S7-1200 PLC原理及應(yīng)用基礎(chǔ) 課件 第4章 S7-1200 PLC用戶程序結(jié)構(gòu)

第4章S7-1200PLC用戶程序結(jié)構(gòu)摘要ABSTRACTS7-1200的程序結(jié)構(gòu)可分為線性化結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)兩類，主要以“塊”的形式管理用戶程序和數(shù)據(jù)。在TIA博途編程環(huán)境中，通過在程序塊內(nèi)部或程序塊之間的調(diào)用，實現(xiàn)程序運行與控制任務(wù)。本章主要介紹S7-1200中的組織塊、函數(shù)、函數(shù)塊、數(shù)據(jù)塊等，學(xué)習本章內(nèi)容可以幫助用戶創(chuàng)建高效、實用的工程程序。本章學(xué)習目標知識目標①了解S7-1200PLC常見的用戶程序結(jié)構(gòu)。②熟悉S7-1200PLC用戶程序中的各種塊及其應(yīng)用特點。③熟悉和掌握函數(shù)和函數(shù)塊的特點和應(yīng)用方法。④了解用戶程序中塊調(diào)用的工作機制。⑤掌握數(shù)據(jù)塊的創(chuàng)建、使用方法以及屬性設(shè)置等。本章學(xué)習目標能力目標①能夠根據(jù)控制要求合理設(shè)計用戶程序結(jié)構(gòu)。②初步掌握函數(shù)和函數(shù)塊的生成和設(shè)計，并在實際應(yīng)用中靈活選用。③能夠在實際應(yīng)用中靈活選用組織塊。④能夠生成數(shù)據(jù)塊并合理應(yīng)用。⑤能夠根據(jù)控制要求合理選擇多重背景數(shù)據(jù)塊組織程序結(jié)構(gòu)。本章學(xué)習目標素質(zhì)目標①培養(yǎng)勇于創(chuàng)新、掌握先進控制技術(shù)的責任感和使命感。②樹立行業(yè)規(guī)范與標準意識，培養(yǎng)嚴謹求實的精神。③樹立獨立思考、辯證分析的意識。④通過項目任務(wù)實施，培養(yǎng)團隊協(xié)作共同體意識。1目錄CONTENTS程序結(jié)構(gòu)簡介2函數(shù)與函數(shù)塊組織塊43數(shù)據(jù)塊5交叉引用表與程序信息6職業(yè)技能訓(xùn)練4一、程序結(jié)構(gòu)簡介S7-1200的程序結(jié)構(gòu)可分為線性化結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)兩類，主要以“塊”的形式管理用戶程序和數(shù)據(jù)。在TIA博途編程環(huán)境中，通過在程序塊內(nèi)部或程序塊之間的調(diào)用，實現(xiàn)程序運行與控制任務(wù)。

將一個相對復(fù)雜的任務(wù)分解為“塊”，各種“塊”各司其職，通過對塊的組織共同完成控制任務(wù)；就像我們通過團隊方式完成任務(wù)時，每個人都有職責和分工，通過團結(jié)協(xié)作才能取得最后的成功。采用塊結(jié)構(gòu)的程序組織形式顯著地增加了PLC程序的組織透明性、可理解性和易維護性。1.塊的類型S7-1200PLC的塊包括組織塊（OB）、函數(shù)（FC）、函數(shù)塊（FB）和數(shù)據(jù)塊（DB），而數(shù)據(jù)塊又包括全局數(shù)據(jù)塊和背景數(shù)據(jù)塊。其中的OB、FB、FC都包含程序，統(tǒng)稱為代碼(code)塊。代碼塊的個數(shù)沒有限制，但是受到存儲器容量的限制。塊簡要描述組織塊(OB)操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，決定用戶程序的結(jié)構(gòu)函數(shù)塊(FB)

用戶編寫的包含經(jīng)常使用的功能的子程序，有專用的背景數(shù)據(jù)塊

函數(shù)(FC)

用戶編寫的包含經(jīng)常使用的功能的子程序，沒有專用的背景數(shù)據(jù)塊

背景數(shù)據(jù)塊(DB)

用于保存FB的輸入變量、輸出變量和靜態(tài)變量，其數(shù)據(jù)在編譯時自動生成

全局數(shù)據(jù)塊(DB)

存儲用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，供所有的代碼塊共享

1.塊的類型

不嚴謹?shù)恼f，組織塊（OB）可以相當于主程序，函數(shù)塊（FB）和函數(shù)（FC）可以相當于子程序，數(shù)據(jù)塊（DB）可以相當于數(shù)據(jù)存儲區(qū)。

（1）組織塊(OrganizationBlock，OB)是操作系統(tǒng)與用戶程序之間的接口，組織塊由操作系統(tǒng)調(diào)用，用于處理啟動行為、循環(huán)程序執(zhí)行、中斷驅(qū)動的程序執(zhí)行和錯誤處理事件。組織塊控制用戶程序的執(zhí)行，CPU中的特定事件可觸發(fā)組織塊的執(zhí)行，其它組織塊、功能或功能塊不能調(diào)用組織塊。

（2）函數(shù)塊(FunctionBlock，F(xiàn)B)也可稱為功能塊。函數(shù)塊是用戶編寫的包含經(jīng)常使用的功能的子程序。由于運行過程中需要調(diào)用各種參數(shù)，因此產(chǎn)生了背景數(shù)據(jù)塊DB，所以需要用到的數(shù)據(jù)就存儲在了背景數(shù)據(jù)塊DB中。即使結(jié)束調(diào)用，數(shù)據(jù)也不丟失。

（3）函數(shù)（Function，F(xiàn)C）也可稱為功能。函數(shù)也是用戶編寫的包含經(jīng)常使用的功能的子程序。與FB的區(qū)別是，F(xiàn)C無專用的背景數(shù)據(jù)塊。FC是快速執(zhí)行的代碼塊，可用于完成標準的和可重復(fù)使用的操作，例如算術(shù)運算，或完成技術(shù)功能，例如使用位邏輯運算的控制。FC沒有固定的存儲區(qū)，F(xiàn)C執(zhí)行結(jié)束后，其臨時變量中的數(shù)據(jù)將丟失。

（4）數(shù)據(jù)塊（DataBlock，DB）分為背景數(shù)據(jù)塊和全局數(shù)據(jù)塊兩種。背景數(shù)據(jù)塊是專門用于保存函數(shù)塊（FB）中的輸入變量、輸出變量和靜態(tài)變量的。其中的數(shù)據(jù)在編譯時自動生成。全局數(shù)據(jù)塊是一片存儲用戶數(shù)據(jù)的區(qū)域，供所有的代碼塊訪問。全局數(shù)據(jù)塊也被稱為共享數(shù)據(jù)塊。2.用戶程序結(jié)構(gòu)組織用戶可根據(jù)實際要求，選擇線性化結(jié)構(gòu)或模塊化結(jié)構(gòu)創(chuàng)建用戶程序：

線性程序按照順序逐條執(zhí)行用于自動化任務(wù)的所有指令。通常線性程序?qū)⑺兄噶畲a都放入循環(huán)執(zhí)行程序的OB（如OB1）中。

模塊化程序則調(diào)用可執(zhí)行特定任務(wù)的代碼塊（如FB、FC）。要創(chuàng)建模塊化結(jié)構(gòu)程序，需要將復(fù)雜的自動化任務(wù)分解為更小的次級任務(wù)，每個代碼塊都為每個次級任務(wù)提供相應(yīng)的程序代碼段，通過從另一個塊調(diào)用其中的一個代碼塊來構(gòu)建程序。2.用戶程序結(jié)構(gòu)組織被調(diào)用的代碼塊又可以調(diào)用別的代碼塊，這種調(diào)用稱為嵌套調(diào)用，如圖所示。OB1是用戶程序的主程序（Main），使用時必須包含OB1。CPU操作系統(tǒng)會在每一個掃描周期，循環(huán)掃描執(zhí)行OB1中的程序，而對于FB或者FC需要在OB1中調(diào)用后，才會被CPU掃描執(zhí)行。在塊調(diào)用中，調(diào)用者可以是各種代碼塊，被調(diào)用的塊是OB之外的代碼塊。調(diào)用FB時需要為它指定一個背景數(shù)據(jù)塊。二、函數(shù)與函數(shù)塊1.函數(shù)FC及其應(yīng)用（1）函數(shù)FC簡介

函數(shù)（Function，F(xiàn)C）也可稱為功能，是不含存儲區(qū)的代碼塊，常用于對一組輸入值執(zhí)行特定運算，例如：可使用FC執(zhí)行標準運算和可重復(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，簡化了對經(jīng)常重復(fù)發(fā)生的任務(wù)的編程。FC沒有相關(guān)的背景數(shù)據(jù)塊(DB)，沒有可以存儲塊參數(shù)值的數(shù)據(jù)存儲器，因此，調(diào)用函數(shù)時，必須給所有形參分配實參。對于用于FC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)。要永久性存儲數(shù)據(jù)，可將輸出值賦給全局存儲器位置，如M存儲器或全局數(shù)據(jù)塊DB。FC還支持無形參編程，用以優(yōu)化OB的程序結(jié)構(gòu)，此時不需要任何接口參數(shù)。1.函數(shù)FC及其應(yīng)用（2）生成函數(shù)FC生成函數(shù)（FC）的步驟是：建立一個TIA博途項目，在項目視圖的項目樹中選中“已經(jīng)添加的設(shè)備”（如：PLC_1），雙擊“程序塊”下的“添加新塊”，即可彈出要插入塊的界面，選擇“函數(shù)（FC）”并為FC命名，點擊確定即可。（3）函數(shù)FC的應(yīng)用【實例4-1】用FC實現(xiàn)電機的起保停控制（實參編程與絕對調(diào)用方式）。

創(chuàng)建函數(shù)FC并命名為“電機起保停-絕對調(diào)用”，之后選擇編程語言（本例為LAD），最后單擊“確定”按鈕，將彈出函數(shù)的程序編輯器界面。在程序界面編寫控制程序。在TIA博途軟件項目視圖項目樹中，雙擊“Main[OB1]”，打開主程序塊。選中新創(chuàng)建的函數(shù)“電機起保停-絕對調(diào)用[FC1]”，并將其拖拽到程序編輯器中，如圖所示。1.函數(shù)FC及其應(yīng)用在實例4-1中，電機起保停程序在FC1中編寫，在OB1中調(diào)用；此程序也可以在OB1中編寫，實現(xiàn)的功能一樣。對于多臺相同控制功能的電機控制來說顯然靈活性不夠，需要多次編寫起保停程序段。1.函數(shù)FC及其應(yīng)用

【實例4-2】用FC實現(xiàn)電機的起保?？刂疲ㄐ螀⒕幊膛c參數(shù)調(diào)用方式）。

創(chuàng)建函數(shù)的局部變量。將鼠標的光標放在FC2的程序區(qū)最上面的分隔條上，按住鼠標的左鍵往下拉動分隔條，上面是功能的界面（Interface）區(qū)，如圖所示。函數(shù)FC的局部接口變量意義如下：1)Input(輸入?yún)?shù))：只讀，調(diào)用時將用戶程序數(shù)據(jù)傳遞到FC中。實參可以為常數(shù)。2)Output(輸出參數(shù))：讀寫，函數(shù)調(diào)用時將FC執(zhí)行結(jié)果傳遞到用戶程序中。實參不能為常數(shù)。3)InOut(輸入_輸出參數(shù))：在塊調(diào)用之前讀取輸入/輸出參數(shù)并在塊調(diào)用之后寫入。實參不能為常數(shù)。4)Temp(臨時數(shù)據(jù))：暫時保存在局部數(shù)據(jù)堆棧中的數(shù)據(jù)。5）Constant（常量）只讀，聲明常量符號名后，F(xiàn)C中可以使用符號名代替常量。6)Return中的Ret_Val(返回值)，屬于輸出參數(shù)。1.函數(shù)FC及其應(yīng)用

【實例4-2】用FC實現(xiàn)電機的起保?？刂疲ㄐ螀⒕幊膛c參數(shù)調(diào)用方式）。

在接口界面中創(chuàng)建局部變量，先選中Input，新建參數(shù)“Start”和“Stop”，數(shù)據(jù)類型“Bool”。再選中InOut，新建參數(shù)“Motor”，數(shù)據(jù)類型為“Bool”。然后使用用局部變量編寫控制程序。生成局部變量時，不需要指定存儲器地址；根據(jù)各變量的數(shù)據(jù)類型，程序編輯器自動地為所有局部變量指定存儲器地址。1.函數(shù)FC及其應(yīng)用

【實例4-2】用FC實現(xiàn)電機的起保停控制（形參編程與參數(shù)調(diào)用方式）。調(diào)用函數(shù)FC2。選中新創(chuàng)建的函數(shù)“電機起保停-參數(shù)調(diào)用[FC2]”，并將其拖拽到“Main[OB1]”程序編輯器中，并為形參指定實參。

如圖所示，在程序段2中調(diào)用了2次FC2。如果將整個項目下載到PLC中，就可以實現(xiàn)兩臺電機的“起保停”控制。通常，使用形參編程比較靈活，使用比較方便，特別對于重復(fù)功能的編程來說，僅需要在調(diào)用時改變實參即可，便于用戶閱讀及程序維護，而且能實現(xiàn)模塊化編程。1.函數(shù)FC及其應(yīng)用（4）專有技術(shù)保護單擊選中生成的FC，執(zhí)行菜單命令“編輯”→“專有技術(shù)保護”，在打開的對話框中輸入密碼和密碼的確認值，如圖所示。完成操作后則該FC被加密。說明：如果想要刪除或更改密碼，首先要把該代碼塊的程序編輯界面關(guān)閉，否則“編輯”菜單中沒有“專有技術(shù)保護”選項。關(guān)閉程序編輯界面后，用戶選擇“專有技術(shù)保護”選項，在出現(xiàn)的對話框中輸入原有的密碼后，可以修改或刪除密碼。2.函數(shù)塊FB及其應(yīng)用（4）專有技術(shù)保護單擊選中生成的FC，執(zhí)行菜單命令“編輯”→“專有技術(shù)保護”，在打開的對話框中輸入密碼和密碼的確認值，如圖所示。完成操作后則該FC被加密。說明：如果想要刪除或更改密碼，首先要把該代碼塊的程序編輯界面關(guān)閉，否則“編輯”菜單中沒有“專有技術(shù)保護”選項。關(guān)閉程序編輯界面后，用戶選擇“專有技術(shù)保護”選項，在出現(xiàn)的對話框中輸入原有的密碼后，可以修改或刪除密碼。2.函數(shù)塊FB及其應(yīng)用（1）函數(shù)塊FB簡介函數(shù)塊(FunctionBlock，F(xiàn)B)又稱為功能塊。FB的典型應(yīng)用是執(zhí)行不能在一個掃描周期結(jié)束的操作。調(diào)用函數(shù)塊時，需要指定背景數(shù)據(jù)塊，背景數(shù)據(jù)塊是函數(shù)塊專用的存儲區(qū)。CPU執(zhí)行FB中的程序代碼，將塊的輸入、輸出參數(shù)和局部靜態(tài)變量保存在背景數(shù)據(jù)塊中，函數(shù)塊執(zhí)行完畢后背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會丟失。（2）生成函數(shù)塊FB生成函數(shù)塊（FB）的步驟和生成函數(shù)（FC）類似，不同的是在“添加新塊”時，選擇“函數(shù)塊（FB）”，并為FB命名，點擊確定即可。（3）函數(shù)塊FB的應(yīng)用

下面通過一個具體實例講解函數(shù)塊FB的應(yīng)用?！緦嵗?-4】使用函數(shù)塊實現(xiàn)電機及冷卻風扇的控制。2.函數(shù)塊FB及其應(yīng)用【實例4-4】使用函數(shù)塊實現(xiàn)電機及冷卻風扇的控制。

控制要求：按下啟動按鈕后，電機和冷卻風扇啟動運行；按下停止按鈕后，電機立即停止運行，冷卻風扇延時一段時間后再停止運行。要求使用函數(shù)塊編程實現(xiàn)?！窘狻勘纠紫纫x接口區(qū)的形參，然后用形參編寫控制邏輯，最后進行調(diào)用。（1）創(chuàng)建一個FB，命名為“電機和冷卻風扇”的函數(shù)塊，并打開。（2）生成FB的局部變量用戶可以在FB接口區(qū)定義局部變量，如圖4-13所示，與函數(shù)FC類似，函數(shù)塊FB的局部變量也有Input參數(shù)、Output參數(shù)、InOut參數(shù)和Temp參數(shù)；此外，函數(shù)塊增加了Static參數(shù)，在Static（靜態(tài)變量）定義的變量下一次調(diào)用時，靜態(tài)變量的值保持不變。2.函數(shù)塊FB及其應(yīng)用【實例4-4】使用函數(shù)塊實現(xiàn)電機及冷卻風扇的控制。編寫FB程序

在打開的FB1中的程序編輯視窗中編寫控制程序；在本程序中，TOF定時器的參數(shù)用靜態(tài)變量“定時器DB”來保存。在為TOF定時器選擇背景數(shù)據(jù)塊的時候，選擇“多重實例”，并在接口參數(shù)中名稱下拉菜單中選擇“#定時器DB”，如圖所示。2.函數(shù)塊FB及其應(yīng)用【實例4-4】使用函數(shù)塊實現(xiàn)電機及冷卻風扇的控制。在OB1中調(diào)用并調(diào)試FB程序調(diào)用FB時，會彈出“調(diào)用選項”對話框，可以輸入FB1背景數(shù)據(jù)塊的名稱，一般采用默認即可。雙擊查看生產(chǎn)背景數(shù)據(jù)塊，可以看到其中的數(shù)據(jù)與FB1接口區(qū)數(shù)據(jù)是一致的。在OB1中我們調(diào)用兩次FB1（第二次調(diào)用也要為FB1指定背景數(shù)據(jù)塊），分別控制兩套設(shè)備，并將輸入輸出實參賦給形參2.函數(shù)塊FB及其應(yīng)用（4）更新函數(shù)塊如果OB1中已經(jīng)調(diào)用FB1，后期根據(jù)需要又對FB1源程序進行了修改，則在OB1中被調(diào)用的FB1的方框、或字符或背景數(shù)據(jù)塊將變成紅色，這時單擊程序編輯器的工具欄上的更新不一致的塊調(diào)用按鈕，此時FB1中的紅色錯誤標記將消失（右擊紅色的FB塊，選擇“更新塊調(diào)用”也可以）。或者在OB1中直接將FB1刪除，重新調(diào)用。2.函數(shù)塊FB及其應(yīng)用（5）FB和FC的區(qū)別和選擇FB和FC本質(zhì)都是一樣的，都相當于子程序，可以被其他程序塊所調(diào)用（也可以調(diào)用其他子程序）。它們最大的區(qū)別就是，F(xiàn)B與其背景數(shù)據(jù)塊配合使用，背景數(shù)據(jù)塊中保存著FB使用的數(shù)據(jù)，即使FB退出運行后也會一直保留。而FC沒有背景數(shù)據(jù)塊來存放數(shù)據(jù)，只在運行期間被分配一個臨時的數(shù)據(jù)區(qū)。說明與建議：①

除了純粹的實參子程序用FC外，大部分功能編程采用FB；②FB編程中盡量用靜態(tài)變量Static作為中間變量，少用或不用TEMP臨時變量（因為有時因為會在賦值先后方面出現(xiàn)不注意的問題）；③創(chuàng)建常用的一些功能塊庫時，盡量選用FB；④在調(diào)用FB較多的場合時，盡量采用多重背景數(shù)據(jù)塊形式，這樣可以節(jié)省存儲空間。2.函數(shù)塊FB及其應(yīng)用（6）臨時變量Temp在使用時的問題臨時變量可以在組織快OB、功能FC和功能塊FB中使用，當塊執(zhí)行時它們被用來臨時存儲數(shù)據(jù)，一旦塊執(zhí)行結(jié)束，堆棧的地址將被重新分配用于其它程序塊使用，此地址上的數(shù)據(jù)不會被清零，直到被其他程序塊賦予新值，需要遵循“先賦值，再使用”的原則。有常見的幾種情況可能導(dǎo)致程序運行不正常：（1）某個塊程序運行時好時壞，其中某個數(shù)值或多個數(shù)值偶爾不正常。此問題在于，沒有遵循“先賦值，再使用”的原則。Temp的數(shù)值在每個掃描周期開始沒有被明確的賦值，則此地址的數(shù)值將是隨機的。

（2）多個塊使用Temp，單獨使用任意一個都正常，無法一起正常使用。此問題也是由于Temp變量未能先賦值，再使用。我們只要遵循“先賦值，再使用”的原則，就可避免這個問題。（3）Temp變量無法實現(xiàn)自鎖。此問題在于，Temp數(shù)值無法像M點或Q點一樣保持上一個周期的數(shù)值，Temp需要在每個掃描周期有一個明確的賦值，即先賦值（寫），再使用（讀寫），解決方法：FB可使用Static靜態(tài)變量，F(xiàn)C可使用M區(qū)或全局DB地址。三、數(shù)據(jù)塊1.數(shù)據(jù)塊簡介數(shù)據(jù)塊（DataBlock，DB）用于存儲用戶數(shù)據(jù)及程序中間變量。與M數(shù)據(jù)區(qū)不同的是，M數(shù)據(jù)區(qū)的大小在CPU技術(shù)規(guī)范中已經(jīng)定義且不可擴展，而數(shù)據(jù)塊存儲區(qū)由用戶定義，最大不能超過工作存儲區(qū)或裝載存儲區(qū)。最常用的是全局數(shù)據(jù)塊和背景數(shù)據(jù)塊：全局（Global）數(shù)據(jù)塊：存儲供所有的代碼塊使用的數(shù)據(jù)，所有的OB、FB和FC都可以訪問。背景（Instance）數(shù)據(jù)塊：存儲供特定的FB使用的數(shù)據(jù)，即對應(yīng)FB的輸入、輸出參數(shù)和局部靜態(tài)變量。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)。2.全局數(shù)據(jù)塊及其應(yīng)用1.全局數(shù)據(jù)塊的生成新建博途項目，命名為“數(shù)據(jù)塊使用”，CPU選擇1215C。打開項目視圖中文件夾“\PLC_1\程序塊”，雙擊其中的“添加新塊”，單擊打開的對話框中的“數(shù)據(jù)塊”按鈕，在右側(cè)“類型”下拉菜單中選擇“全局DB”（默認）。全局數(shù)據(jù)塊默認名稱為“數(shù)據(jù)塊_1”，也可以手動修改；數(shù)據(jù)塊編號為DB1。在打開的數(shù)據(jù)塊編輯區(qū)中可以新建各種類型的變量，在這里我們建立SB1（Bool）、SB2（Bool）、ADD1（int）、SUM1（Int）、ADD2（Real）和SUM2（Real）六個變量，并為ADD1和ADD2賦初值。2.全局數(shù)據(jù)塊及其應(yīng)用2.全局數(shù)據(jù)塊中數(shù)據(jù)的引用

全局數(shù)據(jù)塊建立好后，在程序中可以引用其中的變量參與程序運算。常用的引用方法有拖動、選擇以及復(fù)制粘貼。其中拖動方法編程效率較高。如圖所示，鼠標單擊“數(shù)據(jù)塊_1”，在項目樹的下方出現(xiàn)該數(shù)據(jù)塊的“詳細視圖”，用戶可以用鼠標將變量拖動到程序地址位置。采用地址選擇的引用方式如圖所示，首先點擊觸點處的“??.?”，選擇“數(shù)據(jù)塊_1”，然后選擇數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)（注意：引用的數(shù)據(jù)與指令數(shù)據(jù)類型相關(guān)，不是全部數(shù)據(jù)）。2.全局數(shù)據(jù)塊及其應(yīng)用3.全局數(shù)據(jù)塊中數(shù)據(jù)的應(yīng)用接下來我們在OB1中編寫如圖所示程序，下載并在線監(jiān)控。程序段1是為了調(diào)試方便，用I0.0和I0.1分別為“數(shù)據(jù)塊_1”.SB1和“數(shù)據(jù)塊_1”.SB2賦值。按下SB1，執(zhí)行整數(shù)加法，將結(jié)果寫入“數(shù)據(jù)塊_1”.SUM1；按下SB2，執(zhí)行實數(shù)加法，將結(jié)果寫入“數(shù)據(jù)塊_1”.SUM2中。圖4-23中是I0.0接通1次、I0.1接通4次結(jié)果。2.全局數(shù)據(jù)塊及其應(yīng)用4.標準的DB塊和優(yōu)化的DB塊當在博途中為S7-1200/S7-1500CPU添加一個DB塊時，其缺省屬性為優(yōu)化的DB。通過右擊DB塊，查看其屬性，在“常規(guī)”選項下的“屬性”中有選擇是否“優(yōu)化的塊訪問”選項。優(yōu)化的數(shù)據(jù)塊：大的數(shù)據(jù)類型在塊的開始，小的數(shù)據(jù)類型在塊的末端，因此在塊中不會形成數(shù)據(jù)塊間隙。優(yōu)化的塊只能以符號尋址，編程者無需考慮DB塊中每個變量存儲的具體地址非優(yōu)化的數(shù)據(jù)塊：將數(shù)據(jù)塊屬性中的“優(yōu)化的塊訪問”前面的對號去掉，該數(shù)據(jù)塊就會變?yōu)闃藴实臄?shù)據(jù)塊（非優(yōu)化）。標準DB中的數(shù)據(jù)根據(jù)用戶創(chuàng)建的數(shù)據(jù)類型、順序為每個變量定義固定的地址，數(shù)據(jù)可以通過符號訪問、絕對訪問以及指針方式尋址。2.全局數(shù)據(jù)塊及其應(yīng)用4.標準的DB塊和優(yōu)化的DB塊S7-1200/S7-1500中如有以下應(yīng)用，必須使用標準DB塊：1）與其它CPU建立S7單邊通信時（PUT/GET），用于存儲發(fā)送區(qū)數(shù)據(jù)和接收區(qū)數(shù)據(jù)的DB塊，或者與第三方設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信時（如與MCGS觸摸屏通信）；2）與

WinCCV7.2進行HMI連接時，WinCCV7.2訪問的S7-1200/S7-1500CPU的DB塊只能是標準的DB塊；3）使用SimaticNetV8.2與S7-1200/S7-1500PLC進行OPC連接時，OPC服務(wù)器訪問S7-1200/S7-1500CPU的DB塊只能是標準的DB塊。2.全局數(shù)據(jù)塊及其應(yīng)用5.創(chuàng)建復(fù)雜數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)-數(shù)組ARRAY【實例4-5】用數(shù)據(jù)塊創(chuàng)建一個非優(yōu)化二維數(shù)組ARY1[0..2,0..2]，數(shù)據(jù)類型Int，并編寫程序?qū)⒛M量通道IW64采集的數(shù)據(jù)每秒保存一次到數(shù)組元素ARY[1,2]中?！窘狻浚?）新建一全局數(shù)據(jù)塊，命名為“數(shù)組DB塊”，按題目要求創(chuàng)建數(shù)組，如圖所示：2.全局數(shù)據(jù)塊及其應(yīng)用6.創(chuàng)建復(fù)雜數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)-結(jié)構(gòu)體Struct結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型（Struct）是一種由指定數(shù)目的數(shù)據(jù)元素且不同數(shù)據(jù)類型元素組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其元素可以是基本數(shù)據(jù)類型，也可以是Struct、Array等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型以及PLC數(shù)據(jù)類型（UDT）等。【實例4-6】創(chuàng)建Struct數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)“電機數(shù)據(jù)”，包含變量“電機電流”（Real）、“電機溫度”（Real）、“電機轉(zhuǎn)速”（Int）、“電壓”（Int）、“斷路器”（Bool）?！窘狻咳鐖D，在數(shù)據(jù)塊_1中創(chuàng)建了名為“電機數(shù)據(jù)”的結(jié)構(gòu)體變量。2.全局數(shù)據(jù)塊及其應(yīng)用7.創(chuàng)建復(fù)雜數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)-PLC數(shù)據(jù)類型UDTUDT類型是一種由多個不同數(shù)據(jù)類型元素組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，元素可以是基本數(shù)據(jù)類型，也可以是Struct、Array等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型以及其它UDT等?！緦嵗?-7】建立一個簡單的電機控制標準塊并多次調(diào)用，并使用UDT數(shù)據(jù)類型提升編程效率。每臺電動機都有啟動、停止、運行狀態(tài)和運行次數(shù)四個參數(shù)由上位機進行監(jiān)控。2.全局數(shù)據(jù)塊及其應(yīng)用7.創(chuàng)建復(fù)雜數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)-PLC數(shù)據(jù)類型UDT編寫電機標準塊程序。新建FB，在FB中建立接口變量，如圖所示。在FB中編寫電機控制程序。根據(jù)題目要求，所有電機均由上位機控制，并監(jiān)控其運行狀態(tài)和運行次數(shù)。3.多重背景數(shù)據(jù)塊

在調(diào)用功能塊（FB）時，需要為其指定一個背景數(shù)據(jù)塊（InstanceDB），用來存放功能塊的輸入、輸出參數(shù)變量及靜態(tài)變量。在一個大型的程序中，往往會有很多的功能塊。如果為每一個功能塊（FB）都創(chuàng)建一個背景數(shù)據(jù)塊（InstanceDB），不僅費時費力，而且會使程序結(jié)構(gòu)變得混亂，不易理解，如在實例4-7中，調(diào)用了4次FB1，生成了4個背景數(shù)據(jù)塊。為了簡化編程，提高程序的可讀性，西門子STEP7支持使用多重背景數(shù)據(jù)塊（Multi-instanceDB）?！緦嵗?-8】使用多重背景數(shù)據(jù)塊（多重實例）的方式實現(xiàn)[實例4-7]中FB的多次調(diào)用?！窘狻吭谝粋€“主FB塊”中去調(diào)用其他的“子FB塊”，然后在分配背景DB時可選擇“多重實例”，當在OB塊中調(diào)用“主FB塊”時就僅生成1個背景數(shù)據(jù)塊，這些“子FB塊”的數(shù)據(jù)存儲在“主FB塊”的靜態(tài)變量中，這就是“多重實例”。3.多重背景數(shù)據(jù)塊調(diào)用完成后的FB2編輯界面如圖所示?？梢奆B1的背景數(shù)據(jù)塊出現(xiàn)在FB2接口區(qū)的靜態(tài)變量Static中。完成程序變量賦值，并在OB1中調(diào)用FB2。如圖所示，調(diào)用FB2后，在項目樹中只有一個背景塊DB2，使整個程序變的十分簡潔。四、組織塊S7-1200為用戶提供了不同的塊類型來執(zhí)行自動化系統(tǒng)中的任務(wù)。其中組織塊OB是操作系統(tǒng)和用戶程序之間的接口，可以通過對OB編程來實現(xiàn)特定功能。OB由操作系統(tǒng)調(diào)用，使用OB可以創(chuàng)建在特定時間執(zhí)行的程序，以及響應(yīng)特定事件的程序。熟悉各類OB的使用對于提高編程效率和程序的執(zhí)行效率有很大的幫助。1.事件與組織塊事件，是對程序操作的一系列動作。在PLC操作時，有些事件是由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)計好的，比如組織塊。在執(zhí)行組織塊時，一般無法人工干預(yù)，如果需要強制結(jié)束，就需要用到中斷事件或中斷指令。啟動組織塊的事件事件類型OB編號OB個數(shù)啟動事件隊列深度OB優(yōu)先級優(yōu)先級組程序循環(huán)1或

123

1啟動或結(jié)束前一循環(huán)OB111啟動100或

123

1從STOP切換到RUN11時間延遲

123

4延遲時間到832循環(huán)中斷

123

4固定的循環(huán)時間到84硬件中斷

123

50上升沿(

16個)、下降沿(

16個)325HSC計數(shù)值=設(shè)定值，計數(shù)方向編號，外部復(fù)位，最大分別6個166診斷錯誤820或1模塊檢測到錯誤89時間錯誤800或1超過最大循環(huán)時間，調(diào)用的OB正在執(zhí)行，隊列溢出，因為中斷負荷過高丟失中斷82632.程序循環(huán)OB

程序循環(huán)（Programcycle）OB在CPU處于RUN模式時，周期性地循環(huán)執(zhí)行?？稍诔绦蜓h(huán)OB中放置控制程序的指令或調(diào)用其它功能塊（FC或FB）。S7-1200允許使用多個程序循環(huán)OB，按OB的編號順序執(zhí)行。OB1是默認設(shè)置，其它程序循環(huán)OB的編號必須大于或等于123。程序循環(huán)OB的優(yōu)先級為1，可被高優(yōu)先級的OB中斷；程序循環(huán)執(zhí)行一次需要的時間即為程序的循環(huán)掃描周期時間。最長循環(huán)時間缺省設(shè)置為150ms。創(chuàng)建程序循環(huán)OB過程：打開項目視圖中文件夾“\PLC_1\程序塊”，雙擊其中的“添加新塊”，單擊打開的對話框中的“組織塊”按鈕，如圖所示，選中列表中的“Programcycle”，生成一個程序循環(huán)組織塊，OB默認編號123。塊的名稱默認Main_1。3.啟動OB啟動（Startup）OB僅在CPU啟動過程中被調(diào)用一次（上電，從STOP模式轉(zhuǎn)換成RUN模式）。在調(diào)用啟動OB時，CPU尚未進行周期性循環(huán)執(zhí)行，程序時間監(jiān)控沒有激活。啟動OB一般用于編寫初始化程序，如賦初始值等。允許生成多個啟動OB，默認編號是OB100，其他的啟動OB的編號應(yīng)大于等于123。一般只需要一個啟動OB或者不用?！緦嵗?-9】在啟動OB100中無條件為地址為MW100賦初值100；有條件（當I0.0=1時）為MW102賦初值200。4.延時中斷OB

延時中斷（Timedelayinterrupt）OB在經(jīng)過一段指定的時間延時后，才執(zhí)行相應(yīng)的OB中的程序。S7-1200最多支持4個延時中斷OB，“SRT_DINT”指令用于啟動延時中斷，該中斷在超過參數(shù)指定的延時時間后調(diào)用延時中斷OB。延時時間范圍1~60000ms，精度為1ms?！癈AN_DINT”擴展指令用于取消啟動的延時中斷?！癚RY_DINT”擴展指令用于查詢延時中斷的狀態(tài)。延時中斷OB的編號必須為20~23，或大于等于123。

以上指令的相關(guān)詳細信息，請查看S7-1200系統(tǒng)手冊。5.循環(huán)中斷OB

循環(huán)中斷OB（Cyclicinterrupt）按設(shè)定的時間間隔循環(huán)執(zhí)行中斷OB中的程序。

例如，如果時間間隔為100ms，則在程序執(zhí)行期間會每隔100ms調(diào)用該OB一次。S7-1200用戶程序中最多可使用4個循環(huán)中斷OB或延時中斷OB。例如，如果已使用2個延時中斷OB，則在用戶程序中最多可以再插入2個循環(huán)中斷OB?！緦嵗?-10】運用循環(huán)中斷，使Q0.0實現(xiàn)周期為1s的方波輸出（500ms輸出為1，500ms輸出為0），調(diào)試完成后，重新設(shè)置方波周期為2s。6.硬件中斷OB

硬件中斷（Hardwareinterrupt）OB在發(fā)生相關(guān)硬件事件時執(zhí)行，可以快速的響應(yīng)并執(zhí)行硬件中斷OB中的程序（例如立即停止某些關(guān)鍵設(shè)備）。硬件中斷事件包括內(nèi)置數(shù)字輸入端的上升沿和下降沿事件以及HSC（高速計數(shù)器）事件。當發(fā)生硬件中斷事件，硬件中斷OB將中斷正常的循環(huán)程序而優(yōu)先執(zhí)行?！緦嵗?-11】當硬件輸入I0.0上升沿時，觸發(fā)硬件中斷OB40（執(zhí)行累加程序），當硬件輸入I0.1上升沿時，觸發(fā)硬件中斷OB41（執(zhí)行遞減程序）。【解】首先生成中斷組織塊，然后將I0.0和I0.1的上升沿關(guān)聯(lián)硬件中斷事件。（1）首先按照前述方法生成硬件中斷組織塊OB40，OB41，分別命名為“Hardwareinterrupt1”和“Hardwareinterrupt2”。（2）在OB40中編程，當硬件輸入I0.0上升沿時，執(zhí)行MW200加1；OB41中編程，當硬件輸入I0.1上升沿時，執(zhí)行MW200減1，程序如圖4-46所示。7.時間錯誤中斷OB時間錯誤中斷（Timeerrorinterrupt）OB的編號為80，當CPU中的程序執(zhí)行時間超過最大循環(huán)時間或者發(fā)生時間錯誤事件（例如循環(huán)中斷OB仍在執(zhí)行前一次調(diào)用時，該循環(huán)中斷OB的啟動事件再次發(fā)生）時，將觸發(fā)時間錯誤中斷優(yōu)先執(zhí)行OB80。由于OB80的優(yōu)先級最高，它將中斷所有正常循環(huán)程序或其它所有OB事件的執(zhí)行而優(yōu)先執(zhí)行。8.診斷錯誤OB診斷錯誤（Diagnosticerrorinterrupt）的編號為OB82。S7-1200可以為具有診斷功能的模塊啟用診斷錯誤中斷功能來檢測模塊狀態(tài)。OB82是唯一支持診斷錯誤事件的OB，出現(xiàn)故障（進入事件），故障解除（離開事件）均會觸發(fā)診斷中斷OB82。當模塊檢測到故障并且在軟件中使能了診斷錯誤中斷時，操作系統(tǒng)將啟動診斷錯誤中斷，診斷錯誤中斷OB82將中斷正常的循環(huán)程序優(yōu)先執(zhí)行。此時無論程序中有沒有診斷中斷OB82，CPU都會保持RUN模式，同時CPU的ERROR指示燈閃爍。五、交叉引用表與程序信息1.交叉引用表

交叉引用表提供項目中對象的使用概況?？梢钥吹侥男ο笙嗷ヒ蕾囈约案鲗ο笏诘奈恢?。因此，交叉引用是項目文檔的一部分。還可以直接跳到對象的使用位置。

在TIAPortalV15及更高版本中，交叉引用中將顯示帶有版本標識的指令。不帶版本標識的指令則不顯示。（1）打開交叉引用的方法選中需要查詢的目標，在“工具”(Tools)菜單中，選擇“交叉引用”(Cross-reference)命令。1.交叉引用表選中需要查詢的目標（可以是某個程序，某個塊，某個程序段，某個變量，某個塊接口，某個PLC數(shù)據(jù)類型等），在右鍵下拉菜單中，選擇“交叉引用”或“交叉引用信息”。（1）打開交叉引用的方法1.交叉引用表為了快速搜索特定的交叉引用并進行合理排列，可對交叉引用列表進行過濾篩選。博途軟件安裝后，交叉引用表中集成了系統(tǒng)過濾器。系統(tǒng)過濾器通常位于過濾器選擇的下拉列表中，且無法刪除。博途默認設(shè)置的交叉引用過濾器為“顯示帶有引用的對象”。如下圖所示。（2）交叉引用過濾2.程序信息

博途設(shè)備（如PLC_1）項目樹中，有“程序信息”選項

，可雙擊進入程序信息界面。用戶程序的程序信息包含表中指定的視圖。視圖應(yīng)用調(diào)用結(jié)構(gòu)顯示用戶程序內(nèi)塊的調(diào)用結(jié)構(gòu)并概要說明所用的塊及塊間的關(guān)系。從屬結(jié)構(gòu)顯示用戶程序中使用的塊的列表。塊顯示在第一級，調(diào)用或使用此塊的塊縮進排列在其下方。與調(diào)用結(jié)構(gòu)不同，實例塊單獨列出。視圖應(yīng)用分配列表概要說明用戶程序中已分配的I、Q和M存儲區(qū)的地址位。還指示是否通過訪問從S7程序中分配了地址或是否已將地址分配給SIMATICS7模塊。資源顯示CPU對象（OB、FC、FB、DB、用戶自定義數(shù)據(jù)類型和PLC變量）、CPU存儲區(qū)域以及現(xiàn)有I/O模塊的硬件資源。2.程序信息（1）調(diào)用結(jié)構(gòu)

調(diào)用結(jié)構(gòu)用于說明S7程序中各個塊的調(diào)用層級。調(diào)用結(jié)構(gòu)將以表格形式顯示用戶程序中所用的塊。調(diào)用結(jié)構(gòu)的第一級將彩色高亮顯示，指示程序中其它所有塊都未調(diào)用的塊。組織塊通常顯示在調(diào)用結(jié)構(gòu)的第一級。功能、功能塊和數(shù)據(jù)塊僅當未被組織塊調(diào)用時才顯示在第一級。當某個塊調(diào)用其它塊或功能時，被調(diào)用塊或功能以縮進形式列在調(diào)用塊下。指令和塊只有在被某個塊調(diào)用時，它們才顯示在調(diào)用結(jié)構(gòu)中。2.程序信息（2）從屬結(jié)構(gòu)

從屬結(jié)構(gòu)將顯示程序中每個塊的相互關(guān)系。顯示從屬結(jié)構(gòu)時會顯示用戶程序中使用的塊的列表。如果某個塊顯示在最左側(cè)，則調(diào)用或使用該塊的其它塊將縮進排列在該