西門子PLC S7-200/300/400的程序結(jié)構(gòu)

時間：2017-11-16作者：北京眾平科技股份有限公司瀏覽：38

   西門子PLC S7-200/300/400的程序結(jié)構(gòu)

所謂PLC的程序結(jié)構(gòu)，就是組成PLC程序的各種網(wǎng)絡(luò)(Network)或“功能程序段”在PLC內(nèi)部的組織、管理形式。
    無論PLC控制系統(tǒng)有多么復(fù)雜，歸根到底，PLC用戶程序都是由大量基本編程指令所組成的集合。
    設(shè)計者可以根據(jù)控制對象各部分的不同要求，通過對要求的分解，運用基本指令編制出相應(yīng)的程序網(wǎng)絡(luò)（Network）或由幾個網(wǎng)絡(luò)組成的簡單“功能程序段”。在此基礎(chǔ)上，只要將這些程序網(wǎng)絡(luò)或功能程序段，按照控制系統(tǒng)的動作要求，以S7程序規(guī)定的格式進(jìn)行排列與組合，就可以組成完整的PLC程序。
1．西門子S7-200的程序結(jié)構(gòu)
過程映像輸入/輸出（I/Q）、變量存儲器V、內(nèi)部存儲器位M、定時器T、計數(shù)器C等屬于全局變量。S7-200的程序組織單元(ProgramOrganizationalUnit，簡稱為POU)包括主程序、子程序和中斷程序。每個POU均有自己的64字節(jié)局部變量，局部變量只能在它所在的POU中使用。與此相反，全局變量可以在各POU中使用。
下面是子程序可以使用的局部變量：
1)TEMP(臨時變量)是暫時保存在局部數(shù)據(jù)區(qū)中的變量。只有在執(zhí)行該POU時，定義的臨時變量才被使用，POU執(zhí)行完后，不再保存臨時變量的數(shù)值。
2)IN是由調(diào)用它的POU提供的輸入?yún)?shù)。
3)OUT是返回給調(diào)用它的POU的輸出參數(shù)(子程序的執(zhí)行結(jié)果)。
4)IN_OUT是輸入_輸出參數(shù)，其初始值由調(diào)用它的POU傳送給子程序，并用同一變量將子程序的執(zhí)行結(jié)果返回給調(diào)用它的POU。
主程序和中斷程序的局部變量中只有臨時變量TEMP。
具有輸入、輸出參數(shù)和局部變量的子程序易于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化編程，對于長期生產(chǎn)同類設(shè)備或生產(chǎn)線的廠家尤為有用。這些廠家的編程人員為設(shè)備的各組件或工藝功能編寫了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的內(nèi)部代碼，只要知道子程序的功能和輸入、輸出參數(shù)的意義，就可以通過程序之間的調(diào)用快速“組裝”出滿足不同用戶要求的控制程序。就好像用數(shù)字集成電路芯片組成復(fù)雜的數(shù)字電路一樣。
子程序如果沒有輸入、輸出參數(shù)，它和調(diào)用它的程序之間沒有清晰的接口，很難實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化編程。
子程序如果沒有局部變量，它和調(diào)用它的程序之間只能通過全局變量來交換數(shù)據(jù)，子程序內(nèi)部也只能使用全局變量。將子程序和中斷程序移植到別的項目時，需要重新統(tǒng)一安排它們使用的全局變量，以保證不會出現(xiàn)地址沖突。當(dāng)程序很復(fù)雜，子程序和中斷程序很多時，這種重新分配地址的工作量非常大。
如果子程序和中斷程序有局部變量，并且它們內(nèi)部只使用局部變量，不使用全局變量，因為與其他POU沒有地址沖突，不需作任何改動，就可以將子程序移植到別的項目中去。
2．西門子的S7-300/400的程序結(jié)構(gòu)
S7-300/400將子程序分為功能（Function，或稱為函數(shù)）和功能塊（FunctionBlock）。
S7-300/400的功能與S7-200的子程序基本上相同。它們均有輸入、輸出參數(shù)和臨時變量，功能的局部數(shù)據(jù)中的返回值實際上屬于輸出參數(shù)。它們沒有**的存儲區(qū)，功能執(zhí)行結(jié)束后，不再保存臨時變量中的數(shù)據(jù)。
可以用全局變量來保存那些在功能執(zhí)行結(jié)束后需要保存的數(shù)據(jù)，但是會影響到功能的可移植性。
功能塊是用戶編寫的有自己**的存儲區(qū)（即背景數(shù)據(jù)塊）的程序塊，功能塊的輸入、輸出參數(shù)和靜態(tài)變量存放在*的背景數(shù)據(jù)塊中，臨時變量存儲在局部數(shù)據(jù)堆棧中。每次調(diào)用功能塊時，都要*一個背景數(shù)據(jù)塊。(今天的轉(zhuǎn)發(fā)暗號是：億維公司口號：信賴，源自品質(zhì)；信任，鑄就品牌）功能塊執(zhí)行完后，背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會丟失，但是不會保存局部數(shù)據(jù)堆棧中的數(shù)據(jù)。
功能塊采用了類似于C++的封裝的概念，將程序和數(shù)據(jù)封裝在一起，具有很好的可移植性。
S7-300/400的共享數(shù)據(jù)塊可供所有的邏輯塊使用。

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