西门子PLC高级编程1_块调用与多重背景模型

块调用与多重背景模型SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.1用于结构化编程的块整个任务的OB1FB1FB10模块化：电机1控制器单个任务在各自块中...予以解决FB2FC5SFC参数分配法使得限制使用更加灵活复制阀阀•示例：钻孔循环程序的钻孔深度为可分配参数DB2块的可再利用性能：OB1FB1块可以按需要随时地址声明名称类型加以调用0.0inStartBOOL.0.1inStopBOOL限制因素：2.0outMotor_onBOOL.4.0outSpeedINT•不允许访问6.0statSpeed_oldINT全局地址空间CALLFB1,DB20.0tempCalc_1INTStart:=I0.0•只能通过参数列Stop:=I0.1.进行通信.Motor_on:=Q12.0.Speed:=QW14A#Start.AN#Stop=#Motor_on..SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.2STEP7块概述块的类型属性-用户程序接口组织块（OB）-优先级（0到27）-在局部数据堆栈中指定开始信息-参数可分配（可以在调用时分配参数）功能块（FB）-具有（收回）存储空间（静态变量）-参数可分配（必须在调用时分配参数）功能（FC）-基本上没有存储空间（只有临时变量）-结构化的局部数据存储（背景数据块DB）数据块（DB）-结构化的全局数据存储（在整个程序中有效）系统功能块（SFB）-FB（具有存储空间），存储在CPU的操作系统中并可由用户调用系统功能（SFC）-FB（无存储空间），存储在CPU的操作系统中并可由用户调用系统数据块（SDB）-用于配置数据和参数的数据块SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.3功能及功能块中的参数声明参数是信息传递的通道输入参数：地址声明名称类型初始化值Caller->Block...0.0输入StartBOOLFALSE输出参数：Block->Caller0.1输入StopBOOLTRUE输入/输出参数：2.0输入SpeedINT0Caller<->Block2.0输出Motor_onBOOLFALSE参数形成了块的一个“shell”：8.0输出SetpointINT010.0输入/输出EMER_OFFBOOLFALSE参数位于代码段...静态.........与“局部”变量类似...临时........参数可以为任何数据类型.在调用期间进行数据类型检查.例外情况：POINTER，ANY调用接口与编程语言无关编程语言可以混合使用"Motor".PLCENENO输出StartMotor_on参数输入Setpoint参数StopSpeed输入/输出参数EMER_OFFSIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.4功能的属性参数可分配的块：具有足够多的输入，输出，输入/输出参数无存储区，也即只有临时变量功能FC10IEC61131-3标准一致性要求：足够多的输入参数输入On_1BOOL程序仅有一个输出参数输入On_2BOOLRET_VAL执行输出OffBOOL不允许访问全局变量和绝对地址...使用同一输入参数提供相同的结果CALLFC10扩展了处理器的指令集On_1:=I0.1...On_2:=I0.2A#On_1Off:=Q8.0A#On_2=#Off...SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.5基本数据类型传送机理基本类型实际参数位于于：位存储地址区域过程映像IB010010010调用的局部堆栈...OB1OB1功能FC10输入On_1BOOL程序输入On_2BOOL执行输出OffBOOL...BLD1CALLFC10=L20.0On_1:=I0.1UCFC10...On_2:=I0.2P#I0.1A#On_1Off:=Q8.0P#I0.2A#On_2P#Q8.0=#OffBLD2...块参数实际参数形式参数SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.6复杂数据类型的功能调用示例：向功能传递一个ARRAYFC21DB5"Temperature"只能通过符号来进行参数的赋值Network（段）1:在功能FC21里，声明一个数组Mes_ValCALLFC21Mes_Val:="Temperature".sequenceSIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.7调用（主调）功能的特点CALL指令指令为宏指令.寄存器内容可能会被覆盖掉，甚至是DB寄存器.请注意B堆栈中内容的解释.调用之后，可能会打开另一个DB.CALL指令的处理时间取决于实际参数的数目和存储单元位置CALL指令确保了块参数被正确地赋予当前数据示例：.CALLFC10On_1:=I0.1On_2:=I0.2Off:=Q8.0调用指令UC和CC不依赖于RLO的块调用（UC）或取决于RLO的块调用.示例：UCFC20或CCFC20当FC没有参数的时候，才可使用这些指令SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.8功能块的属性属于可分配参数的块：电机IEC61131-3标准一致性块有足够满足需要的输入，输出，输入DB16/输出参数0.0StartBOOL有存储区域，即不仅有临时变量而且0.1StopBOOL还有静态变量FB52.0Motor_onBOOL4.0SpeedINT使用本身数据区域进行调用（创建背景）输入StartBOOL“数据封装”输入StopBOOL输出Motor_onBOOL输出SpeedINT应用：静态...临时...定时器和计数器功能CALLFB5,DB16Start:=I0.0使用内部状态控制过程设备Stop:=I0.1锅炉.Motor_on:=Q8.0....电机，阀，等等。Speed:=QW12A#StartAN#Stop=#Motor_on...SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.9构建功能块实例OB,FB或FCFBxDBy使用背景DB的FBDBx控制算法调用Drive_1状态数据CALLFBx,DBy...+...Drive_1FB实例FBFB内的声明（多...重背景）statMotor_1FBxDrive_2状statMotor_2FBxFBx态数据CALL#Motor_1控制算法.Drive_2CALL#Motor_2Drive_3状态数据Drive_3SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.10在一个FB调用过程中的参数传递1IB010010010DB16............01................QB8100100103..............1.........BLD3OB1=L24.0FB10TDB0.0inStartBOOL程序执行OPNDI160.1inStopBOOLTAR2LD202.0outMotor_onBOOLAI0.44.0outSpeedINT=DIX0.0...CALLFB10,DB16AI0.0=DIX0.1Start:=I0.4Stop:=I0.0LAR2P#DBX0.0...Motor_on:=Q8.1UCFB102A#StartSpeed:=QW12LAR2LD20AN#StopADIX2.0=#Motor_on=Q8.1...LDIW4TQW12块参数实际参数TDB形式参数BLD4SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.11使用复杂数据类型的FB调用过程示例：将一个ARRAY传送到一个功能块FB17DB2"Temperature"只允许用符号对复杂参数进行相关分配Network1:CALLFB17,DB2Meas_1:="Temperature".CylinderSum_1:=MD20Sum_2:=MD30Meas_2:="Temperature".ShaftSIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.12功能块调用的特性“按值”传递参数（复制数值）：CALL过程中FB参数的赋值：.无需为某些FB参数赋值.可以从“外部”进行赋值和取消赋值例如：直接通过操作面板进行.例外：复杂数据类型的输入/输出参数（STRUCT，ARRAY，STRING以及DATE_AND_TIME）初始化：.FB参数可以在声明部分进行初始化.例外：复杂数据类型的输入/输出参数（STRUCT，ARRAY，STRING以及DATE_AND_TIME）使用DI和AR2寄存器在内部访问形式参数.如果DI或者AR2寄存器被覆盖，将不再允许访问背景数据。附加调用指令UC和CC.示例：UCFB20或者CCFB20.只有当FB没有背景数据时才能使用（参数+静态变量）SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.136：罐装生产线中的传送带模型主罐Q9.0漏斗瓶子传感器瓶子传感器瓶子传感器I16.5I16.6I16.7Q20.5传送带正转Q20.6传送带反转SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.14练习6.1a:罐装生产线–工作模式选择DB15生产线ON/OFFFB15:“模式选择"I0.0:Start（NO，瞬动开关）I0.1:Stop（NC）...ENQ8.1:Plant_onI0.0StartPlant_onQ8.1手动/自动方式Q8.2I0.4:自动/手动I0.1StopOM_ManI0.5:确定模式I0.4Auto_ManOM_AutoQ8.3Q8.2:选定手动方式A8.3:选定自动方式I0.5OM_activateENOSIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.15练习6.1b：罐装生产线–传送带DB16手动方式FB16:“传送带控制"I0.5:正向点动I0.6:反向点动Q20.5:传送带正向运转...ENQ20.6:传送带反向运转Q8.2OM_Man自动方式Q8.3OM_AutoConv_forQ20.5I16.6:传感器：罐装位置Q20.6I16.7:传感器：计算瓶数I0.2Jog_forConv_backQ9.0:罐装启动I0.3Jog_backFilling_activeQ9.0QW12::满瓶显示I16.6Sensor_fillFull_bottlesQW12I16.7Sensor_fullENOSIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.16多重背景模型的结构DB10FB10FB1...例如OB1statDrillFB1钻孔算法statMotor_1FB2钻床数据statMotor_2FB2.CALLFB10,DB10CALLDrill.的.FB2Motor_1数据CALLMotor_1马达控制.CALLMotor_2Motor_2的数据FB10的背景DBSIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.17使用多重背景模型实现面向对象的编程示例：冲压生产线FB:"Pressline"FB:#Press_1Press_1Press_2FB:#PunchFB:#Guard冲压头防护装置FB:#Press_2FB:#PunchFB:#Guard传送FB:#Transport技术划分通过FB背景，对程序进行技术划分SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.18用STEP7来实现一个“冲压生产线”FB4:"Punch"DB10FB1:"Press"...FB10的数据FB10:"Pressline"statPunchFB4statGuardFB5Press_1的数据......OB1statPress_1FB1FB5:"Guard"Press_1.PunchstatPress_2FB1CALL#PunchstatTransportFB2....CALL#GuardPress_1.GuardFB1:"Press"Press_2的数据CALLFB10,DB10...CALL#Press_1FB4:"Punch"statPunchFB4Press_2.Punch.statGuardFB5CALL#Press_2....Press_2.GuardCALL#PunchCALL#Transport.CALL#GuardFB5:"Guard"传送带的数据FB2:"Transport"......FB10的背景DBSIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.19多重背景模型的属性多重背景模型的优点：多个实例只需要一个DB在为各个实例创建“private”数据区时，无需任何额外的管理工作多重背景模型使得“面向对象的编程风格”成为可能（通过“集合”的方式实现可重用性）最大嵌套深度为8级FB的必备条件：在FB内不允许直接访问过程信号（I，Q）只有使用FB参数访问过程信号，或者与其它过程单元进行通讯FB只能使用静态变量来记忆其过程状态，而不使用全局DB或者位存储器。注意事项：背景数据还可以从“外部”进行访问例如在OB1中：L"Pressline".Press_2.Punch.SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.20练习6.2：生产线中的传送带模型工位的处理顺序传送带的处理顺序工件的处理等待成型的工件成形处理传送到总装线向传送带上放置工件等待原材料工件总装，插入原材料工件从传送带中取原材料工件传送到工作站接近开关光栅"INI1","INI2","INI3""LB1""H4"LED"H1","H2","H3"“S4”“S1”,“S2”,“S3”确认开关LED确认开关SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.21练习6.2a：一个工作站的程序结构DB1传送带FB1:"Station"I0.0InitialLED"H1""INI1"Proxy_switchTransp_req"S1"AcknowledgeM10.1Clock_bit_qM10.3Clock_bit_sConv_busy工作站1工作站2工作站3DB2FB2:"Transport"I0.0InitialLED"H4"OB1"LB1"L_BarrierConv_right"K1_CONVR""S4"AcknowledgeConv_left"K2_CONVL"CALLFB1,DB1Transp_req...M10.1Clock_bit...CALLFB2,DB2程序的技术划分SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.22FB1“Station”的工作原理FB1中的声明:状态模型:FB1:"Station"Process_IN参数:数据类型:AInitialpieceFP...InitialBOOLLEDProxy_switchBOOL连续点亮AcknowledgeBOOLAAcknowledgeClock_bit_qBOOLANProxy_switchClock_bit_sBOOLOUT参数:Take_piece_Piece_finished:LEDBOOLfrom_conv:Transp_reqBOOLLED慢速闪烁LED快速闪烁I/O参数:Conv_busyBOOL静态变量:AANStateSTRUCTConv_busyProcess_pieceBOOLProxy_switchPiece_finishedBOOLWait_Place_part_Place_part_on_convBOOLfor_piece:on_conv:Wait_for_pieceBOOLLEDLED快速闪烁Take_piece_from_convBOOL熄灭END_STRUCTANProxy_switchATransp_reqSIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.23FB2“Transport”的工作原理FB2的接口:状态模型：FB2:"Transport"AInitialWaitingFP...IN参数:数据类型:LEDInitialBOOL熄灭L_BarrierBOOLAcknowledgeBOOLA#Transp_reqTransp_reqBOOLAN#Tansp_reqClock_bitBOOLOUT参数:LEDBOOLConv_Conv_Conv_rightBOOLrightConv_leftBOOLleftLED闪烁静态变量:LED闪烁StateSTRUCTWaitingBOOLConv_rightBOOLAssemblyBOOLAN#LBarrierConv_leftBOOLA#AcknowledgeEND_STRUCTAssemblyLED连续点亮SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.24练习6.2b：扩展到3个站DB10FB10...OB1statStation_1FB1Station_1statStation_2FB1的数据statStation_3FB1statTransportFB2.Station_2CALLFB10,DB10FB1CALLStation_1的数据.CALLStation_2CALLStation_3Station_3的数据FB2CALLTransportTransport的数据FB10的背景数据块SIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.25块参数之间的联锁DB10:"Assembly_line_DB"#Station_1I0.0InitialLED"H1"FB10:"Assembly_line""INI1"Proxy_switchTransp_req"S1"AcknowledgeM10.1Clock_bit_qM10.3Clock_bit_sConv_busy#Station_2I0.0Initial#Station_2LED"H2"#Transport"INI2"Proxy_switchTransp_reqI0.0InitialLED"H4""S2"AcknowledgeM10.1Clock_bit_q"LB1"L_BarrierConv_right"K1_CONVR"M10.3Clock_bit_s"S4"AcknowledgeConv_left"K2_CONVL"Conv_busyTransp_reqM10.1#Station_3Clock_bit#Station_3I0.0InitialLED"H3""INI3"Proxy_switchTransp_req"S3"AcknowledgeM10.1Clock_bit_qM10.3Clock_bit_sConv_busySIMATICS7Date:2018/7/13SITRAINTrainingforAutomationandDrivesSiemensAG2001.Allrightsreserved.File:PRO2_06E.26