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西門子s7-1200編程

設(shè)計 PLC 系統(tǒng)的指南

設(shè)計 PLC 系統(tǒng)時，可從若干方法和標(biāo)準(zhǔn)中進行選擇。 下列常規(guī)指南可應(yīng)用到許多設(shè)計項目中。 當(dāng)然，必須遵守您自己公司程序的指令、自身培訓(xùn)以及當(dāng)?shù)匾驯唤邮艿膶嵺`。

表格 6- 1 設(shè)計 PLC 系統(tǒng)的指南

構(gòu)建用戶程序

構(gòu)建用戶程序

創(chuàng)建用于自動化任務(wù)的用戶程序時，需要將程序的指令插入代碼塊中：

組織塊 (OB) 對應(yīng)于 CPU 中的特定事件，并可中斷用戶程序的執(zhí)行。 用于循環(huán)執(zhí)行用戶程序的默認(rèn)組織塊 (OB 1) 為用戶程序提供基本結(jié)構(gòu)，是一個用戶必需的代碼塊。 如果程序中包括其它 OB，這些 OB 會中斷 OB 1 的執(zhí)行。其它 OB 可執(zhí)行特定功能，如用于啟動任務(wù)、用于處理中斷和錯誤或者用于按特定的時間間隔執(zhí)行特定的程序代碼。

功能塊 (FB) 是從另一個代碼塊（OB、FB 或 FC）進行調(diào)用時執(zhí)行的子例程。 調(diào)用塊將參數(shù)傳遞到 FB，并標(biāo)識可存儲特定調(diào)用數(shù)據(jù)或該 FB 實例的特定數(shù)據(jù)塊 (DB)。 更改背景 DB 可使通用 FB 控制一組設(shè)備的運行。例如，借助包含每個泵或閥門的特定運行參數(shù)的不同背景數(shù)據(jù)塊，一個 FB 可控制多個泵或閥。

功能 (FC) 是從另一個代碼塊（OB、FB 或 FC）進行調(diào)用時執(zhí)行的子例程。 FC 不具有相關(guān)的背景 DB。 調(diào)用塊將參數(shù)傳遞給 FC。 FC 中的輸出值必須寫入存儲器地址或全局 DB 中。

為用戶程序選擇結(jié)構(gòu)類型

根據(jù)實際應(yīng)用要求，可選擇線性結(jié)構(gòu)或模塊化結(jié)構(gòu)用于創(chuàng)建用戶程序：

線性程序按順序逐條執(zhí)行用于自動化任務(wù)的所有指令。 通常，線性程序?qū)⑺谐绦蛑噶疃挤湃胗糜谘h(huán)執(zhí)行程序的 OB (OB 1) 中。

模塊化程序調(diào)用可執(zhí)行特定任務(wù)的特定代碼塊。 要創(chuàng)建模塊化結(jié)構(gòu)，需要將復(fù)雜的自動化任務(wù)劃分為與過程的工藝功能相對應(yīng)的更小的次級任務(wù)。 每個代碼塊都為每個次級任務(wù)提供程序段。 通過從另一個塊中調(diào)用其中一個代碼塊來構(gòu)建程序。

線性結(jié)構(gòu)： 模塊化結(jié)構(gòu)：

通過創(chuàng)建可在用戶程序中重復(fù)使用的通用代碼塊，可簡化用戶程序的設(shè)計和實現(xiàn)。 使用通用代碼塊具有許多優(yōu)點：

可為標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)創(chuàng)建能夠重復(fù)使用的代碼塊，如用于控制泵或電機。 也可以將這些通用代碼塊存儲在可由不同的應(yīng)用或解決方案使用的庫中。

將用戶程序構(gòu)建到與功能任務(wù)相關(guān)的模塊化組件中，可使程序的設(shè)計更易于理解和管理。 模塊化組件不僅有助于標(biāo)準(zhǔn)化程序設(shè)計，也有助于使更新或修改程序代碼更加快速和容易。

創(chuàng)建模塊化組件可簡化程序的調(diào)試。 通過將整個程序構(gòu)建為一組模塊化程序段，可在開發(fā)每個代碼塊時測試其功能。

創(chuàng)建與特定工藝功能相關(guān)的模塊化組件，有助于簡化對已完成應(yīng)用程序的調(diào)試，并減少調(diào)試過程中所用的時間。

使用塊來構(gòu)建程序

通過設(shè)計 FB 和 FC 執(zhí)行通用任務(wù)，可創(chuàng)建模塊化代碼塊。 然后可通過由其它代碼塊調(diào)用這些可重復(fù)使用的模塊來構(gòu)建程序。 調(diào)用塊將設(shè)備特定的參數(shù)傳遞給被調(diào)用塊。

當(dāng)一個代碼塊調(diào)用另一個代碼塊時，CPU 會執(zhí)行被調(diào)用塊中的程序代碼。 執(zhí)行完被調(diào)用塊后，CPU 會繼續(xù)執(zhí)行調(diào)用塊。 繼續(xù)執(zhí)行該塊調(diào)用之后的指令。

調(diào)用塊

被調(diào)用（或中斷）塊

① 程序執(zhí)行

② 用于觸發(fā)其它塊執(zhí)行的指令或事件

③ 程序執(zhí)行

④ 塊結(jié)束（返回到調(diào)用塊）

可嵌套塊調(diào)用以實現(xiàn)更加模塊化的結(jié)構(gòu)。 在以下示例中，嵌套深度為 4： 程序循環(huán) OB

加 3 層對代碼塊的調(diào)用。

① 循環(huán)開始

② 嵌套深度

組織塊 (OB)

組織塊為程序提供結(jié)構(gòu)。 它們充當(dāng)操作系統(tǒng)和用戶程序之間的接口。 OB 是由事件驅(qū)動的。 事件（如診斷中斷或時間間隔）會使 CPU 執(zhí)行 OB。某些 OB 預(yù)定義了起始事件和行為。

程序循環(huán) OB 包含用戶主程序。 用戶程序中可包含多個程序循環(huán) OB。 RUN 模式期間， 程序循環(huán) OB 以低優(yōu)先級等級執(zhí)行，可被其它各種類型的程序處理中斷。 啟動 OB 不會中斷程序循環(huán) OB，因為 CPU 在進入 RUN 模式之前將先執(zhí)行啟動 OB。

完成程序循環(huán) OB 的處理后，CPU 會立即重新執(zhí)行程序循環(huán) OB。 該循環(huán)處理是用于可編程邏輯控制器的“正常”處理類型。 對于許多應(yīng)用來說，整個用戶程序位于一個程序循環(huán)OB 中。

可創(chuàng)建其它 OB 以執(zhí)行特定的功能，如用于處理中斷和錯誤或用于以特定的時間間隔執(zhí)行特定程序代碼。 這些 OB 會中斷程序循環(huán) OB 的執(zhí)行。

使用“添加新塊”(Add new block) 對話框在用戶程序中創(chuàng)建新的 OB。

總是由事件驅(qū)動中斷處理。 發(fā)生此類事件時，CPU 會中斷用戶程序的執(zhí)行并調(diào)用已組態(tài)用于處理該事件的 OB。 完成中斷 OB 的執(zhí)行后，

CPU 會在中斷點繼續(xù)執(zhí)行用戶程序。

CPU 根據(jù)分配給各個 OB 的優(yōu)先級來確定中斷事件的處理順序。每個事件都具有一個特定的處理優(yōu)先級。 各 OB 的執(zhí)行順序取決于它們在優(yōu)先等級中的相應(yīng)優(yōu)先級。 多個中斷事件可合并為優(yōu)先級等級。 更多相關(guān)信息，請參見 PLC 概念一章，執(zhí)行用戶程序小節(jié) (頁 69)。

在某等級的 OB 內(nèi)創(chuàng)建附加 OB

可為用戶程序，甚至為程序循環(huán)和啟動 OB 等級創(chuàng)建多個 OB。 使用“添加新塊”(Add new block) 對話框創(chuàng)建 OB。輸入 OB 的名稱并輸入 200 或更大的數(shù)作為 OB 編號。

如果為用戶程序創(chuàng)建了多個程序循環(huán) OB，則 CPU 會按數(shù)字順序從具有小編號（例如OB 1）的程序循環(huán) OB 開始執(zhí)行每個程序循環(huán) OB。 例如： 當(dāng)*個程序循環(huán) OB（例如 OB 1）完成后，CPU 將執(zhí)行下一個更高的程序循環(huán) OB（例如 OB 200）。

組態(tài) OB 的運行

可修改 OB 的運行參數(shù)。例如，可為延時 OB 或循環(huán) OB 組態(tài)時間參數(shù)。

功能 (FC)

功能 (FC) 是通常用于對一組輸入值執(zhí)行特定運算的代碼塊。 FC 將此運算結(jié)果存儲在存儲器位置。 例如，可使用 FC 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)運算和可重復(fù)使用的運算（例如數(shù)學(xué)計算）或者執(zhí)行工藝功能（如使用位邏輯運算執(zhí)行獨立的控制）。 FC 也可以在程序中的不同位置多次調(diào)用。 此重復(fù)使用簡化了對經(jīng)常重復(fù)發(fā)生的任務(wù)的編程。

FC 不具有相關(guān)的背景數(shù)據(jù)塊 (DB)。 對于用于計算該運算的臨時數(shù)據(jù)，F(xiàn)C 采用了局部數(shù)據(jù)堆棧。 不保存臨時數(shù)據(jù)。 要*存儲數(shù)據(jù)，可將輸出值賦給全局存儲器位置，如 M 存儲器或全局 DB。

功能塊 (FB)

功能塊 (FB) 是使用背景數(shù)據(jù)塊保存其參數(shù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)的代碼塊。 FB 具有位于數(shù)據(jù)塊

(DB) 或“背景”DB 中的變量存儲器。 背景 DB 提供與 FB 的實例（或調(diào)用）關(guān)聯(lián)的一塊存儲區(qū)并在 FB 完成后存儲數(shù)據(jù)。 可將不同的背景 DB 與 FB 的不同調(diào)用進行關(guān)聯(lián)。 通過背景 DB 可使用一個通用 FB 控制多個設(shè)備。 通過使一個代碼塊對 FB 和背景 DB 進行調(diào)用，來構(gòu)建程序。 然后，CPU 執(zhí)行該 FB 中的程序代碼，并將塊參數(shù)和靜態(tài)局部數(shù)據(jù)存儲在背景 DB 中。 FB 執(zhí)行完成后，CPU 會返回到調(diào)用該 FB 的代碼塊中。 背景 DB 保留該 FB 實例的值。 隨后在同一掃描周期或其它掃描周期中調(diào)用該功能塊時可使用這些值。

可重復(fù)使用的代碼塊和關(guān)聯(lián)的存儲區(qū)

用戶通常使用 FB 控制在一個掃描周期內(nèi)未完成其運行的任務(wù)或設(shè)備的運行。 要存儲運行參數(shù)以便從一個掃描快速訪問到下一個掃描，用戶程序中的每一個 FB 都具有一個或多個背景 DB。 調(diào)用 FB 時，也需要包含塊參數(shù)以及用于該調(diào)用或 FB “實例”的靜態(tài)局部數(shù)據(jù)的背景 DB。 FB 完成執(zhí)行后，背景 DB 將保留這些值。

通過設(shè)計用于通用控制任務(wù)的 FB，可對多個設(shè)備重復(fù)使用 FB，方法是：為 FB 的不同調(diào)用選擇不同的背景 DB。

FB 將 Input、Output 和 InOut 以及靜態(tài)參數(shù)存儲在背景數(shù)據(jù)塊中。

在背景數(shù)據(jù)塊中分配起始值

背景數(shù)據(jù)塊存儲每個參數(shù)的默認(rèn)值和起始值。 起始值提供在執(zhí)行 FB 時使用的值。 然后可在用戶程序執(zhí)行期間修改起始值。

FB 接口還提供一個“默認(rèn)值”(Default value) 列，使您能夠在編寫程序代碼時為參數(shù)分配新的起始值。 然后將 FB 中的這個默認(rèn)值傳給關(guān)聯(lián)背景數(shù)據(jù)塊中的起始值。 如果不在 FB 接口中為參數(shù)分配新的起始值，則將背景數(shù)據(jù)塊中的默認(rèn)值復(fù)制到起始值。

使用帶多個 DB 的單個 FB

下圖顯示了三次調(diào)用同一個 FB 的 OB，方法是針對每次調(diào)用使用一個不同的數(shù)據(jù)塊。 該結(jié)構(gòu)使一個通用 FB 可以控制多個相似的設(shè)備（如電機），方法是在每次調(diào)用時為各設(shè)備分配不同的背景數(shù)據(jù)塊。 每個背景 DB 存儲單個設(shè)備的數(shù)據(jù)（如速度、加速時間和總運行時間）。

在此實例中，F(xiàn)B 22 控制三個獨立的設(shè)備，其中 DB 201 用于存儲*個設(shè)備的運行數(shù)

據(jù)，DB 202 用于存儲第二個設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，DB 203 用于存儲第三個設(shè)備的運行數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)塊 (DB)

在用戶程序中創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊 (DB) 以存儲代碼塊的數(shù)據(jù)。 用戶程序中的所有程序塊都可訪問全局 DB 中的數(shù)據(jù)，而背景 DB 僅存儲特定功能塊 (FB) 的數(shù)據(jù)。

了解數(shù)據(jù)*性

相關(guān)代碼塊執(zhí)行完成后，DB 中存儲的數(shù)據(jù)不會被刪除。 有兩種類型的 DB：

全局 DB 存儲程序中代碼塊的數(shù)據(jù)。 任何 OB、FB 或 FC 都可訪問全局 DB 中的數(shù)據(jù)。

背景 DB 存儲特定 FB 的數(shù)據(jù)。 背景 DB 中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)反映了 FB 的參數(shù)（Input、

Output 和 InOut）和靜態(tài)數(shù)據(jù)。 （FB 的臨時存儲器不存儲在背景 DB 中。）

說明

盡管背景 DB 反映特定 FB 的數(shù)據(jù)，然而任何代碼塊都可訪問背景 DB 中的數(shù)據(jù)。

可將 DB 組態(tài)為只讀：

在項目瀏覽器中右鍵單擊相應(yīng) DB，然后在右鍵快捷菜單中選擇“屬性”(Properties)。

在“屬性”(Properties) 對話框中選擇“特性”(Attributes)。

選擇“在設(shè)備中寫保護數(shù)據(jù)塊”(Data block write-protected in the device) 選項并單擊“確定”(OK)。

創(chuàng)建可重復(fù)使用的代碼塊

使用項目瀏覽器中“程序

塊”(Program blocks) 下的“添加新塊”(Add new block) 對話框創(chuàng)建

OB、FB、FC 和全局 DB。

創(chuàng)建代碼塊時，需要為塊選擇編程語言。 無需為 DB 選擇語言，因為它僅用于存儲數(shù)據(jù)。

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