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第5章S7-300程序結構與程序設計,電氣控制技術與PLC應用,2,,5.1S7-300CPU中的程序S7-300CPU程序分操作系統(tǒng)和用戶程序：操作系統(tǒng)：由PLC的生產(chǎn)廠家提供，完成PLC起動、刷新、調(diào)用用戶程序、中斷/診斷/通信處理等任務。用戶程序：用戶為完成特定的任務而編寫的應用程序，由STEP7編寫，編譯后下載到PLC的CPU中。,第5章S7-300程序結構與程序設計,3,,5.1.1用戶程序中的塊STEP7用文件塊的形式管理用戶編寫的程序及程序運行所需的數(shù)據(jù)，組成結構化的用戶程序。結構化編程可使程序組織明確、結構清晰、易于閱讀和修改。STEP7用戶程序塊：組織塊(OB)功能塊(FB)功能(FC)數(shù)據(jù)塊(DB),4,1.組織塊OBOB1是主程序循環(huán)塊，在任何情況下都必須存在。OB100~OB102用于系統(tǒng)初始化——只上電執(zhí)行一次。OB10~OB17用于日期時間中斷——CPU屬性設置。OB30~OB38用于循環(huán)中斷——CPU屬性設置。,OB10...17日期時間中斷,OB80...87異步錯誤,OB20...23延時中斷,定期的程序執(zhí)行,OB30...38循環(huán)中斷,事件驅(qū)動的程序執(zhí)行,OB40...47硬件中斷,,,,,,,,,,,,OB121,122同步錯誤,,,5,2.功能塊FB和功能FCFB、FC是用戶“子程序”；FB帶“記憶”功能，數(shù)據(jù)記憶在FB帶有的背景數(shù)據(jù)塊DB(InstanceDataBlock)中；在FB塊結束時數(shù)據(jù)繼續(xù)保持，即被“記憶”。功能FC不帶“記憶”，沒有背景數(shù)據(jù)塊。3.系統(tǒng)功能塊SFB和系統(tǒng)功能SFCSFB和SFC集成在S7功能程序庫中；用戶可以直接調(diào)用，但不能修改。,,6,4.數(shù)據(jù)塊DBDB是用戶定義的用于存取數(shù)據(jù)的存儲區(qū)，可以被打開或關閉。DB可以是某個FB的背景數(shù)據(jù)塊；也可以是通用的全局數(shù)據(jù)塊，用于FB或FC的數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)塊分類：全局(共享)數(shù)據(jù)塊背景數(shù)據(jù)塊用戶定義數(shù)據(jù)塊。,,7,,8,5.FC和FB的區(qū)別FB帶自己的存儲區(qū)(背景數(shù)據(jù)塊);FC不帶存儲區(qū);調(diào)用FB可以通過背景數(shù)據(jù)塊傳遞參數(shù)，因此必須指定一背景數(shù)據(jù)塊；調(diào)用FC必須通過實參和形參互傳參數(shù)。,,9,塊調(diào)用的分層結構,,STEP7的塊,11,5.1.2用戶程序設計方法：1.線性化編程把用戶程序全部放置在一個循環(huán)程序塊(OB1)中，塊中的程序按順序逐條執(zhí)行；CPU通過反復執(zhí)行OB1來實現(xiàn)自動化控制任務。這種結構和PLC所代替的硬接線繼電器控制類似。2.模塊化編程(分部式)把整個程序按任務分成若干個部分，并分別放置在不同的功能(FC)、功能塊(FB)及組織塊中；在一個塊中可以進一步分解成段。在組織塊OB1中包含按順序調(diào)用這些塊的指令，并控制程序執(zhí)行。,,12,3.結構化編程根據(jù)控制任務，把過程要求類似或相關的功能進行分類，分割為幾個通用的小任務，這些小任務用相應的程序段表示，稱為塊(FC或FB)。OB1通過調(diào)用這些程序塊來完成自動化控制任務。特點：每個塊(FC或FB)在OB1中可能會被多次調(diào)用，以完成相同工藝要求但不同參數(shù)的控制對象。簡化程序設計過程、減小代碼長度、提高編程效率。適合較復雜的自動化控制任務的設計。,,13,5.2數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)存儲5.2.1數(shù)據(jù)存儲區(qū)數(shù)據(jù)以變量形式存儲，且具唯一。數(shù)據(jù)可以存儲在PII、PIQ、M、L堆棧和DB中。數(shù)據(jù)可以基本數(shù)據(jù)類型、復雜數(shù)據(jù)類型或參數(shù)類型。全局變量——符號表或共享數(shù)據(jù)塊中聲明的變量。局部變量——OB、FC和FB的變量聲明表中的變量。,,14,5.2.2數(shù)據(jù)塊1.數(shù)據(jù)塊的分類符號表：只為方便程序閱讀，用于給變量設定名稱；符號表中變量為全局變量，可在程序所有地方使用。全局(共享)數(shù)據(jù)塊：存儲全局數(shù)據(jù)，所有邏輯塊(OB、FC、FB)都可以訪問共享數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)。背景數(shù)據(jù)塊：私有存儲器區(qū)，只用作FB的存儲器。背景數(shù)據(jù)塊中包含了FB的參數(shù)和靜態(tài)變量。背景數(shù)據(jù)塊由編輯器生成，不能由用戶編輯。用戶定義數(shù)據(jù)塊：以UDT為模板所生成的數(shù)據(jù)塊。,,15,2.數(shù)據(jù)塊寄存器CPU有兩個數(shù)據(jù)塊寄存器：DB(共享數(shù)據(jù)塊)：DBX、DBB、DBW、DBDDI(背景數(shù)據(jù)塊)：DIX、DIB、DIW、DID可以同時被打開。,,16,5.2.3數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)塊中含有不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)；在STEP7數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)包括：基本數(shù)據(jù)類型復雜數(shù)據(jù)類型用戶定義數(shù)據(jù)類型(UDT),,17,5.2.4建立數(shù)據(jù)塊STEP7中，只要使用數(shù)據(jù)塊就必須先建立數(shù)據(jù)塊，并在塊中定義變量。數(shù)據(jù)塊定義：變量名、數(shù)據(jù)類型以及初始值等。數(shù)據(jù)塊中變量的順序及類型決定了數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)結構，變量的數(shù)量決定了數(shù)據(jù)塊的大小。說明：數(shù)據(jù)塊建好后，必須同程序塊一起下載到CPU中才能被程序訪問，否則CPU進入STOP狀態(tài)。,,18,方法1：用SIMATICManager創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊。,,,,,19,方法2：用S7程序編輯器創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊。,,,20,新建DB類型選擇窗口,,,21,編輯共享數(shù)據(jù)塊(變量定義),,22,5.2.5訪問數(shù)據(jù)塊用戶程序有多個數(shù)據(jù)塊，在訪問數(shù)據(jù)塊時，必須指明數(shù)據(jù)塊的編號、數(shù)據(jù)類型與位置。如果訪問不存在的數(shù)據(jù)單元或數(shù)據(jù)塊，又沒有編寫錯誤處理OB塊，CPU將進入STOP模式。,,23,數(shù)據(jù)塊的尋址,,24,1.打開數(shù)據(jù)塊然后訪問數(shù)據(jù)可用裝入L或傳送T指令訪問已經(jīng)打開的DB塊?！纠?-2-2】打開并訪問共享數(shù)據(jù)塊。,,25,【例5-2-3】打開并訪問背景數(shù)據(jù)塊。,,26,2.直接訪問數(shù)據(jù)塊指令中直接給出數(shù)據(jù)塊的編號和數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)塊中的地址?？梢杂媒^對地址，也可用符號地址直接訪問數(shù)據(jù)塊。⑴用絕對地址直接訪問數(shù)據(jù)塊：,⑵用符號地址直接訪問數(shù)據(jù)塊：,,27,5.3邏輯塊(FC和FB)的結構及編程邏輯塊——FC、FB和OB。FB：帶有背景數(shù)據(jù)塊，其數(shù)據(jù)結構與該FB參數(shù)相同。FB調(diào)用結束后數(shù)據(jù)保存在背景數(shù)據(jù)塊中。FC：不帶背景數(shù)據(jù)塊，F(xiàn)C調(diào)用結束后數(shù)據(jù)不保存。OB：由操作系統(tǒng)直接調(diào)用。,,28,5.3.1邏輯塊(FC和FB)的結構邏輯塊由變量聲明表、代碼段及其屬性等部分組成。,,29,FB的變量聲明表,FC的變量聲明表,,30,1.局部變量聲明表邏輯塊上部都有變量聲明表——局部變量聲明表。,局部數(shù)據(jù)分為參數(shù)和局部變量。局部變量包括靜態(tài)變量和臨時變量。,,31,數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)的存儲：FB：帶有背景數(shù)據(jù)塊，內(nèi)部包含參數(shù)變量，F(xiàn)B的運行結果保存在背景數(shù)據(jù)塊中。在調(diào)用FB時，若沒有提供實參，則功能塊使用背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)值。FC：不帶背景數(shù)據(jù)塊，不能使用靜態(tài)變量。在調(diào)用FC時，必須使用實參。OB：調(diào)用OB由操作系統(tǒng)管理的，用戶不能參與。,,32,2.邏輯塊局部變量的數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型、復式數(shù)據(jù)類型、參數(shù)類型。參數(shù)類型包括定時器、計數(shù)器、塊的地址或指針等。,,33,局部變量的設置如下：,,34,5.3.2邏輯塊(FC和FB)的編程對邏輯塊編程時必須編輯下列三個部分：?變量聲明：定義形參、靜態(tài)變量(FC沒有)和臨時變量；選擇變量名(Name)、數(shù)據(jù)類型(DataType)；如果需要，設置變量初始值(InitialValue)、加注釋(Comment)。局部變量的地址(Address)由STEP7自動產(chǎn)生。?代碼段：用不同編程語言對PLC進行編程。?塊屬性：塊屬性包含一些附加信息。,,35,1.臨時變量的定義和使用,,36,2.形式參數(shù)的定義形式參數(shù)有3種：IN：只讀，輸入OUT：只寫，輸出IN_OUT：讀/寫，輸入/輸出,,37,,,38,3.編寫控制程序編寫邏輯塊（FC和FB）程序時，可以用以下兩種方式使用局部變量：①使用變量名：變量名前加前綴“#”。②使用局部變量的地址，只適用于背景數(shù)據(jù)塊。在調(diào)用FB塊時，要指定背景數(shù)據(jù)塊。,,39,梯形圖編程的基本規(guī)則觸點只能與左母線相連，不能與右母線相連；線圈只能與右母線相連，不能直接與左母線相連，右母線可以省略；線圈可以并聯(lián)，不能串聯(lián)連接；指令執(zhí)行順序：從左到右，從上到下。,,