结构控制程序设计

３.１ Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 结构
• ３.１.５ 反馈节点
• 当循环边框比较大时， 使用移位寄存器会造成过长的连线， 因此Ｌ ａｂＶＩＥＷ 提供了反馈节点（Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｎｏｄｅ）， 其 在功能上完全等价于移位寄存器。
• 在循环中， 当把一个节点的输出连接到它的输入时， 连线中会自动 插入一个反馈节点， 同时自动创建了一个初始化接线端（可对反馈 节点进行初始化， 若不需要初始化可用右键取消）， 如图３－１４ 所示。
• ３.２.１ 任务描述
• 在工业现场环境下， 温度传感器输出的温度电压往往会叠加了工频 干扰。这种工频干扰由于频率低， 很难用滤波器滤掉（除非采用体 积特别大的滤波器， 而且效果不一定好）， 采用软件滤波的方案是 一种比较好的方案。这里应用移位寄存器求最近４ 次温度测量值的 平均值， 并以波形的形式显示这一平均值。
１２…２０” 会自动合并成“５…２０” ）。 • ④开区间， 如“…１” “９…”。 • （２） 字符型和枚举型选项值的设置。 • 设置方式同数值型， 但在标签中会被自动加上双引号。
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３.４ 分支结构
• ３.隧道的要求 • 向Ｃａｓｅ 结构边框内输入数据时， 各个子程序框图连接或不连接
• （３） 修改Ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｃｈａｒｔ 的图例标记， 如图３－１ ６ 所示。
• ３.２.３ 程序框图设计
• （１） 在程序框图中添加Ｗｈｉｌｅ 循环（选择Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｓ→Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ→Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ 命令）， 创
• 建移位寄存器。 • ①右击Ｗｈｉｌｅ 循环的左边或者右边， 在弹出的快捷菜单中选择
Ａｄｄ Ｓｈｉｆｔ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ 命令。 • ②右击寄存器的左端子， 在弹出的快捷菜单中选择Ａｄｄ Ｅｌｅｍ
ｅｎｔ 命令， 添加一个寄存器。用同样的方法创建第三个元素。 • （２） 如图３－１７ 所示， 完成程序框图的编辑。
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３.２ 综合案例３－１： 温度信号工 频干扰的软件滤波
• ３.２.２ 前面板编辑
• （１） 选择Ｆｉｌｅ→Ｎｅｗ 命令或按Ｃｔｒｌ＋Ｎ 组合键， 打开 一个新的前面板。
• （２） 选择Ｃｏｎｔｒｏｌｓ→Ｇｒａｐｈｓ→Ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｃｈａｒｔ 选项， 在前面板中放置历史曲线显示控件。
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３.２ 综合案例３－１： 温度信号工 频干扰的软件滤波
• 为了存取前几轮循环的数据， 可以通过增加循环框左端子元素来实 现。这个功能对于计算数据均值非常有用。方法是右击左边端子， 在弹出的快捷菜单中选择Ａｄｄ Ｅｌｅｍｅｎｔ 命令。例如， 如果 某个移位寄存器左边的端口含有３ 个元素， 那么就可以访问到最近 ３ 轮循环的数据， 如图３－１１ 所示。
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单元３ 结构控制程序设计
• ３.１ Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 结构 • ３.２ 综合案例３－１： 温度信号工频干扰的
软件滤波 • ３.３ Ｆｏｒ Ｌｏｏｐ 结构 • ３.４ 分支结构 • ３.５ 综合案例３－２： 温度超限报警系统 • ３.６ 顺序结构 • ３.７ 公式节点
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３.１ Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 结构
• 布尔控件的机械属性选项及功能说明见表３－１。
• ３.１.４ 移位寄存器
• 移位寄存器（Ｓｈｉｆｔ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ） 可以将数据从一轮循 环周期传递到下一轮循环。在程序设计中， 经常要用到它。创建一 个移位寄存器的方法是， 右击循环的左边或者右边， 在弹出的快捷 菜单中选择Ａｄｄ Ｓｈｉｆｔ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ 命令， 如图３－９ 所示。
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３.１ Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 结构
• 在调出的快捷菜单中选择Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ 命令， 如图３－６ 所示， 选择Ｏｐｅｒａｔｏｒ 选项卡， 列出了按钮的６ 种动作方式 ， 旁边是选中的动作方式的图解和文字说明。图解第一行（ｍ） 表 示鼠标的动作； 图解第二行（ｖ） 表示控制量的值； 图解第三行是 开关符号或程序读取控制量值的时间点（ＲＤ）。
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３.１ Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 结构
• 如果将显示控件连接到反馈节点输入接线端， 显示最后一次循环结 束后得到的值， 如图３－１５ （ａ） 所示， 输出结果为１０； 如 果将显示控件连接到反馈节点输出接线端， 如图３－１５ （ｂ） 所 示， 显示最后一次循环前得到的值， 输出结果为９。
• ＬａｂＶＩＥＷ 循环的一个最大特点在于它使用了自动索引功能。 自动索引非常有用， 有时并不知道一个数组的元素个数， 只关心怎 样取出它的各元素来进行处理， 或者是要把每次循环后的单个元素 进行累加输出， 这时就需要用到自动索引。自动索引的一个典型应 用程序如图３－２１ 所示， 可以看出， 左边的两个嵌套Ｆｏｒ 循环 体中， 里层的循环每次循环产生一维数组０～３， 外层的循环每次 将一维数组加上重复端子ｉ， 最后输出一个５ 行４ 列的二维数组， 显示结果见图３－２１ （ｂ） 中的“显示数据”。在右边的两个嵌 套Ｆｏｒ 循环体中， 外层的循环每次从二维数组中产生出一行索引 ， 里层的循环每次从一维数组中产生出一个元素索引， 所有元素显 示见图３－２１ （ｂ） 中的“索引数据”。
• ３.３.１ Ｆｏｒ Ｌｏｏｐ 结构的创建
• Ｆｏｒ 循环用于指定程序执行次数， 相当于Ｃ 语言中的ｆｏｒ 循环 ：
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３.３ Ｆｏｒ Ｌｏｏｐ 结构
• 选择Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ→Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ→Ｓｔｒｕｃｔ ｕｒｅｓ 命令， 选择Ｆｏｒ Ｌｏｏｐ， 然后按下鼠标按键， 释放 鼠标按钮时就创建了一个指定大小和位置的Ｆｏｒ 循环。Ｆｏｒ 循 环的图标如图３－１８ 所示。
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３.４ 分支结构
• 类似于带ｅｌｓｅ 的ｉｆ 语句：
• 上述Ｃ 语言程序编写的分段函数， 可以用ＬａｂＶＩＥＷ 的Ｃａｓ ｅ 结构编写为图３－２４ 所示。
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３.４ 分支结构
• ３.４.２ Ｃａｓｅ 结构的设置
• １.默认选项的设置 • ＬａｂＶＩＥＷ 中使用条件结构， 必须设置一个默认子程序框图处
• ３.２.４ 运行与调试
• 按Ｃｔｒｌ＋Ｒ 组合键程序运行。在图形显示器中显示两条覆盖的 曲线， 可以通过定制波形图指示器将其区分， 本例中将ｐｌｏｔ ０ 线形修改为白色实线， 将ｐｌｏｔ １ 的线形修改为红色点。
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３.３ Ｆｏｒ Ｌｏｏｐ 结构
• Ｆｏｒ Ｌｏｏｐ 控制一段程序代码执行设定的次数。
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３.１ Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 结构
• ２.避免死循环 • Ｗｈｉｌｅ 循环是由条件端口值来控制的。如果条件永远满足， 就
会产生死循环。图３－５ 中的两个例子， 条件端子永远都是满足的 ， 导致死循环。
• ３.１.３ 布尔控件的机械动作
• 布尔控件有６ 种机械动作属性可供选择。在前面板上右击开关， 在 弹出的快捷菜单中选择Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｃｔｉｏｎ 命令就 可以看到这些可选的动作。
理超出选项范围的情况，除非能够为每个可能的选择值都设置一个子 程序框图。 • 当显示默认子程序框图时， 在条件结构边框上右击， 在弹出的快捷 菜单中选择Ｍａｋｅ Ｔｈｉｓ Ｔｈｅ Ｄｅｆａｕｌｔ Ｃａｓｅ 命 令。如要取消默认选项， 在条件边框上右击， 在快捷菜单中选择Ｒ ｅｍｏｖｅ Ｄｅｆａｕｌｔ 命令。
• Ｗｈｉｌｅ 循环控制程序反复执行一段代码， 直到某个条件发生。
• ３.１.１ Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 的组成与创建
• Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 是ＬａｂＶＩＥＷ 的基本循环结构之一， 类似 于Ｃ 语言中的ｄｏ…ｗｈｉｌｅ 循环结构：
• 选择Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ→Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ→Ｓｔｒｕｃｔ ｕｒｅｓ 选项， 从中选择Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ， 如图３－１ 所示 。
• Ｎ： 计数端（输入）， 用于指定循环执行的次数。 • ｉ： 循环变量（输出端子）， 含有循环已经执行的次数。 • 在程序运行前， Ｎ 必须赋值。通常情况下， 该值为整型数。循环计
数变量ｉ 的步长是固定不变的。
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３.３ Ｆｏｒ Ｌｏｏｐ 结构
• ３.３.２ Ｆｏｒ 循环的自动索引
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３.４ 分支结构
• ３.４.１ Ｃａｓｅ 结构的创建
• 选择Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ→Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ 选项， Ｃａ ｓｅ 结构的多个子程序框图重叠在一起， 任何时候只显示其中的一 个， 如图３－２３ 所示。条件结构边框的顶部是Ｓｅｌｅｃｔ Ｌａ ｂｅｌ （条件选择器标签）， 默认有两个布尔型的选项Ｔｒｕｅ 和 Ｆａｌｓｅ， 对应两个子程序框图。可通过左右箭头选择， 或单击 向下箭头选择。当选择某一个选项， 可以显示此选项对应的子程序 框图， 并能对框图进行编辑。Ｃａｓｅ 结构左侧边框上带“？” 的 图标是条件端子（Ｃａｓｅ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ）， 用于连接边框外 的输入值。将输入值和Ｓｅｌｅｃｔ Ｌａｂｅｌ 的各选项值进行比 较， 从而判断执行哪一个子程序框图的代码。Ｓｅｌｅｃｔ Ｌａｂ ｅｌ 默认为布尔型， 但也可以是其他类型。
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３.４ 分支结构
• 类似于ｓｗｉｔｃｈ 语句：
• 上述Ｃ 语言程序， 可以用ＬａｂＶＩＥＷ 的Ｃａｓｅ 结构编写为图 ３－２５ 所示。
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３.４ 分支结构
• ２.子程序框图的设置 • 用编辑文本工具修改Ｓｅｌｅｃｔ Ｌａｂｅｌ 中的选项值， 可以设
置子程序框图与选项的对应关系。 • （１） 数值型选项值的设置。 • ①单值或多值， 如“３” “１， ２， ３”。 • ②一个范围， 如“５…１０”。 • ③多个范围， 如“５…１０， ２０…３０” （注： “５…１５，
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３.１ Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 结构
• 移位寄存器在程序框图上用在循环边框上相应的一对端子来表示。右 边的端子中存储了一轮循环结束时的数据。在下一轮循环开始时， 右端子的数据将移位到左边的端子， 参与下一轮循环的运算。移位 寄存器可以移位各种类型的数据， 如数值、布尔数、数组、字符串 等。在第一个对象接入移位寄存器时， 会自动刷新数据， 图３－１ ０ 表示了它的工作过程。
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３.５ 综合案例３－２： 温度超限报 警系统
• ３.５.１ 任务描述
• 创建一个ＶＩ， 连续以每５００ ｍｓ 一次的速率测量温度， 如果高 于或者低于设定的范围，告警灯显示“红色”， 同时驱动蜂鸣器报 警， 工作状态栏显示为ｗａｒｎｉｎｇ； 若检测温度在正常范围内 ， 告警灯显示“绿色”， 工作状态栏显示为ｎｏｒｍａｌｌｙ。温 度以历史曲线格式显示， 同时将上、下限设定值也显示在图表中。
这个数据的隧道都可以；但是从Ｃａｓｅ 结构边框向外输出数据时 ， 各个子程序框图都必须为这个隧道连接数据， 如图３－２６（ａ ） 所示； 否则隧道图标是中空的， 程序运行按钮也是断开的， 如图 ３－２６ （ｂ） 所示。 • 右击隧道， 在弹出的快捷菜单中选择Ｕｓｅｄ Ｄｅｆａｕｌｔ Ｉｆ Ｕｎｗｉｒｅｄ 命令， 使没有连线的子程序框图输出相应数据类型 的默认值。
• ３.１.２ Ｗｈｉｌｅ 循环的编程要点
• １.条件端子的选择 • 右击Ｗｈｉｌｅ 循环的条件ＷＡ 端子， 弹出快捷菜单， ＬａｂＶＩ
ＥＷ 默认的循环判断条件是Ｓｔｏｐｉｆ Ｔｒｕｅ 命令（只要循环 条件端子输入为真， 则停止循环）。若选择Ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｉｆ Ｔｒｕｅ 命令， 此时循环条件端子符号变成空心的， 如图３－４ 所 示。
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３.１ Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 结构
• Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 可以反复执行循环体的程序， 直至特定的条件 不满足才停止循环。Ｗｈｉｌｅ 循环如图３－２ 所示， 循环变量表 示当前循环次数， 从０ 开始计数（ｉ＝ ０）， 先执行循环体， 而 后ｉ＋１， 如果循环只执行一次， 那么循环输出值ｉ＝０。条件端 子用于控制循环的执行或停止，循环至少要运行一次。
• 在反馈节点上右击， 在弹出的快捷菜单中选择Ｃｈａｎｇｅ Ｄｉｒ ｅｃｔｉｏｎ 命令可改变方向。反馈节点和移位寄存器可以互换， 在反馈节点上右击， 在弹出的快捷菜单中选择Ｒｅｐｌａｃｅ Ｗｉ ｔｈ Ｓｈｉｆｔ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ 命令即可。
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３.２ 综合案例３－１： 温度信号工 频干扰的软件滤波