FC技术及其应用解析

FC是功能，相当于子程序或函数，不具备自己的存储区，可以在共享DB里定义数据。如果某项功能多处可以用到，则将其进行功能化编程，在OB1或其他功能/功能块中调用，不仅简化代码，而且有利于程序调试，增强程序可读性。

功能的使用可分为无参数调用和有参数调用。

无参数调用就是FC块不从外部或者主调程序中接收参数，也不向外部发出参数。在FC中直接使用绝对地址完成控制程序的编程，如图7-83网络1所示FC1的应用。这种方式一般应用于分块结构的程序编写，每个功能实现整个控制任务的一部分，不重复调用。

有参数调用则需要从主调程序接收参数，将接收到的参数处理完毕后将处理结果再返还给调用程序，如图7-83网络2所示FC2的应用。有参数调用是在编辑FC功能块时在局部变量声明表内定义了形参，并使用虚拟的符号地址完成控制程序的编写，以便在其他块中能重复调用有参功能FC。这种方式一般用于结构化程序编写。

图7-81 功能的使用

【例7-2】根据控制要求实现水塔高位水箱水位的自动控制。

水塔水箱水位自动控制系统如图7-84所示。其中Lgh、Lgl分别为水塔高位水箱的高、低水位传感器；Ldh、Ldl为低位补给水箱的高、低水位传感器；YV为电磁阀，用来控制补水阀门；M为电动机，用来拖动水泵对高位水箱供水。

图7-84 水塔高位水箱水位控制示意图

高位水箱的控制：为保证用户用水，要求始终保持高位水箱水位在Lgl与Lgh之间。当高位水箱水位低于Lgl时，水泵起动，从低位水箱抽水补给高位水箱，到达水位Lgh时，水泵自动停止。

低位水箱的控制：当水位低于低位供给水箱Ldl时，电磁阀YV得电后开启，对低位水箱补水，水位到达Ldh时，电磁阀YV失电，阀门闭合，停止补水。

1.控制要求

1）当低位补给水箱水位低于低水位时（Ldl为ON），电磁阀YV打开补水（YV为ON），定时器开始定时（设时为2s），2s以后，如果Ldl仍为ON，则阀YV指示灯XD闪烁，表示阀YV没有进水，出现故障；如正常，则补水至高水位传感器Ldh为ON后，阀YV关闭（YV为OFF）。

2）当低水箱水位高于低水位（Ldl为OFF），且水塔水位低于低水位界时（Lgl为ON），电动机M运转，开始抽水补给高位水箱。当水塔水位高于水塔高水位界时（Lgh为ON），电动机M停止。

2.设计分析

根据控制要求有四个输入器件分别为水位传感器Lgh、Lgl和Ldh、Ldl；三个输出负载分别为电磁阀YV、电动机M和指示灯XD，PLC的I/O地址分配见表7-17。

表7-17 PLC的I/O地址分配表

整个控制程序根据功能可划分为4个部分，即闪烁控制功能（FC1）、低水箱水位控制功能（FC2）、高水箱水位控制功能（FC3）以及故障显示功能（FC4）。程序设计步骤如下。

（1）建立FC模块

在SIMATIC Manager界面右边显示栏，分别建立FC1、FC2、FC3及FC4功能，如图7-85所示。

图7-85 FC模块的建立

（2）编写FC程序

双击图7-85所示FC1模块，进入FC1模块的程序编写界面，如图7-86所示，界面的上半部分为变量声明表，下半部分为程序指令部分。

图7-86 FC1程序

通过网络1和网络2逻辑关系，M0.0可以获得周期为1s的方波波形，可以用M0.0的动合触点来接通指示灯Q0.2，使得Q0.2状态具有与M0.0同样的变化频率，用法如图7-89所示。

分别打开FC2、FC3、FC4功能模块，编写FC2、FC3、FC4程序如图7-87～图7-89所示。

图7-87 FC2程序

图7-88 FC3程序

图7-89 FC4程序(www.xing528.com)

在图7-87中，当低水箱液位低于低水位I0.3时，电磁阀打开给水箱充水。由于水位淹没低水位开关后，低水位开关I0.3要改变状态，不能再维持Q0.1接通，所以需要Q0.1实现自保持；当水位高于水箱的高水位时，高水位开关动作即I0.2得电，其动断触点断开，Q0.1失电，电磁阀关闭，停止进水；若电磁阀故障，高水位开关I0.2不动作，则2s后T3的动合触点闭合，如图7-89所示，指示灯电路接通，同时辅助继电器M0.1线圈得电，则电磁阀也会关闭。

在图7-88中，当水塔高位水箱的水位低于低水位界I0.1时，电动机M工作，水泵从低水位往水塔抽水。由于水位淹没低水位开关后I0.1要改变状态，不能再维持Q0.0接通的状态，所以需要Q0.0实现自保持；当水位高于高水位界时高水位开关动作即I0.0得电，其动断触点断开，Q0.0失电，电动机停止工作。若低水箱水位在低水位界之下（I0.3为ON），即使高位水箱需要抽水也不能起动电动机工作。

在图7-89中，T3的动合触点闭合，说明电磁阀已经接通2s，若低水箱低水位开关仍然没有改变状态，则电磁阀YV出现故障，故障指示灯XD亮。为满足指示灯闪烁要求，将时钟脉冲的触点M0.0也作为Q0.2动作的条件。

（3）OB1程序

在OB1主程序中无条件调用功能FC1～FC4，如图7-90所示，程序结构如图7-91所示。

图7-90 建立OB1程序

图7-91 OB1程序

（4）系统联调

将项目下载至CPU中，包括硬件配置、OB1程序、FC1、FC2、FC3以及FC4功能程序，在线调试和运行系统。

【例7-3】设计函数模块，计算Y=AX²+BX+C值，且函数系数可变。

1）在SIMATIC Manager界面右侧显示栏，建立FC1模块，如图7-92所示。

图7-92 FC1模块的建立

2）双击图7-92所示FC1模块，进入FC1模块的程序编写界面，如图7-93所示。

为FC1功能分别定义Interface参数，如图7-94～图7-96所示。当设置输入、输出和输入/输出类型参数时，用户需要在程序声明中声明块调用的“接口”；当变量声明后，就会在本地数据堆栈中为临时变量保留一个有效的存储空间。

图7-93 FC1程序界面

图7-94 建立输入参数

图7-95 建立输出参数

图7-96 建立临时变量

3）编写FC1程序。为满足Y=AX²+BX+C计算功能，编写FC1程序如图7-97所示。

图7-97 FC1程序

4）OB1程序。在OB1主程序中调用功能FC1，如图7-98所示，程序在线运行结果如图7-99所示。

图7-98 FC1的调用

图7-99 OB1在线监控

由于FC功能块的逻辑计算完全靠模块的输入/输出接口上的地址提供数据源，若想修改A、B、C的值，必须也把A、B、C作为模块的输入变量。