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時間：2018-07-05

SIEMENS 可編程控制器
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功能 (FC) 是通常用于對一組輸入值執(zhí)行特定運算的代碼塊。 FC 將此運算結果存儲在存儲器位置。例如，可使用 FC 執(zhí)行標準運算和可重復使用的運算（例如數(shù)學計算）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用。此重復使用簡化了對經(jīng)常重復發(fā)生的任務的編程。

FC 不具有相關的背景數(shù)據(jù)塊 (DB)。對于用于計算該運算的臨時數(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)。要長期存儲數(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 DB。

功能塊 (FB)

功能塊 (FB) 是使用背景數(shù)據(jù)塊保存其參數(shù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)的代碼塊。 FB 具有位于數(shù)據(jù)塊

(DB) 或“背景”DB 中的變量存儲器。背景 DB 提供與 FB 的實例（或調用）關聯(lián)的一塊存儲區(qū)并在 FB 完成后存儲數(shù)據(jù)。可將不同的背景 DB 與 FB 的不同調用進行關聯(lián)。通過背景 DB 可使用一個通用 FB 控制多個設備。通過使一個代碼塊對 FB 和背景 DB 進行調用，來構建程序。然后，CPU 執(zhí)行該 FB 中的程序代碼，并將塊參數(shù)和靜態(tài)局部數(shù)據(jù)存儲在背景 DB 中。 FB 執(zhí)行完成后，CPU 會返回到調用該 FB 的代碼塊中。背景 DB 保留該 FB 實例的值。隨后在同一掃描周期或其它掃描周期中調用該功能塊時可使用這些值。

可重復使用的代碼塊和關聯(lián)的存儲區(qū)

用戶通常使用 FB 控制在一個掃描周期內未完成其運行的任務或設備的運行。要存儲運行參數(shù)以便從一個掃描快速訪問到下一個掃描，用戶程序中的每一個 FB 都具有一個或多個背景 DB。調用 FB 時，也需要*包含塊參數(shù)以及用于該調用或 FB “實例”的靜態(tài)局部數(shù)據(jù)的背景 DB。 FB 完成執(zhí)行后，背景 DB 將保留這些值。

通過設計用于通用控制任務的 FB，可對多個設備重復使用 FB，方法是：為 FB 的不同調用選擇不同的背景 DB。

FB 將 Input、Output 和 InOut 以及靜態(tài)參數(shù)存儲在背景數(shù)據(jù)塊中。

在背景數(shù)據(jù)塊中分配起始值

背景數(shù)據(jù)塊存儲每個參數(shù)的默認值和起始值。起始值提供在執(zhí)行 FB 時使用的值。然后可在用戶程序執(zhí)行期間修改起始值。

FB 接口還提供一個“默認值”(Default value) 列，使您能夠在編寫程序代碼時為參數(shù)分配新的起始值。然后將 FB 中的這個默認值傳給關聯(lián)背景數(shù)據(jù)塊中的起始值。如果不在 FB 接口中為參數(shù)分配新的起始值，則將背景數(shù)據(jù)塊中的默認值復制到起始值。

使用帶多個 DB 的單個 FB

下圖顯示了三次調用同一個 FB 的 OB，方法是針對每次調用使用一個不同的數(shù)據(jù)塊。該結構使一個通用 FB 可以控制多個相似的設備（如電機），方法是在每次調用時為各設備分配不同的背景數(shù)據(jù)塊。每個背景 DB 存儲單個設備的數(shù)據(jù)（如速度、加速時間和總運行時間）。

在此實例中，F(xiàn)B 22 控制三個獨立的設備，其中 DB 201 用于存儲**個設備的運行數(shù)

據(jù)，DB 202 用于存儲*二個設備的運行數(shù)據(jù)，DB 203 用于存儲*三個設備的運行數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)塊 (DB)

在用戶程序中創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊 (DB) 以存儲代碼塊的數(shù)據(jù)。用戶程序中的所有程序塊都可訪問全局 DB 中的數(shù)據(jù)，而背景 DB 僅存儲特定功能塊 (FB) 的數(shù)據(jù)。

了解數(shù)據(jù)一致性

相關代碼塊執(zhí)行完成后，DB 中存儲的數(shù)據(jù)不會被刪除。有兩種類型的 DB：

全局 DB 存儲程序中代碼塊的數(shù)據(jù)。任何 OB、FB 或 FC 都可訪問全局 DB 中的數(shù)據(jù)。

背景 DB 存儲特定 FB 的數(shù)據(jù)。背景 DB 中數(shù)據(jù)的結構反映了 FB 的參數(shù)（Input、

Output 和 InOut）和靜態(tài)數(shù)據(jù)。（FB 的臨時存儲器不存儲在背景 DB 中。）

說明

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)。

可將 DB 組態(tài)為只讀：

在項目瀏覽器中右鍵單擊相應 DB，然后在右鍵快捷菜單中選擇“屬性”(Properties)。

在“屬性”(Properties) 對話框中選擇“特性”(Attributes)。

選擇“在設備中寫保護數(shù)據(jù)塊”(Data block write-protected in the device) 選項并單擊“確定”(OK)。

創(chuàng)建可重復使用的代碼塊

使用項目瀏覽器中“程序

塊”(Program blocks) 下的“添加新塊”(Add new block) 對話框創(chuàng)建

OB、FB、FC 和全局 DB。

創(chuàng)建代碼塊時，需要為塊選擇編程語言。 *為 DB 選擇語言，因為它僅用于存儲數(shù)據(jù)。

了解數(shù)據(jù)一致性

CPU 為所有基本數(shù)據(jù)類型（例如 Word 或 DWord）和所有系統(tǒng)定義的結構（例如IEC_TIMERS 或 DTL）保持數(shù)據(jù)一致性。值的讀/寫操作無法中斷。（例如，在讀寫四

字節(jié)的 DWord 之前，CPU 會防止對該 DWord 值進行訪問。）為確保程序循環(huán) OB 和中斷 OB 無法同時寫入同一個存儲單元，在程序循環(huán) OB 中的讀/寫操作完成之前，CPU 不會執(zhí)行中斷 OB。

如果用戶程序共享存儲器中在程序循環(huán) OB 和中斷 OB 之間生成的多個值，用戶程序還必須確保在修改或讀取這些值時保持一致性。可以在程序循環(huán) OB 中使用 DIS_AIRT（禁用報警中斷）和 EN_AIRT（啟用報警中斷）指令，以防止對共享值進行訪問。

在代碼塊中插入 DIS_AIRT 指令，以確保在讀/寫操作期間無法執(zhí)行中斷 OB。

插入讀/寫能夠被中斷 OB 更改的值的指令。

在順序結尾插入 EN_AIRT 指令，以取消 DIS_AIRT，并允許執(zhí)行中斷 OB。

HMI 設備或另一個 CPU 發(fā)出的通信請求也能夠中斷程序循環(huán) OB 的執(zhí)行。通信請求也會導致與數(shù)據(jù)一致性相關的問題。 CPU 確?；緮?shù)據(jù)類型始終由用戶程序指令執(zhí)行一致地讀取和寫入。由于通信會周期性地中斷用戶程序，因而不能保證 HMI 能夠同時較新 CPU 中的多個值。例如，給定 HMI 畫面上顯示的值可能來自 CPU 的不同掃描周期。

PtP（Point-to-Point，點到點）指令、PROFINET 指令（例如，TSEND_C 和 TRCV_C）和 PROFINETS 分布式 I/O 指令和 PROFIBUS 分布式 I/O 指令 (頁 290)可用于傳送被中斷的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。通過避免對程序循環(huán) OB 和中斷 OB 中的緩沖區(qū)進行任何讀/寫操作，可以確保數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)一致性。如果需要在中斷 OB 中修改這些指令的緩沖區(qū)值，請使用 DIS_AIRT 指令延遲所有中斷（中斷 OB 或源自 HMI 或另一個 CPU 的通信中斷），直到執(zhí)行了 EN_AIRT 指令。

說明

使用 DIS_AIRT 指令延遲中斷 OB 的處理，直到執(zhí)行了 EN_AIRT 指令，以此影響用戶程序的中斷等待時間（從事件發(fā)生到執(zhí)行中斷 OB 的時間）。

編程語言

STEP 7 為 S7-1200 提供以下標準編程語言：

LAD（梯形圖邏輯）是一種圖形編程語言。它使用基于電路圖 (頁 156)的表示法。

FBD（功能塊圖）是基于布爾代數(shù) (頁 157)中使用的圖形邏輯符號的編程語言。

SCL（結構化控制語言）是一種基于文本的**編程語言 (頁 157)。創(chuàng)建代碼塊時，應選擇該塊要使用的編程語言。

用戶程序可以使用由任意或所有編程語言創(chuàng)建的代碼塊。

梯形圖 (LAD)

電路圖的元件（如常閉觸點、常開觸點和線圈）相互連接構成程序段。

要創(chuàng)建復雜運算邏輯，可插入分支以創(chuàng)建并行電路的邏輯。并行分支向下打開或直接連接到電源線。用戶可向上終止分支。

LAD 向多種功能（如數(shù)學、定時器、計數(shù)器和移動）提供“功能框”指令。

STEP 7 不限制 LAD 程序段中的指令（行和列）數(shù)。

說明

每個 LAD 程序段都必須使用線圈或功能框指令來終止。

創(chuàng)建 LAD 程序段時請注意以下規(guī)則：

不能創(chuàng)建可能導致反向能流的分支。

$ % & ' =

( )

+ *

不能創(chuàng)建可能導致短路的分支。

$ % & =

功能塊圖 (FBD)

與 LAD 一樣，F(xiàn)BD 也是一種圖形編程語言。邏輯表示法以布爾代數(shù)中使用的圖形邏輯符號為基礎。

要創(chuàng)建復雜運算的邏輯，在功能框之間插入并行分支。

算術功能和其它復雜功能可直接結合邏輯框表示。

STEP 7 不限制 FBD 程序段中的指令（行和列）數(shù)。

SCL

結構化控制語言 (SCL, Structured Control Language) 是用于 SIMATIC S7 CPU 的基于PASCAL 的**編程語言。 SCL 支持 STEP 7 的塊結構 (頁 149)。還可以在用 SCL 編寫的程序塊中包括用 LAD 和 FBD 編寫的程序塊。

SCL 指令使用標準編程運算符，例如，用 (:=) 表示賦值，算術功能（+ 表示相加，- 表示相減，* 表示相乘，/ 表示相除）。 SCL 也使用標準的 PASCAL 程序控制操作，如 IF- THEN-ELSE、CASE、REPEAT-UNTIL、GOTO 和 RETURN。 SCL 編程語言中的語法

元素還可以使用所有的 PASCAL 參考。許多 SCL 的其它指令（如定時器和計數(shù)器）與

LAD 和 FBD 指令匹配。有關特定指令的更多信息，請參見基本指令 (頁 177)和擴展指令 (頁 257)章節(jié)中的特定指令。

可以在創(chuàng)建該塊時*任何塊類型（OB、FB 或 FC）以便使用 SCL 編程語言。 STEP 7

提供包含以下元素的 SCL 程序編輯器：

用于定義代碼塊參數(shù)的接口部分

用于程序代碼的代碼部分

包含 CPU 支持的 SCL 指令的指令樹

可以直接在代碼部分輸入指令的 SCL 代碼。要了解較復雜的指令，只需從指令樹拖動SCL 指令并將其放入程序中。也可以使用任意文本編輯器創(chuàng)建 SCL 程序，然后將相應文件導入 STEP 7 中。

在 SCL 代碼塊部分，可以聲明下列類型的參數(shù)：

Input、Output、InOut 和 Ret_Val：這些參數(shù)定義代碼塊的輸入變量、輸出變量和返回值。執(zhí)行代碼塊期間局部使用此處輸入的變量名稱。通常不會使用變量表中的全局變量名稱。

靜態(tài)（僅適用于 FB，上述示例適用于 FC）：靜態(tài)變量用于在背景數(shù)據(jù)塊中存儲靜態(tài)中間結果。靜態(tài)數(shù)據(jù)會一直保留，直到多個周期后被覆蓋。塊的名稱（在此代碼塊中作為多重背景調用）也存儲在靜態(tài)局部數(shù)據(jù)中。

溫度：這些參數(shù)是執(zhí)行代碼塊期間使用的臨時變量。

如果從其它代碼塊調用 SCL 代碼塊，該 SCL 代碼塊的參數(shù)會顯示為輸入或輸出。

本示例中，“Start”和“On”變量（來自項目變量表）相當于 SCL 程序聲明表中的

“StartStopSwitch”和“RunYesNo”。

構造 SCL 表達式

SCL 表達式是用于計算值的公式。表達式由操作數(shù)和運算符（如 *、/、+ 或 -）組成。操作數(shù)可以是變量、常量或表達式。

表達式的計算按一定的順序進行，具體由以下因素決定：

每個運算符均具有預定義的**級，首先執(zhí)行**級高的運算。

按從左至右的順序處理**級相同的運算符。

可使用圓括號*要一起計算的一系列運算符。

表達式的結果可用于將值分配給程序使用的變量、用作由控制語句使用的條件、用作其它

詞條
詞條說明
西門子MM420-300/3變頻器
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