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西门子plc系统功能程序说明

一、概述说明

工控编程是面向设备的编程，一般很多工程师在编程过程中没有程序架构的意识，所以对于一些cpu的系统功能，一般都是要用的时候才会临时添加一个，比如下图程序，添加了当前程序循环时间以及特定设备的基本信息。

随着工业4.0或者说数字化的时代，工控编程面临着越来越多的信息传递的功能，甚至还能做一些边缘设备用于数据的传递，这对plc编程来说，需要处理的信息就会越来越复杂。

但plc不像计算机系统，有很多开放式的库可以用，并且windows系统的万年历等基础功能，在plc中都不是普遍具备的，这就需要工控编程人员能具备这种意识，在自己程序中创建自己需要的系统数据。

例如在一个大型系统中，mes需要每一个设备都向mes系统表明自己身份，将设备系统的plc名称、ip、mac地址等信息发送到mes系统。

若plc程序中没有这些功能，则需要工程师每一个设备的plc都要重新编程，或者通过手动方式填写并发送给mes系统，这样效率和代码质量都比较低下。

所以，随着数字化时代的来临，不管工程师具备不具备程序架构的意识，大家都可以在你的程序中实例化一个读取cpu的系统信息的程序块。

借鉴于计算机系统以及plc系统本身的特点，读取cpu系统信息的功能块至少能达到以下功能:

1.     读取cpu的时钟系统并处理

2.     读取当前cpu的日期信息

3.     读取cpu的运行信息

4.     读取cpu的模块信息

西门子系列plc的编程中，可以将类信息模块化，做成一个标准程序，其完成的内容和上述描述相同，所以在plc中建立了数据类型typesysteminfo用于存储系统信息。

plc中建立一个全局数据块systeminfo，该数据块为源自数据类型typesysteminfo的数据块，用于实例化上述自定义的数据类型。

二、程序块说明

程序块名称

程序中实现上述功能的功能块为fb_systeminfo，功能块图如下所示

2.2输入接口

i_hwid:cpu系统变量，西门子系列cpu的变量一般为“本地pn接口”。

i_manualreadinfo:当cpu的个周期读取cpu的设备信息有故障的情况下，可以通过触发该变量手动读取cpu的设备信息。

i_systemclockbyte:cpu的系统时钟字节，在cpu的设置中设置。

i_systemclockenable:默认值为true，当为true的时候，读取cpu的系统时钟信号并处理。

上述两个系统时钟字节的应用需要在cpu的系统和时钟存储器中启用时钟存储器字节，并在时钟存储器字节地址中填上m寄存器的地址，一般默认为0；

由于西门子系列plc提供了上述的字节，所以程序中也默认启用时钟字节功能。但若在调用功能块的时候，若输入引脚i_systemclockbyte为空的时候(如下图)，即使引脚i_systemclockenable为true，程序也不会使用系统时钟，而是使用引脚i_clockenable配置的频率生成时钟变量。

i_clockenable：数据类型为32个浮点型数组，可以设置多32个hz频率。基于西门子cpu的系统时钟提供了8个系统时钟，所以该输入也设置了默认的8个频率，其频率值和西门子plc自带的一致，如下图hz频率从0.5-10.0hz。

2.3输出接口

程序块没有输出接口，所有的逻辑结果都直接在程序中赋值到全局数据块systeminfo中，所以全局数据块systeminfo是被绑定在一起，作为程序块的逻辑结果的输出。

三、程序功能说明

模块信息

cpu模块信息主要包括cpu的名字、mac地址、ip地址、子网掩码以及网关地址等等，在数据类型中的名字为cpuinfo。

由于cpu的相关信息配置好后，这些数据就不会改变，所以这些信息只会在cpu启动的个循环周期读取。

当设备信息读取成功或读取出现故障，cpu启动后的个循环的标志位firstscan(默认值为true)会被复位。若读取出现故障，设备信息的读取需通过引脚i_manualreadinfo手动读取。

3.2日期信息

cpu日期信息主要包括各种格式的日期和时间，以及基于日期时间变化的对应的脉冲信号，在数据类型中的名字为date&timeinfo和newdate&timeinfo。

date&timeinfo是各种格式的日期信息；

newdate&timeinfo是年、月、日、小时、分钟、秒的脉冲信号，即对应的每一个新的日期或时间发生时候，这些变量会保持一个周期，即对应的脉冲信号。

日期和时间以及对应的脉冲信号，都是基于cpu提供的系统指令rd_loc_t读取并处理而来。

3.3时钟信息

cpu时钟信息主要包括0.5hz到10hz的波形信号以及对应的时间脉冲信号，0.5hz到10hz信号对应的脉冲时间基数分别为0.05到1.0秒，在数据类型中的名字为clockinfo和onepulse。

时钟信息的处理在程序块的输入引脚中已经有对应的说明，详细请见程序块的说明。

3.4运行信息

cpu运行信息主要包括常开信号、常闭信号、cpu启动后的个循环以及当前周期的运行时间，在数据类型中的名字为runinfo。

常开(alwaystrue)/常闭信号(alwaysfalse)在程序中没有处理，保持变量的默认值即可。

cpu启动个循环周期信号(firstscan)在cpu设备信息读取中也有说明，就是在程序的后将firstscan的默认值(true)复位为false，这样改变量为true的时候即cpu启动的个循环周期。

当前循环周期分为int和real两种数据类型，通过plc提供的系统指令runtime读取当前循环周期时间，并将其转换为不同的数据类型。

四、功能块的使用

由于数据类型中有cpu的个扫描周期信号(firstscan)，所以该功能块建议放在主循环程序(ob1)末端调用。

放置在后调用，其他程序中必须在个启动周期调用的程序就可以通过全局数据块systeminfo中的变量"systeminfo".runinfo.firstscan来处置。

当然，对于设备程序，也可以在功能块中建立一个静态变量fisrtscan处理，程序和上述类似，将该变量默认值设置为true，在功能块的末端之处将其复位为flase，这样就可以通过firstscan变量处理。

五、功能块的意义

该程序块处理的信息的用处是十分丰富的，这些信息作为整个cpu系统的基本信息，为工控程序中的各种需要提供了便利的处理方式。

cpu模块信息可以直接跟mes系统交换，用于自动表明当前设备系统的身份。当hmi连接多个plc系统的时候，也可以通过该信息选择对应的plc操作。

时钟信息可以用于对应的延时处理，默认提供了8种时钟信息及脉冲信号，也可以在输入引脚中设置多32种时钟信息及脉冲信号。

时钟信息还可以用于不同频率的指示需求，现场指示灯以及hmi上人机交互的状态指示。

日期信息和运行信息，只要在程序中有需求，只要将该类信息赋值给对应的变量即可，不需要再行处理。

对于工控编程，不管是否需要上述信息，都可以把fb_systeminfo当成一个标准功能块放置在主程序末端，结构化、模块化、标准化，便于程序的使用及效率的提高。

六、后续拓展

上述内容在sicar的标准架构程序中是初始化程序中实现的功能，但由于汽车行业的特殊性，sicar中的信息繁多且不便于使用。

上述内容既是sicar中内容的总结，也是面向对象的架构程序中的基础程序块。对公众号中以往内容有过阅读的话，可以发现基于cpg的面向对象的标准架构程序中一直有fb_systeminfo的程序块。但该程序块当时只对系统时钟和日期处理过，基于sicar中的内容，现基本形成了一个新版本的可以实用的fb_systeminfo的程序内容。

以上只是一个基本信息处理，但由于各个行业的特殊性，西门子plc还提供了更多的诊断信息用于系统信息的读取。

比如如下的getclockstatus读取cpu时钟状态，可以读取时钟同步等信息。

比如如下的rt_info读取运行系统统计，可以指定不同ob的运行时间、读取ob的当前运行时间、长短运行时间等信息。

所以，基于各个行业的特殊性及需要，fb_systeminfo的内容可以自我定义并形成行业的标准功能块。