第6章S7-300400的用户程序结构

第6章S7-300/400的用户程序结构6.1 用户程序的基本结构6.1.1 用户程序中的块用户程序和所需的数据放置在块中，使程序部件标准化，用户程序结构化，可以简化程序组织，使程序易于修改、查错和调试。

块结构显著地增加了PLC程序的组织透明性、可理解性和易维护性。

表6-1 用户程序中的块1．组织块(OB)控制扫描循环和中断程序的执行、PLC的启动和错误处理等。

（1）OB1用于循环处理，用户程序中的主程序。

（2）起动、事件或故障中断处理，需要时才被及时地处理。

（3）中断的优先级，高优先级的OB可以中断低优先级的OB。

2．临时局域数据生成逻辑块（OB、FC、FB）时可以声明临时局域数据。

这些数据是临时的，局域（Local）数据，只能在生成它们的逻辑块内使用。

所有的逻辑块都可以使用共享数据块中的共享数据。

3．功能（FC）没有固定的存储区的块，其临时变量存储在局域数据堆栈中，功能执行结束后，这些数据就丢失了。

用共享数据区来存储那些在功能执行结束后需要保存的数据。

调用功能和功能块时用实参（实际参数）代替形参（形式参数）。

形参是实参在逻辑块中的名称，功能不需要背景数据块。

功能和功能块用IN、OUT和IN_OUT参数做指针，指向调用它的逻辑块提供的实参。

功能可以为调用它的块提供数据类型为RETURN的返回值。

4．功能块（FB）功能块是用户编写的有自己的存储区（背景数据块）的块，每次调用功能块时需要提供各种类型的数据给功能块，功能块也要返回变量给调用它的块。

这些数据以静态变量（STAT）的形式存放在指定的背景数据块(DI) 中，临时变量TEMP存储在局域数据堆栈中。

调用FB或SFB时，必须指定DI的编号。

在编译FB或SFB时自动生成背景数据块中的数据。

一个功能块可以有多个背景数据块，用于不同的被控对象。

可以在FB的变量声明表中给形参赋初值。

如果调用块时没有提供实参，将使用上一次存储在DI中的参数。

5．数据块数据块中没有STEP 7的指令，STEP 7按数据生成的顺序自动地为数据块中的变量分配地址。

数据块分为共享数据块和背景数据块。

应首先生成功能块，然后生成它的背景数据块。

在生成背景数据块时指明它的类型为背景数据块（Instance）和它的功能块的编号。

图6-1 用于不同对象的背景数据块FB22:电机DB201: 电机1DB202: 电机2DB203: 电机3电机1的背景数据块电机2的背景数据块电机3的背景数据块6．系统功能块SFB 和系统功能SFC系统功能块和系统功能是为用户提供的已经编好程序的块，可以调用不能修改。

操作系统的一部分，不占用户程序空间。

SFB 有存储功能，其变量保存在指定给它的背景数据块中。

7．系统数据块(SDB)包含系统组态数据，例如硬件模块参数和通信连接参数等。

CALL 、CU （无条件调用）和CC （RLO = 1时调用）指令调用没有参数的FC 和FB 。

6.1.2 用户程序使用的堆栈图6-2 堆栈操作入栈前入栈后出栈前出栈后iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7xiv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv0图6-3 块堆栈与局域数据堆栈块堆栈的块号和返回地址的块号和返回地址的块号和返回地址局域数据堆栈的局域数据的局域数据的局域数据OB81OB81FC2FC2FB1FB1堆栈采用“先入后出”的规则存入和取出数据。

最上面的存储单元称为栈顶。

1．局域数据堆栈（L ）局域数据堆栈用来存储块的局域数据区的临时变量、组织块的启动信息、块传递参数的信息和梯形图程序的中间结果。

可以按位、字节、字和双字来存取，例如L 0.0，LB9，LW4和LD52。

各逻辑块均有自己的局域变量表，局域变量仅在它被创建的逻辑块中有效。

2．块堆栈（B 堆栈）存储被中断的块的类型、编号和返回地址；从DB 和DI 寄存器中获得的块被中断时打开的共享数据块和背景数据块的编号；局域数据堆栈的指针。

3．中断堆栈（I 堆栈）当前的累加器和地址寄存器的内容、数据块寄存器DB 和DI 的内容、局域数据的指针、状态字、MCR （主控继电器）寄存器和B 堆栈的指针。

6.1.3 线性化编程与结构化编程1．线性化编程：整个用户程序放在循环控制组织块OB1（主程序）中。

2．模块化编程：程序被分为不同的逻辑块，每个块包含完成某些任务的逻辑指令。

3．结构化编程：将复杂的自动化任务分解为小任务，这些任务由相应的逻辑块来表示，程序运行时所需的大量数据和变量存储在数据块中。

调用时将“实参”赋值给形参。

创建顺序：FC1→FB1及其背景数据块IDB1→OB1，被调用的块应该是已经存在的。

6.2.1 发动机控制系统的用户程序结构柴油机数据DB2汽油机数据DB1调用FB1OB1FC1图6-5 程序结构共享数据块 FB33．局域变量的类型（1）IN(输入变量)：由调用它的块提供的输入参数。

（2）OUT(输出变量)：返回给调用它的块的输出参数。

（3）IN_OUT：初值由调用它的块提供，被子程序修改后返回给调用它的块。

（4）TEMP (临时变量)：暂时保存在局域数据区中的变量。

（5）STAT（静态变量）：在功能块的背景数据块中使用。

关闭功能块后，其静态数据保持不变。

功能（FC）没有静态变量。

表6-3 FB1的变量声明表5．程序库介绍6.2.3 功能块与功能表6-4 FC1的变量声明表图6-9 图图图6.2.4 功能块与功能的调用为了能全部转换为上面的梯形图，下面的语句表还需要增加一些语句。

Network1：自动手动切换A "自动"S "自动模式"A "手动"R "自动模式"Network2：汽油机控制CALL "发动机控制" , "汽油机数据"Switch_On := "起动汽油机"Switch_Off := "关闭汽油机"Failure := "汽油机故障"Actual_Speed := "汽油机转速"Engine_On := "汽油机运行"Preset_Speed_Reached := "汽油机到达设置转速"Network3：汽油机风扇控制CALL "风扇控制"Engine_On := "汽油机运行"Timer_Function := "汽油机风扇延时"Fan_On := "汽油机风扇运行"6.3 数据块6.3.1 数据块中的数据类型1．基本数据类型基本数据类型包括位（Bool），字节（Byte）、字（Word）、双字（Dword）、整数（INT）、双整数（DINT）和浮点数（Float，或称实数Real）等。

2．复合数据类型日期和时间用8个字节的BCD码来存储。

第0～5号字节分别存储年、月、日、时、分和秒，毫秒存储在字节6和字节7的高4位，星期存放在字节7的低4位。

例如2004年7月27日12点30分25.123秒可以表示为DT#04-07-27-12:30:25.123。

字符串（STRING）由最多254个字符（CHAR）和2字节的头部组成。

字符串的默认长度为254，通过定义字符串的长度可以减少它占用的存储空间。

3．数组数组（ARRAY ）是同一类型的数据组合而成的一个单元。

ARRAY[1..2,1..3]是一个二维数组，共有6个整数元素。

最多为6维。

数组元素”TANK ”.PRESS[2,1]：TANK 是数据块的符号名，PRESS 是数组的名称。

方括号中是数组元素的下标。

如果在块的变量声明表中声明形参的类型为ARRAY ，可以将整个数组而不是某些元素作为参数来传递。

整数整数整数整数整数整数1,11,21,32,12,22,3图6-10 二维数组的结构4．结构结构（STRUCT ）是不同类型的数据的组合。

可以用基本数据类型、复杂数据类型和UDT 作为结构中的元素，可以嵌套8层。

数据块TANK 内结构STACK 的元素AMOUNT 应表示为”TANK ”.STACK.AMOUNT 。

将结构作为参数传递时，作为形参和实参的两个结构必须有相同的数据结构，即相同数据类型的结构元素和相同的排列顺序。

5．用户定义数据类型用户定义数据类型（UDT ）是一种特殊的数据结构，由用户自己生成，定义好后可以在用户程序中多次使用。

例如可以生成用于颜料混合配方的UDT ，然后用它生成用于不同颜色配方的数据组合。

6.3.2 数据块的生成与使用菜单命令“View→Declaration View ”和“View→Data View ”分别指定声明表显示方式和数据显示方式。

声明表显示状态用于定义和修改共享数据块中的变量。

6.4 多重背景FB1FB 1发动机控制FB 10C A LL FB 1(C A LL FB1(OB1FC1共享数据块D B 10汽油机数据柴油机数据6.4.1 多重背景功能块生成FB10时应激活“Multiple Instance FB ”（多重背景功能块）选项。

应首先生成FB1。

为调用FB1，在FB10的变量声明表中声明了两个名为“Petrol_Engine （汽油机）”和“Diesel_Engine （柴油机）”的静态变量（STAT ），其数据类型为FB1。

生成FB10后，“Petrol_Engine ”和“Diesel_Engine ”将出现在管理器编程元件目录的“Multiple Instances （多重背景）”文件夹内。

可以将它们“拖放”到FB 10中，然后指定它们的输入参数和输出参数。

6.4.2 多重背景数据块其中的数据自动产生。

6.4.3 在OB1中调用多重背景图6-21中调用FB10（符号名为“发动机”）的语句表为：Network4：调用多重背景CALL "发动机" , "多重背景数据块"Preset_Speed_Reached :="两台都达到设置转速"图6-17 FB10的变量声明表图6-18 多重背景功能块FB10使用多重背景时应注意以下问题：（1）首先应生成需要多次调用的功能块（例如上例中的FB1）。

（2）管理多重背景的功能块（例如上例中的FB10）必须设置为有多重背景功能。

（3）在管理多重背景的功能块的变量声明表中，为被调用的功能块的每一次调用定义一个静态（STAT）变量，以被调用的功能块的名称（例如FB1）作为静态变量的数据类型。

（4）必须有一个背景数据块（例如上例中的DB10）分配给管理多重背景的功能块。