【Siemens TIA Portal 教學】FirstScan（首次掃描位元）設定與驗證

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FirstScan （首次掃描位元）用於在 PLC 初次啟動或由 STOP 切換到 RUN 時，協調整體程式的初始化行為。本文說明如何在 TIA Portal 中啟用此功能，並以 Siemens S7-1200 PLC 為範例進行說明。

本文內容適合已具備 TIA Portal 基礎的工程師進行 PLC 工程應用。

FirstScan 是什麼？為什麼重要？

FirstScan（首次掃描位元） 是一個系統級的 Boolean 記憶體：

  • 只會在 第一個程式掃描週期為 TRUE
  • 並且 僅觸發一次

功能說明

FirstScan 可作為初始化觸發訊號（initializer flag），讓工程師在 PLC 啟動時進行有序的初始化，例如：

  • 設定 state machine 狀態機為 Idle
  • 初始化變數
  • 重設計數器
// FirstScan prototype in structured text
IF "FirstScan" THEN
    // Initialize my variables
END_IF;

作為系統級記憶體位置，我們可以預期每次 PLC 上電或從 Stop 停止狀態切換到 RUN 運行狀態時，FirstScan 都會被觸發。如果處理得當，FirstScan 將成為 PLC 啟動過程中不可或缺的一部分，從而實現一致且可預測的程式初始化。

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圖 1：Siemens S7-1200 PLC

如何在 Siemens TIA Portal 啟用 FirstScan？

需完成以下兩個步驟：

步驟 1：啟用 System Memory Bits

在 TIA Portal 中：

  • 啟用「System memory bits」（如圖 2 所示）

步驟 2：編譯並下載硬體設定

  • 執行硬體設定：Compile（編譯）並 Download（下載至 PLC）（如圖 3 所示）

重要提醒

請特別注意：

  • 硬體設定（Hardware Configuration）與主程式（Ladder / ST）為不同機制
  • 兩者需要各自編譯與下載

實務經驗指出：
即使主程式成功編譯，但與 FirstScan 相關的程式碼卻無法運作。令人驚訝的是，即使 System memory bits 系統記憶體位元被停用，TIA Portal 的程式碼也能編譯通過。

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圖 2：TIA Portal 中 FirstScan 啟用複選框的位置

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圖 3：TIA Portal 中硬體 Compile 和 Download 選項的位置

FirstScan 功能驗證範例

此範例使用一個簡單程式來驗證 FirstScan 的運作：

系統條件

  • 三個輸入（包含 selector switch 與 on-off-on momentary switch）
  • 兩個輸出（紅/綠雙色指示燈）

FirstScan 函數位於程式的第一行，用於根據 selector switch 的狀態初始化面板指示燈的顏色。這提供了一個清晰可見的指示器，表明 FirstScan 邏輯正在運作。

當 PLC 斷電重啟後，面板指示燈的顏色會根據 selector switch 的位置而變化，這樣可清楚觀察 FirstScan 初始化動作是否生效。

示範程式碼

// FirstScan Initialization Demonstration
IF "FirstScan" THEN

    IF "gxSW1" THEN
        "gxPLGreen" := FALSE;
        "gxPLRed" := TRUE;
    ELSE
        "gxPLGreen" := TRUE;
         "gxPLRed" := FALSE;
    END_IF;

END_IF;

IF "gxSSLeft" THEN
    "gxPLGreen" := FALSE;
    "gxPLRed" := TRUE;
END_IF;

IF "gxSSRight" THEN
    "gxPLGreen" := TRUE;
    "gxPLRed" := FALSE;
END_IF;

技術提示：範例中採用 Hungarian notation： gx = global Boolean 記憶體

常見問題（FAQ）

Q1：FirstScan 的作用是什麼？

FirstScan 是一個啟動觸發訊號：

  • 在 PLC 上電或由 STOP → RUN 時觸發
  • 用於通知程式進行初始化

Q2：為什麼 FirstScan 沒有作用？

若主程式正常編譯，常見原因如下：

  1. 沒有啟用 System memory bits
  2. 硬體設定沒有編譯
  3. 硬體設定沒有下載至 PLC

結語

FirstScan 就像 PLC 啟動時的「第一口氣」，它代表系統準備開始初始化，並為後續的運行做好準備。

透過正確使用 FirstScan，可以讓 PLC 程式的啟動行為：

  • 更一致
  • 更可預測
  • 更容易維護
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