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PLC编程如何更高效及定义程序的结构
荣久学院 ● 2018-12-26 16:58:48

    为了支持结构化程序设计,STEP 7将用户程序分类归并为不同的块,根据程序要求,可选用组织块(OB)、功能块(FB)、或功能(FC)三种类型的逻辑块,而数据块(DB)或(DI)则用来存储执行用户程序时所需的数据。

 

    三种编程方法:

 

    1)线性编程:将整个用户程序写在一个指令连续的块中,处理器线性地或顺序地扫描程序的每条指令。

    2)分部编程:将用户程序分成相对独立的指令块、每个块包含给定的部件组或作业组的控制逻辑。

    3)结构化编程:要求用户程序提供一些通用的指令块,以便控制一类相似或相同的部件,给通用指令提供的参数进一步说明各部件的控制差异。

 

    ▍一、数据块及其数据结构

 

    用户程序运行所需的大量数据或变量存储在数据块中,数据块也是实现各逻辑块之间交换、传递和共享数据的重要途径。 对于CPU 314,用作数据块的存储器最多8KB,用户定义的数据总量不能超过这个限制。对于数据块必须遵循先定义后使用的原则。

 

    1、定义数据块

 

    定义内容包括数据块号及块中的变量(包括:变量符号名,数据类型以及初始值等)数据块在使用前,必须作为用户程序的一部分下载到CPU 中。

 

    2、访问数据块

 

    访问时需要明确数据块号和数据块中的数据类型与位置。根据明确数据块号的不同方法,可以用以多种方法访问数据块中的数据。


1.png

 

    由于有两个数据块寄存器(DB和DI寄存器),所以,最多可以同时打开两个数据块。一个作为背景数据块,数据块的起始地址存储在DI寄存 器中;另一个作为共享数据块,数据块的起始地址存储在DB寄存器中。 打开背景数据块,在调用FB时可以自动实现,由于调用FB时使用DI 寄存器,所以,一般不在FB程序中用OPN DI n指令打开数据块。

 

    3、背景数据块和共享数据块

 

    任何FB、FC或OB均可读写存放在共享数据块中的数据。背景数据块是FB运行时的工作存储区,它存放FB的部分运行变量。调用FB时, 必须指定一个相关的背景数据块。作为规则,只有FB块才能访问存放 在背景数据块中的数据。

 

    一般情况下,每个FB都有一个对应的背景数 据块,一个FB也可以使用不同的背景数据块。如果几个FB需要的背景数据完全相同,为节省存储器,则可以定义成一个背景数据块,供它们分别使用。

 

▍二、数据结构


数据结构形式

 

    1、用户数据类型

 

    STEP 7允许将基本或复式组合成“用户”自已定义的数据类型,这种类型称为用户数据类型(UDT)。用户数据类型必须首先单独建立,并存放 在称为UDT的特殊数据块中。

 

    建立用户数据类型的目的,是为了将UDT作为一种数据类型使用,以方便定义多个结构相同的构造变量。

 

    2、功能块编程及调用

 

    一个程序由许多部分(子程序)组成,STEP 7将这些部分称为逻辑块,并允许块间相互调用。


调用功能块

 

    功能块由两个主要部分组成:一部分是每个功能块的变量声明表,变量声表声明此块的局部数据;另一部分是逻辑指令组成的程序,程序要用到变量声明表中给出的局部数据。

 

    当调用功能块时,需要提供块执行时要用到的数据或变量,也就是将外部数据传递给功能块,这称为参数传递。

 

    3、变量声明表(局部数据)

 

    局部数据分为参数和局部变量两大类,局部变量又包括静态变量和临时变量(暂态变量)两种。参数是在调用块和被调用块间传递的数据。静态变量和临时变量是仅供逻辑块本身使用的数据。


局部数据类型

 

    4、逻辑块局部数据的数据类型

 

    在变量声明表中,要明确局部数据的数据类型,这样操作系统才能给变量分配确定的存储空间。局部数据可以是基本数据类型或是复式数据类型, 也可以是专门用于参数传递的所谓“参数类型”。


参数类型

 

    STEP 7对分配给块局部数据(在变量声明表中)的数据类型(基本、复式、参数)是有一定限制的。


6.png

 

    STEP 7允许用物理地址(绝对地址)或符号地址或常数等形式作为实参给形参赋值,但对于不同的形参类型,STEP 7限制了赋值形式。


限制赋值形式

 

    5、功能块编程与调用

 

    举例对功能块编程分两步进行:第一步工作是定义局部变量(填写局部变量表);

 

    第二步是编写要执行的程序。写功能块程序时,可以两种方式使用局部变量:

 

    ① 使用变量名,此时变量名前缀“#”,以区别于在符号表中定义的符号地址,增量方式下,前缀 会自动产生;

 

    ② 直接使用局部变量的地址,这种方式只对背景数据块和L堆 栈有效。

 

    例一:二分频器

    二分频器是一种具有一个输入端和一个输出端的功能单元,输出频率为输入频率的一半。

 

    ● FC1的变量声明表


8.png

 

    ● FC1梯形图程序


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    ● OB1调用梯形图程序


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    例二:时钟脉冲发生器

 

    使用定时器实现自由设定时钟脉冲发生器功能脉冲占空系数1:1。

 

    ● FC1变量声明表


变量声明

 

    ● FC1梯形图程序


FC1梯形图

 

    ● OB1调用梯形图程序


OB1调用梯形图

 

    ▍三、可编程序控制器应用设计

 

    PLC系统设计步骤:


PLC系统设计步骤

 

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