1.1沿指令概述

沿指令即在程序中用于檢測信號的上升沿或下降沿的指令。

在SIMATIC S7-1500和S7-1200 PLC中，選擇編程語言為SCL時，可以看到TIA Portal軟件自帶兩個指令分別用于檢測信號的上升沿和下降沿，如圖1所示：

圖1

在程序中調用R_TRIG或F_TRIG時，系統會自動生成1個背景DB塊，用于存放檢測信號的邊沿存儲位，當程序中有較多信號需要檢測上升沿或下降沿時，就會產生多個背景DB塊，這樣一來，過多的背景DB塊不僅僅不便于管理，且會過多占用CPU寶貴的存儲區。

以SIMATIC S7-1200 PLC為例，存儲區分為工作存儲區，裝載存儲區，保持性存儲區，其中工作存儲區和保持性存儲區不可擴展，不同的CPU具有不同大小的存儲區，如圖2所示：

圖2

假設選定S7-1211C進行編程，如果在程序中應用了很多R_TRIG或F_TRIG指令，則實際程序需要的工作存儲區有可能超過50kB，此時需要更換工作存儲區更大的PLC來加以解決，所以適當優化程序，占用較少的工作存儲區，十分必要。

本文以S7-1200為例，皆在闡釋如何使用SCL語言開發沿指令以減少工作存儲區使用。

1.2開發檢測上升沿指令

為了不產生背景DB塊，我們在FC中使用SCL語言進行開發，并引入第三方變量作為檢測信號的邊沿存儲位。

新建FC

新建FC并選擇編程語言為SCL，FC塊命名為：RisingEdgeDetection，如圖3所示：

圖3

定義接口

根據編程需要定義接口變量，并寫明注釋，修改Return變量的數據類型為Bool，用于輸出上升沿信號，持續一個周期，如圖4所示：

圖4

編程

根據上升沿檢測原理進行編程，編程思想如下：

當 #signal由0變成1時，此時作為邊沿存儲位的 #thirdVariable仍保留 #singal信號上一周期的狀態，#thirdVariable為False，此時滿足IF語句，RisingEdgeDetection被賦值為True。

當 #signal由0變成1后的下一周期，#thirdVariable上個周期已被 #signal賦值為相同狀態，即 #thirdVariable和 #signal都為True，則不再滿足IF語言，RisingEdgeDetection被賦值為False。

RisingEdgeDetection輸出持續一個周期。

程序代碼如圖5所示：

圖5

1.3開發檢測下降沿指令

與開發檢測上升沿指令類似，新建FC并定義接口變量，這里不再一一贅述。在編程上兩者有所不同，其編程思想如下：

當#signal由1變成0時，此時作為邊沿存儲位的#thirdVariable仍保留#singal信號上一周期的狀態，#thirdVariable為True，此時滿足IF語句，FallingEdgeDetection被賦值為True。

當#signal由1變成0后的下一周期，#thirdVariable上個周期已被#signal賦值為相同狀態，即#thirdVariable和#signal都為False，則不再滿足IF語言，FallingEdgeDetection被賦值為False。

FallingEdgeDetection輸出持續一個周期。

程序代碼如圖6所示：

圖6

1.4功能測試

使用開發完成的功能塊，檢測Q0.0的上升沿和下降沿，編程代碼如圖7所示，Trace時序圖如圖8所示。

其中：

Data.thirdVariable1為檢測上升沿指令所用到的第三方變量；

RisingEdgeDetection為輸出上升沿；

Data.thirdVariable2為檢測下降沿指令所用到的第三方變量；

FallingEdgeDetection為輸出下降沿。

圖7

圖8

1.5效果比對

為了更好的說明該自行開發沿指令的優勢，我們分別使用R_TRIG指令和RisingEdgeDetection指令編寫相同的工藝功能程序，通過對比兩者所占用工作存儲區大小的差異，加以說明。

工藝功能要求：

利用S7-1214C，使用SCL編程語言編程，在FB1中實現1000個Bool信號的上升沿檢測。

1.5.1使用R_TRIG實現相關工藝功能

使用R_TRIG指令實現過程，如圖9所示。

R_TRIG在FB1中以多重背景形式調用，方便R_TRIG背景DB塊的管理。

圖9

編譯完成后，在程序信息中查看存儲區使用情況，如圖10所示，工作存儲區已被占用10%。Test_IDB為FB1的背景DB塊。

圖10

1.5.2使用RisingEdgeDetection實現相關工藝功能

使用RisingEdgeDetection指令實現過程，如圖11所示。

圖11

編譯完成后，在程序信息中查看存儲區使用情況，如圖12所示，工作存儲區已被占用3%。

Test_IDB為FB1的背景DB塊。Data用于存儲第三方變量，變量類型為Array [0…999] of Bool。

圖12

1.6總結

從上述分析中，我們可以得出自行開發的沿指令RisingEdgeDetection、FallingEdgeDetection比R_TRIG、F_TRIG指令占用更少的工作存儲區空間，且適用于SIMATIC S7-1200及S7-1500 PLC。

審核編輯：湯梓紅