西门子 S1500 PLC 通过 Profinet 对 6 台施耐德 ATV304 变频器的控制，用于 6 台升降台的位置控制。

西门子 S1500 PLC 通过 Profinet 对 6 台施耐德 ATV304 变频器的控制，用于 6 台升降台的位置控制。程序主要特点：

1. 模块化设计：采用功能块数组结构，实现对多台设备的统一控制
2. 循环控制：使用 FOR 循环遍历每台升降台，减少代码冗余
3. 独立控制：每台升降台具有独立的使能、复位、目标位置设置
4. 状态监控：对每台升降台的运行状态、位置和故障进行独立监控

程序代码分为三部分，分别为主程序，位置控制程序，安全程序

1、以下为主程序 (MainProgram)：负责整体控制流程和协调各个功能块  

MainProgram.ST

FUNCTION_BLOCK MainProgram
{ S7_Optimized_Access = 'TRUE' }
VERSION : 0.1
   VAR_INPUT 
      Enable : ARRAY[1..6] OF BOOL;     // 各升降台使能信号
      Reset : ARRAY[1..6] OF BOOL;      // 各升降台复位信号
      TargetPosition : ARRAY[1..6] OF REAL;  // 各升降台目标位置
   END_VAR
   VAR_OUTPUT 
      SystemReady : ARRAY[1..6] OF BOOL;  // 各升降台系统就绪信号
      PositionReached : ARRAY[1..6] OF BOOL;  // 各升降台位置到达信号
      Fault : ARRAY[1..6] OF BOOL;        // 各升降台故障信号
      FaultCode : ARRAY[1..6] OF INT;     // 各升降台故障代码
   END_VAR
   VAR 
      // 位置控制相关变量
      CurrentPosition : ARRAY[1..6] OF REAL; // 各升降台当前位置
      
      // 功能块实例数组
      FB_PositionControl : ARRAY[1..6] OF PositionControl;  // 位置控制功能块
      FB_SafetyCheck : ARRAY[1..6] OF SafetyCheck;          // 安全检查功能块
      
      // 循环变量
      i : INT;
   END_VAR

   // 主程序实现
   FOR i := 1 TO 6 DO
      // 安全信号检查
      FB_SafetyCheck[i](
         UpperLimit := "ATV304_Drive" & i.UpperLimit,
         LowerLimit := "ATV304_Drive" & i.LowerLimit,
         RopeFault := "ATV304_Drive" & i.RopeFault,
         Fault => Fault[i],
         FaultCode => FaultCode[i]
      );
      
      // 如果有安全故障，直接停机
      IF Fault[i] THEN
         // 通过Profinet停止变频器
         P#DB100 + (i-1)*16 DBX0.0 BYTE 8 := B#16#00;  // 控制字清零
         PositionReached[i] := FALSE;
         SystemReady[i] := FALSE;
      ELSE
         // 检查Profinet连接状态
         SystemReady[i] := Enable[i] AND NOT Fault[i] AND "ATV304_Drive" & i.PNIO_OB_1;
         
         // 读取变频器状态和故障信息
         IF "ATV304_Drive" & i.StatusWord.DriveFault THEN
            Fault[i] := TRUE;
            FaultCode[i] := "ATV304_Drive" & i.FaultCode;
            P#DB100 + (i-1)*16 DBX0.0 BYTE 8 := B#16#00;  // 控制字清零
         ELSE
            // 从变频器读取编码器位置
            CurrentPosition[i] := REAL("ATV304_Drive" & i.ActualPosition);
            
            // 位置控制处理
            IF SystemReady[i] THEN
               FB_PositionControl[i](
                  Enable := Enable[i],
                  TargetPosition := TargetPosition[i],
                  CurrentPosition := CurrentPosition[i],
                  DriveControl => P#DB100 + (i-1)*16 DBX0.0 BYTE 8,  // 直接操作Profinet输出区域
                  PositionReached => PositionReached[i]
               );
            ELSE
               P#DB100 + (i-1)*16 DBX0.0 BYTE 8 := B#16#00;  // 控制字清零
            END_IF;
         END_IF;
      END_IF;
   END_FOR;
END_FUNCTION_BLOCK
    

 2、位置控制 (PositionControl)：实现基于编码器反馈的位置闭环控制

FUNCTION_BLOCK PositionControl
{ S7_Optimized_Access = 'TRUE' }
VERSION : 0.1
   VAR_INPUT 
      Enable : BOOL;
      TargetPosition : REAL;  // 目标位置
      CurrentPosition : REAL; // 当前位置
   END_VAR
   VAR_OUTPUT 
      DriveControl : POINTER TO BYTE;  // 变频器控制字指针
      PositionReached : BOOL;          // 位置到达标志
   END_VAR
   VAR 
      // PID控制器参数
      PID_Config : PID_ConfigType;
      PID_Input : REAL;
      PID_Output : REAL;
      PID_Error : REAL;
      
      // 位置控制参数
      PositionTolerance : REAL := 0.5;  // 位置容差(单位取决于应用)
      MaxSpeed : REAL := 100.0;        // 最大速度
      Acceleration : REAL := 50.0;     // 加速度
      Deceleration : REAL := 50.0;     // 减速度
      
      // 运动状态
      MotionState : INT;  // 0: 停止, 1: 加速, 2: 匀速, 3: 减速
      
      // 控制字结构
      ControlWord : STRUCT
         Run : BOOL;               // 运行命令
         EnableOp : BOOL;          // 使能操作
         QuickStop : BOOL;         // 快速停止
         FaultReset : BOOL;        // 故障复位
         Mode : WORD;              // 控制模式
         SpeedRef : REAL;          // 速度给定
      END_STRUCT;
   END_VAR

   // 位置控制功能块实现
   // 初始化PID控制器
   PID_Config.CYCLE := T#100ms;       // 控制周期
   PID_Config.DEADBAND := 0.1;        // 死区
   PID_Config.GAIN := 1.0;            // 比例增益
   PID_Config.TI := T#1s;             // 积分时间
   PID_Config.TD := T#0s;             // 微分时间
   PID_Config.MIN := -MaxSpeed;       // 输出最小值
   PID_Config.MAX := MaxSpeed;        // 输出最大值
   
   // 计算位置误差
   PID_Error := TargetPosition - CurrentPosition;
   
   // 位置到达判断
   PositionReached := ABS(PID_Error) <= PositionTolerance;
   
   // 位置控制逻辑
   IF Enable THEN
      // 根据位置误差计算输出
      IF ABS(PID_Error) > PositionTolerance THEN
         // 计算所需速度
         IF PID_Error > 0 THEN
            // 需要向上移动
            PID_Output := MIN(MaxSpeed, PID_Error * 10.0);  // 简化的P控制
         ELSE
            // 需要向下移动
            PID_Output := MAX(-MaxSpeed, PID_Error * 10.0);  // 简化的P控制
         END_IF;
         
         // 设置控制字
         ControlWord.Run := TRUE;
         ControlWord.EnableOp := TRUE;
         ControlWord.QuickStop := FALSE;
         ControlWord.Mode := 16#0001;  // 速度控制模式
         ControlWord.SpeedRef := PID_Output;
      ELSE
         // 位置已到达，停止运动
         ControlWord.Run := FALSE;
         ControlWord.EnableOp := FALSE;
      END_IF;
   ELSE
      // 未使能，停止运动
      ControlWord.Run := FALSE;
      ControlWord.EnableOp := FALSE;
      PositionReached := FALSE;
   END_IF;
   
   // 将控制字写入Profinet输出区域
   DriveControl^ := ControlWord.Run;
   DriveControl^ + 1 := ControlWord.EnableOp;
   DriveControl^ + 2 := ControlWord.QuickStop;
   DriveControl^ + 3 := ControlWord.FaultReset;
   P#DriveControl + 4 WORD 1 := ControlWord.Mode;
   P#DriveControl + 6 REAL 1 := ControlWord.SpeedRef;
END_FUNCTION_BLOCK

3、安全检查 (SafetyCheck)：监控极限、限位和松乱绳等安全信号

FUNCTION_BLOCK SafetyCheck
{ S7_Optimized_Access = 'TRUE' }
VERSION : 0.1
   VAR_INPUT 
      UpperLimit : BOOL;  // 上极限信号
      LowerLimit : BOOL;  // 下极限信号
      RopeFault : BOOL;   // 松乱绳信号
   END_VAR
   VAR_OUTPUT 
      Fault : BOOL;       // 安全故障标志
      FaultCode : INT;    // 安全故障代码
   END_VAR
   VAR 
      // 安全状态变量
      FaultDetected : BOOL;
      FaultTimer : TON;   // 故障定时器
   END_VAR

   // 安全检查功能块实现
   // 检查安全信号
   FaultDetected := UpperLimit OR LowerLimit OR RopeFault;
   
   // 使用定时器过滤干扰信号
   FaultTimer(IN := FaultDetected, PT := T#200ms);
   
   IF FaultTimer.Q THEN
      Fault := TRUE;
      
      // 确定故障代码
      IF UpperLimit THEN
         FaultCode := 1001;  // 上极限故障
      ELSIF LowerLimit THEN
         FaultCode := 1002;  // 下极限故障
      ELSIF RopeFault THEN
         FaultCode := 1003;  // 松乱绳故障
      END_IF;
   ELSE
      Fault := FALSE;
      FaultCode := 0;
   END_IF;
END_FUNCTION_BLOCK