，1，2，3，4 不 同的数值，可以对电机进行不同的就地控制策略。LocalSetting = 0关闭就地模式。LocalSetting = 1通过就地模式切换信号（连接至LocalLi 输入管脚）实现就地模

9、式的切换。就地模式下的启停命令（连接至StartLocal 和 StopLocal 管脚）通过 MotL 块的控制命令（Start 管脚）输出到现场MCC 柜完成就地控制。LocalSetting = 2通过就地模式切换信号（连接至LocalLi 输入管脚）实现就地模式的切换。就地模式下的启停命令不需要连接至StartLocal 和 StopLocal 管脚，而是直接控制 MCC 柜完成就地控制。 MotL 功能块根据反馈信号 FbkRun 进行电机现场运行状态的跟踪。LocalSetting = 3现场不提供就地模式切换信号，而是通过上位机面板实现就地模式的切换。就地模式下的启停命令（连接至

10、StartLocal 和 StopLocal 管脚）通过 MotL 块的控制命令（Start 管脚）输出到现场MCC 柜完成就地控制。LocalSetting = 4现场不提供就地模式切换信号，而是通过上位机面板实现就地模式的切换。就地模式下的启停命令不需要连接至StartLocal 和 StopLocal 管脚，直接输出到 MCC 柜完成就地控制。 MotL 功能块根据反馈信号 FbkRun 进行电机现场运行状态的跟踪。LocalSettingLocal 模式由就地信号切换Local 模式由 DCS 切换（面板）控制信号经DCS 输出13控制信号就地输出24表 3LocalSetting 设

11、 置注： LocalSetting 管脚默认是不可见的。此外，模式切换时，只能从手动和自动操作模式切换到就地模式。3.3.1 就地模式 Localsetting=1就 地模 式 LocalSetting = 1 ，控 制信号（远 程 / 就 地模式切换信号 Remote，就 地启停信号 Off/On ）来 自现场，经 过通道块连接到 MotL 的 相应参数上。电机块经过通道块将启动信号传递到控制电机启停的控制室 （MCC ）。 电机的运行反馈通过连接参数 FbkRun 制室传送到电机块。在这种就地模式下， DCS 面 板不能操作，也不能切换到其他模式。从 控图 7 就 地模式 LocalSet

12、ting = 13.3.2就地模式 LocalSetting=2就 地模式 LocalSetting = 2 下， 就地开关直接和 MCC 相 连接直接启停电机。就地模式切换信号连接到 LocalLi 管 脚，此时 DCS 中 的 MotL 块 将基于 FbkRun 反 馈来校正并跟踪现场电机状态。 输入信号 StartLocal 和 StopLocal 的 控制在这种情况下不起作用。在这种就地模式下， DCS 面 板不能操作，也不能切换到其他模式。图 8 就 地模式 LocalSetting = 2注：可以借助输出参数LocalAct下才能从就地启停电机。的硬接线连接到控制室，以确保MCC中

13、只有在就地模式3.3.3 就地模式 LocalSetting=3就 地模式 LocalSetting = 3 下， 同 LocalSetting = 1 模 式的控制方式。 不同的是就地模式的切换通过面板上执行，现场无就地切换信号。图 9 就 地模式 LocalSetting = 33.3.4就地模式 LocalSetting=4就 地模式 LocalSetting = 4 下， 同 LocalSetting = 2 。 不同的是就地模式的切换通过面板上执行，现场无就地切换信号。图 10 就地模式 LocalSetting = 43.4 如何通过程序互连自动启 /停电机对 于电机的启停可以通过

14、程序来进行自动控制。MotL 功 能块中与程序控制相关的管脚有：管脚功能默认信号类型值FbkRun电机启动反馈信号0输入ModLiOp程序切换 /操作员面板切换电机的控制模式0输入ModLiOp=0 ：操作员通过面板切换控制模式ModLiOp=1 ：程序通过 AutModLi 切换控制模式AutModLi通过程序切换到自动模式，在ModLiOp=1 时有效0输入StartAut自动启动信号0输入StopAut自动停止信号0输入Start电机启动输出信号0输出表 4 程 序启 /停 电机相关的管脚实 现程序模式下的自动控制，有如下两种方式：1通过操作员面板的模式按钮将电机功能块切换至自动模式（M

15、odLiOp=0 ），程序中连接 StartAut 和 StopAut 实 现自动模式下的启停命令；2通 过程序连接ModLiOp 和 AutModLi ， 并分别设置ModLiOp=1 （程序控制模式的切换）和 AutModLi=1 （进入自动模式）后，即可通过StartAut 和 StopAut 实 现自动模式下的启停命令。此时，面板上的模式切换按钮和电机启停按钮为灰色不可操作。图 11 CFC 中 通过程序互连启/停 电机图 12 通 过程序互连启 /停 电机的面板附加信息： APL 允许设置功能块在自动模式下的启动命令形式为单点高低电平型启动命令（仅 StartAut 控制命令有效，高

16、电平为启动命令，低电平为停止命令）或双点脉冲型启动命令（ StartAut 为启动命令、 StopAut 为停止命令）， 该特性可以通过制。详细情况请参考APL 手册中 1.5 章节内容。Feature 管脚bit 4位定4 MotL 块的保护控制功能4.1MotL 块的连锁保护功能一 些复杂的电机控制回路需要使用到连锁保护控制的功能，MotL 功 能块提供了最多三种类型的连锁，对应的管脚分别为Intlock 、Protect 和 Permit ， 如图 13。图 13 连 锁功能4.1.1 启动使能（许可Permit ）电 机处于停止位置并准备启动时，如果启动条件允许（即输入 Permit

17、= 1 ）， 则允许启动电机；如果启动条件不允许（输入Permit = 0 ） 则不能启动电机，此时如图13 中 “停 止 ”右 边的按钮为灰色。该激活使能条件只针对电机处于停止位置时有效，即只在启动电机时进行连锁，如果电机已经启动起来，则不再校验该使能信号。（即电机启动后，即使条件不允许，电机也不会停止）。4.1.2 不带复位的互锁（互锁Intlock）Intlock = 0 ）， 电机将进入安全该 类互锁条件用于连锁停止电机。当互锁条件来时（输入位置（电机停止）。互锁条件消失后（输入Intlock = 1 ）， 如果电机处于自动或就地模式，而且启动信号存在（如StartAut=1 ），则电

18、机将再次启动。在手动模式下可再次操作面板启动电机。该互锁和上述的许可条件最大的区别是，该条件不仅仅针对电机停止状态有效，在电机运行情况下也同 样有效。4.1.3 带复位的互锁（保护 Protect）该 类互锁条件用于连锁停止电机。当互锁条件来时（输入Protect = 0 ）， 电机将进入安全位置（电机停止）。互 锁条件消失后（输入 Protect = 1）， 操作员需要通过点击面板中的复位按钮（仅在自动模式下）复位故障后，电机方可再次启动。图 14 就 地模式下禁用互锁功能注：上述的三种互锁信号有效情况下为1， 连锁时为0， 此外该功能通常会结合APL 库下 Interlock 功 能块一起

19、使用 （ Interlck 组 下的 Intlk02 、Intlk04 ，Intlk08 和 Intlk16 ）。 关于 Interlock 功 能块的使用，详见 APL 库 的在线帮助。此外，如果在就地模式和仿真模式下不希望使用该互锁功能，则可以通过输入参数BypProt=1 旁 路互锁功能。4.2 MotL 的脱扣保护功能及快速停止功能4.2.1 脱扣功能（ Trip ）Trip = 0 ）。 如果电机由于脱扣功能停止运行，则OS 上 会用 于电机过热保护停止电机（生成一条消息（过程控制消息），并在面板中使用“脱 扣 ”(Trip)文 本加以指示。如果电机此时处于自动模式下，则必须使用“复

20、 位”(Reset)按 钮（或通过可互连输入参数RstLi = 1 ）复位脱扣。手动模式下可不必复位。此外，同互锁功能，在就地模式和仿真状态下可通过参数 BypProt = 1 屏 蔽该功能。图 15 脱 扣功能图 16 脱 扣消息4.2.2 电机快速停止功能（ Rapid Stop）在 所有操作模式（手动、自动和就地模式）和操作状态（如强制状态）中，快速停止具有最高优先级。 该功能默认情况下为关闭状态，需要通过功能块的特性参数Feature 位 来设置（Feature 管 脚默认是隐藏的）。双击Feature 位 将 Bit14 设 置为 1（如图 17） 则使能快速停止功能（画面可操作，如

21、图18），使用 RapidStp =1 输 入参数发出进入快速停止状态的命令，也可以通过单击面板中的“快 速停止 ”(RapidStop) 按 钮来停止电机。快速停止后的电机如果需要重新启动，则必须手动通过复位按钮复位后方可再次启动。图 17 电 机快速停止功能CFC 中 设置图 18 电 机快速停止功能画面中操作图 19 电 机快速停止复位注： 在就地模式Localsetting=2 和 Localsetting=4 中， 如果也希望实现面板的快速停止功能，则需要将输出参数R_StpAct = 1 （快速停止激活）连接到实际的I/O 中，以便通过硬件实现快速停止功能。5 MotL 块的扩展功

22、能5.1 控制脉冲输出电机MotL 功 能块提供两种类型的输出控制命令：单点高低电平型控制命令（Start） 和双点脉冲型控制命令（ P_Start 和 P_Stop）。 实际使用过程中根据具体应用情况选择不同的输出命令。脉冲输出控制时，脉冲的宽度可以通过PulseWidth 来 设置，如图20 所 示。图 20 脉 冲输出注：其中 P_Stop输 出脉冲为反脉冲，即停止命令输出时，P_Stop将 输出低电平脉冲信号（ P_Stop=0 ），无信号输出时P_Stop保 持高电平信号（P_Stop=1 ）。5.2 电机块的仿真操作仿 真功能为APL 功 能块提供的标准功能，用于系统调试时在反馈信

23、号等现场条件不具备的情况下正常输出控制命令。 如 图 6， 可以在面板上点击参数按钮，切换到如图21 画 面，然后打开仿真功能，即可进行仿真操作。图 21 打 开仿真注：打开仿真功能需要当前登录的用户具有1100 号 权限（Highest process controlling）5.3 MotL 块的辅助值及附加模拟量显示功能5.3.1 附加辅助值显示附 加辅助值显示功能用于在电机面板的标准视图中额外显示最多两个辅助变量，例 如，可以指示电机电流或线圈温度等。为此，需要将要显示的变量与输入参数UserAna1 或 UserAna2互 连。在 CFC 中 的块的对象属性（I/O 标 识符）中，可

24、指定要在面板的标准视图中为这些参数显示的文本（标识符列），如图22。 只有连接该变量后，面板才会额外显示两个附加辅助值，否则为隐藏状态。 显 示辅助变量的单位可以通过管脚UA1unit 和 UA2unit 来 指定，如图24， 具体代码与变量的对应关系请参见在线帮助文档。图 22 附 加辅助值名称图 23 面 板中显示附加辅助值图 24 单 位代码修改注：辅助变量管脚UserAna1 和 UserAna2 默 认为隐藏状态，使用时需要将其显示出来。此外该功能仅仅提供两个辅助变量的面板显示功能，不支持报警功能。5.3.2 附加模拟值的限值监视如 果除对附加变量进行显示外， 还需提供限幅报警的功能

25、， 则需要借助额外的 AV 功 能块来实现。 如图 25， 从 APL 库 的 Monitor 组 中加入 AV 功 能块， AV 功 能块的 AV 输 入连接所需监视的变量， AV 块 的 AV_Tech 输 出管脚和电机块的 AV 连 接， AV 块 的AV_Out 连 接到电机块的 UserAna1 。 则此时 MotL 功 能块的面板上会出现如图26 的 按钮，点击后弹出限值界面，即可对AV 变 量进行限幅设置。图 25 CFC 中 连接 AV图 26 AV 面 板注： AV 变 量的报警文本信息需要通过AV 功 能块来组态。5.4MotL 块的几个时间参数为 了更好的对电机进行实时的

26、监控和保护，MotL 块 增加了如下几个时间参数。MonTiStatic=3用 于设置电机启动后的静态监控时间，例如，电机运行中如果丢失了运行信号超过3 秒， 则报警并输出停止命令。（该时间必须小于等于动态监控时间）MonTiDynamic=10 用 于设置电机启动时的动态监控时间，例如，点击电机运行后如果 10 秒 内没有运行反馈，则报警并输出停止命令。IdleTime=5 用 于设置电机闲置等待时间，例如，电机如果出现需要重新启动或者是正反转切换时，在上一启动命令输出后，需要等待5 秒 后才能再次操作。WarnTiMan=3用 于设置电机手动模式下启动前的警告时间，例如，电机点击启动按钮后需要等待3 秒 才输出启动信号。WarnTiAut=3用 于设置电机自动模式下启动前的警告时间，例如，电机启动命令来后需要等待3 秒 才输出启动信号。图 27 几 个时间参数的含义图 28 面 板上的时间参数