PLC编程—基本知识

1. OB、FB、FC功能

OB(组织块):用于执行特定的任务(CPU启动、循环扫描、时间中断、硬件中断等),每个OB块均有一个特定的功能和优先级(特定事件发生时被触发)。
FB(功能块):具有内部存储器,可保留状态数据,适用于多频次调用需要保持数据状态的场合(PID控制器、计数器等)。
FC(功能):不保存任何内部状态数据,用于执行特定的功能,每次调用数据不保留(简单计算、逻辑操作)

调用规则:

调用是指在一个块中使用另一个程序块的功能,可以将一个任务拆分成更小、更易管理的部分,递归地使用其他程序块,每个部分由一个独立的FB或FC来处理。(嵌套深度为8层)

  • OB为最高层次的程序块,内部可编写逻辑,调用其他FB、FC块;
  • FB块可调用FB、FC,可利用其他功能块或功能完成复杂逻辑(临时变量并不存储在背景数据块中,只用于一个循环);
  • FC块可调用FB、FC,它自己不保存任何数据,(必须给所有形参分配实参)。

说明:

  • 嵌套调用从循环OB开始,最多嵌套16层FB或FC;中断OB最多嵌套6层;安全程序嵌套只有4层
  • 结构 (STRUCT) 和 PLC 数据类型 (UDT) 的嵌套深度为 8 级。具体嵌套深度取决于所使用的 CPU。

OB的事件与优先级:
OB的执行先后与其优先级有关,优先级高的OB会中断低级的OB。当CPU在执行主循环程序时,如有有一个高优先级的中断OB被触发时,CPU会暂停主程序,先执行中断OB,当其执行完成后继续主程序。
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2. 背景数据块是什么

函数块(FB)的调用称为实例。实例使用的数据存储在背景数据块中(实例寻址)。

  • 要对来自当前块接口的变量进行寻址: #<变量名称>
  • 访问多重背景块的数据:#<多重实例名称>.<变量名称>

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3. 优化与标准访问的区别

STEP 7 提供具有不同访问选项的数据块:

  • 可优化访问的数据块 (S7-1200/S7-1500)
  • 可标准访问的数据块 (S7-300 / S7-400 / S7-1200 / S7-1500)

可优化访问的数据块(符号寻址)

  • 可优化访问的数据块没有固定的定义结构。在声明中,仅为数据元素分配一个符号名称,而不分配在块中的固定地址。
  • 对于符号寻址,可以使用数据块的名称和变量名,并用圆点分隔。数据块的名称用引号括起来。
  • 提高存储空间的使用率
  • 提高 CPU 的性能
    注意事项:
  • 使用符号表示,少量的注释即可

可标准访问的数据块(绝对寻址)

  • 可标准访问的数据块具有固定的结构。数据元素在声明中分配了一个符号名,并且在块中有固定地址。
  • 对于绝对寻址,可以使用数据块的编号和数据块变量的绝对地址,并用圆点分隔。地址标识符 % 被自动设置为绝对地址的前缀

4. 编程中的操作数

  • PLC 变量
  • 常量
  • 背景数据块中的变量
  • 全局数据块中的变量

5. 片段寻址

可以选择包含所声明变量的特定地址区域,访问宽为 1 位、8 位、16 位或 32 位的区域。
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6. 间接寻址

在运行之前不计算地址的操作数,采用间接寻址方式时,单循环中各程序段可多次执行,而且每次运行时使用的操作数不同。

间接寻址选项:

  • 通过指针间接寻址
  • ARRAY 元素的间接索引
  • 通过 DB_ANY 数据类型间接寻址数据块。

间接寻址示例1:

  • 使用下标访问来自不同的三个变量。
下标 变量
1 Input_WORD_0——Word
2 Temperature——DInt
3 Output_WORD_4——Word

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根据在 Index 参数中指定的编号(1、2 或 3),执行“FC_AccessGroupInt”指令的第一、第二或第三种情况。

ARRAY 间接寻址示例2:

  • 使用下标访问将ARRAY三维数组的元素复制到 "MyTarget" 变量中。

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7. AT覆盖变量(访问变量内部的片段)

附加“AT”关键字声明来覆盖已经定义了的变量;例如:对WORD中内部的Byte进行寻址;

使用注意事项:

  • 在标准访问块内(去掉“优化的块访问”)
  • 可小于等于被覆盖变量的宽度

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8.PLC 数据类型(UDT)

  • 使用 PLC 数据类型作为定义变量的基本数据类型。
  • 作为创建全局数据块的模板。
  • 更改会在所有的使用点自动更新。

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9.使用 IEC 定时器和计数器

IEC 定时器和计数器的优势

IEC 定时器和计数器的统一应用,可显著提高程序代码的运行效率。
采用这种方式具有以下优势:

  • 通过新生成的背景数据块,可对块进行多次调用。
  • IEC 计数器的计数范围更大。
  • 与 S5 定时器相比,IEC 定时器性能更佳,且计时更为准确。

应用的两种方法
【1】TON IEC 定时器和 CTU IEC 计数器的数据声明为局部变量(应用于块接口中)。
【2】创建一个 ARRAY of ICE... 类型的全局数据块,并将变量元素拖放到程序段中

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10. 写程序时必备的OB块

程序必备块(开发常用的OB块)

  • 主程序循环块OB1‌:这是用户程序的核心,负责协调整个程序的运行。OB1在CPU启动后循环执行,用户可以在其中调用其他用户块(如FB、SFB、FC、SFC等)‌

  • ‌初始化程序块OB100‌:在CPU上电时调用一次,通常用于初始化设置‌

  • 循环中断块OB30:用于处理需要定期执行的任务,如通讯处理等‌

‌错误处理块‌(添加后可直接下载空程序):

  • ‌时间错误块OB80‌:防止CPU扫描时间超过最大值‌
  • ‌‌电源故障块OB81‌:防止后备电源失效导致CPU停机‌
  • ‌诊断中断块OB82‌:通讯时需要下载‌
  • ‌CPU硬件故障块OB84‌:处理CPU硬件故障导致的停机‌
  • ‌通信错误块OB87‌:处理通信错误‌‌
  • ‌编程错误块OB121‌:处理编程错误‌
  • ‌‌I/O错误块OB122‌:处理I/O错误‌
  • ‌冗余错误块OB72‌:处理冗余系统错误‌‌(冗余系统时使用)

  • ‌日期中断块OB10~OB17‌:根据设定的日期和时间触发执行,适用于需要按日期执行的任务‌
  • ‌时间延迟中断块OB20~OB23‌:按设定的延迟时间触发执行,适用于需要延迟执行的任务‌
  • ‌硬件中断块OB40~OB47‌:由外部设备触发,适用于处理硬件相关的事件‌(硬件中断模块HF使用)

经验1:FC函数中的置复位指令无法执行?

  • FC函数中置复位使用需要将其变量属性安排到IN_OUT内。使用Input、output、Temp变量无法保持!

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待续

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