第3章S7-1200程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1

*本章主要內(nèi)容1.S7-1200PLC工作模式（掌握）三種運(yùn)行模式2.存儲(chǔ)器及其尋址（掌握）存儲(chǔ)器代碼，兩種尋址方式，強(qiáng)制輸入/輸出，保持性

3.數(shù)據(jù)格式及數(shù)據(jù)類型（理解）

把握常見數(shù)據(jù)格式特點(diǎn)及所占空間

4.編程方法（重點(diǎn)）三種結(jié)構(gòu)模式

5.程序結(jié)構(gòu)（重點(diǎn)）OB,FC,FB,各自特點(diǎn)及區(qū)別

*2第3章S7-1200PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

3.1S7-1200PLC工作模式（掌握）

3.2存儲(chǔ)器及其尋址（掌握）

3.3數(shù)據(jù)格式及數(shù)據(jù)類型（理解）

3.4編程方法（重點(diǎn)）3.5程序結(jié)構(gòu)（重點(diǎn)）

*33.1CPU的工作模式

CPU有三種工作模式：在STOP模式下，CPU不執(zhí)行任何程序，而用戶可以下載項(xiàng)目。在STARTUP

模式下，執(zhí)行一次啟動(dòng)OB(如果存在)。在RUN模式下，重復(fù)執(zhí)行掃描周期。中斷事件可能會(huì)在程序循環(huán)階段的任何點(diǎn)發(fā)生并進(jìn)行處理。處于RUN模式下時(shí)，無(wú)法下載任何項(xiàng)目。在RUN模式的啟動(dòng)階段，不處理任何中斷事件。*4在STOP模式下：CPU①處理所有通信請(qǐng)求（如果適用）并②執(zhí)行自診斷。CPU不執(zhí)行用戶程序，過(guò)程映像也不會(huì)自動(dòng)更新。3.1CPU的工作模式

*5上電后CPU進(jìn)入STARTUP模式，進(jìn)行上電診斷和系統(tǒng)初始化，檢查到某些錯(cuò)誤時(shí)，將禁止CPU進(jìn)入RUN模式，保持在STOP。STARTUP：A復(fù)位I存儲(chǔ)區(qū)B使用上一次RUN模式最后的值或替換值初始化輸出C執(zhí)行啟動(dòng)OBD將物理輸入的狀態(tài)復(fù)制到I存儲(chǔ)器E將所有中斷事件存儲(chǔ)到要在RUN模式下處理的隊(duì)列中F將過(guò)程映像輸出區(qū)(Q區(qū))的值寫到物理輸出3.1CPU的工作模式

*6啟動(dòng)階段結(jié)束后，進(jìn)入RUN模式，CPU執(zhí)行下圖所示的任務(wù)：RUN①將過(guò)程映像輸出區(qū)(Q區(qū))的值寫到物理輸出②將物理輸入的狀態(tài)復(fù)制到I存儲(chǔ)器③執(zhí)行程序循環(huán)OB④處理通信請(qǐng)求和進(jìn)行自診斷⑤在掃描周期的任何階段處理中斷和通信3.1CPU的工作模式

*7PLC使用的物理存儲(chǔ)器類型：RAM,ROM,FlashEPROM(簡(jiǎn)稱為FEPROM)用戶存儲(chǔ)器：非易失性的存儲(chǔ)區(qū)，用于保存用戶程序（項(xiàng)目等）、數(shù)據(jù)和組態(tài)信息。所有的CPU都有內(nèi)部的裝載存儲(chǔ)器，CPU插入存儲(chǔ)卡后，用存儲(chǔ)卡做裝載存儲(chǔ)器。類似于計(jì)算機(jī)的硬盤，具有斷電保持功能。工作存儲(chǔ)器：易失性，集成在CPU中的高速存取的RAM。用于在執(zhí)行用戶程序時(shí)存儲(chǔ)用戶項(xiàng)目的某些內(nèi)容。CPU也會(huì)將一些項(xiàng)目?jī)?nèi)容從裝載存儲(chǔ)器復(fù)制到工作存儲(chǔ)器中。類似于計(jì)算機(jī)的內(nèi)存，斷電時(shí)內(nèi)容丟失，而在恢復(fù)供電時(shí)由CPU恢復(fù)。系統(tǒng)存儲(chǔ)器：用來(lái)存儲(chǔ)用戶程序的操作數(shù)據(jù)，被劃分為若干個(gè)地址區(qū)域，如過(guò)程映像輸入/輸出，位存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)塊，局部數(shù)據(jù)，I/O輸入輸出區(qū)域和診斷緩沖區(qū)等。使用指令可以在相應(yīng)的地址區(qū)域內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)直接進(jìn)行尋址。

用來(lái)防止在電源關(guān)閉時(shí)丟失數(shù)據(jù)，可以用不同方法設(shè)置變量的斷電保持功能。3.2存儲(chǔ)器及其尋址*8*93.2存儲(chǔ)器及其尋址*10不管使用變量（例如，“Start”或“Stop”）還是絕對(duì)地址（例如，“I0.3”或“Q1.7”），對(duì)輸入(I)或輸出(Q)存儲(chǔ)區(qū)的引用都會(huì)訪問(wèn)過(guò)程映像而非物理輸出。要立即訪問(wèn)或強(qiáng)制用戶程序中的物理（外圍設(shè)備）輸入或輸出，請(qǐng)?jiān)谝煤竺嫣砑印?P”

例如，“Stop:P”或“Q0.3:P”）。

局部數(shù)據(jù)L：

只要調(diào)用代碼塊，CPU就會(huì)分配要在執(zhí)行塊期間使用的臨時(shí)或本地存儲(chǔ)器(L)。代碼塊執(zhí)行完畢后，CPU將重新分配本地存儲(chǔ)器，以用于執(zhí)行其它代碼塊。3.2存儲(chǔ)器及其尋址*113.2存儲(chǔ)器及其尋址*12“字節(jié).位”尋址方式：

如

I3.2，首位字母表示存儲(chǔ)器標(biāo)識(shí)符，I表示輸入過(guò)程映像區(qū)8位二進(jìn)制數(shù)組成1個(gè)字節(jié)(Byte):3.2存儲(chǔ)器及其尋址S7CPU可以按照位、字節(jié)、字和雙字對(duì)存儲(chǔ)單元尋址。*13以起始字節(jié)的地址作為字和雙字的地址。起始字節(jié)為最高位的字節(jié)。MW100MD1003.2存儲(chǔ)器及其尋址存儲(chǔ)器尋址方式*143.3系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)與數(shù)據(jù)類型——基本數(shù)據(jù)類型*153.4

程序結(jié)構(gòu)創(chuàng)建用于自動(dòng)化任務(wù)的用戶程序時(shí)，需要將程序的指令插入代碼塊中：*16創(chuàng)建用于自動(dòng)化任務(wù)的用戶程序時(shí)，需要將程序的指令插入代碼塊中：●組織塊(OB)對(duì)應(yīng)于CPU中的特定事件，并可中斷用戶程序的執(zhí)行。用于循環(huán)執(zhí)行用戶程序的默認(rèn)組織塊(OB1)為用戶程序提供基本結(jié)構(gòu)，是唯一一個(gè)用戶必需的代碼塊。如果程序中包括其它OB，這些OB會(huì)中斷OB1的執(zhí)行。其它OB可執(zhí)行特定功能，如用于啟動(dòng)任務(wù)、用于處理中斷和錯(cuò)誤或者用于按特定的時(shí)間間隔執(zhí)行特定的程序代碼?！窆δ軌K(FB)是從另一個(gè)代碼塊（OB、FB或FC）進(jìn)行調(diào)用時(shí)執(zhí)行的子例程。調(diào)用塊將參數(shù)傳遞到FB，并標(biāo)識(shí)可存儲(chǔ)特定調(diào)用數(shù)據(jù)或該FB實(shí)例的特定數(shù)據(jù)塊(DB)。更改背景DB可使通用FB控制一組設(shè)備的運(yùn)行。例如，借助包含每個(gè)泵或閥門的特定運(yùn)行參數(shù)的不同背景DB，一個(gè)FB可控制多個(gè)泵或閥。●功能(FC)是從另一個(gè)代碼塊（OB、FB或FC）進(jìn)行調(diào)用時(shí)執(zhí)行的子例程。FC不具有相關(guān)的背景DB。調(diào)用塊將參數(shù)傳遞給FC。FC中的輸出值必須寫入存儲(chǔ)器地址或全局DB中。3.4

程序結(jié)構(gòu)*17功能塊(FB)與功能(FC)檢驗(yàn)FC、FB重要指標(biāo)是可移植性（可重用性）。

如果內(nèi)部全部使用局部變量，不用全局變量，不作任何修改，就可以將它們移植到其他項(xiàng)目，通過(guò)調(diào)用與被調(diào)用的關(guān)系，可以迅速生成新的項(xiàng)目程序。把相同功能的工作編制成FB，然后在FC里調(diào)用，程序修改起來(lái)方便。

例子：有10臺(tái)電機(jī)，編制啟動(dòng)，停止邏輯，報(bào)警，復(fù)位邏輯。

FB+FC:FB+背景數(shù)據(jù)塊+FC調(diào)用(把這些電機(jī)對(duì)應(yīng)的I/O點(diǎn)添到FB的管腳上)

FC:1)要寫10遍，2)如果你用粘貼和復(fù)制的話，有可能有的I/O點(diǎn)忘記修改或其他一些錯(cuò)誤，3)程序的結(jié)構(gòu)性不強(qiáng)，維護(hù)起來(lái)浪費(fèi)時(shí)間。如果子程序的任務(wù)不能在一個(gè)掃描周期完成，需要在兩次調(diào)用之間保存某些變量的值，則應(yīng)選用FB，而不是FC。因?yàn)檫@種情況下FC需要用全局變量（例如共享數(shù)據(jù)塊和M區(qū)）來(lái)保存這些變量的值，但是這樣會(huì)影響FC的可移植性。如果塊的內(nèi)部使用了全局變量，在移植時(shí)需要考慮每個(gè)塊使用的全局變量是否會(huì)與別的塊產(chǎn)生地址沖突（同一地址重復(fù)使用）。如果這樣的FC很多，移植是附加的工作量將會(huì)很大，也很容易出錯(cuò)。3.4

程序結(jié)構(gòu)*18創(chuàng)建用于自動(dòng)化任務(wù)的用戶程序時(shí)，需要將程序的指令插入代碼塊中：●

組織塊(OB)●功能塊(FB)●功能(FC)●數(shù)據(jù)塊（DB）用于存放執(zhí)行用戶程序時(shí)所需的變量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)。用戶程序中除了邏輯程序外，還需要對(duì)存儲(chǔ)過(guò)程狀態(tài)和信號(hào)信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)是以變量的形式存儲(chǔ)，通過(guò)存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)類型來(lái)確定數(shù)據(jù)的唯一性。3.4

程序結(jié)構(gòu)*193.5

編程方法線性化編程模塊化編程結(jié)構(gòu)化編程*203.5

編程方法根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求，可選擇線性，模塊化或結(jié)構(gòu)化用于創(chuàng)建用戶程序：●線性程序按順序逐條執(zhí)行用于自動(dòng)化任務(wù)的所有指令。通常，線性程序?qū)⑺谐绦蛑噶疃挤湃胗糜谘h(huán)執(zhí)行程序的OB(OB1)中。*213.5

編程方法線性化編程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不帶分支，一個(gè)程序包含了所有指令。所有的指令都在OB1中----每個(gè)掃描周期都要掃描執(zhí)行所有的指令，不斷循環(huán)執(zhí)行。即使某些不用的部分代碼也需要執(zhí)行。因此CPU效率低，沒有充分利用。需要多次執(zhí)行相同或類似的操作，需要重復(fù)編寫相同或類似的程序。程序結(jié)構(gòu)不清晰----管理和測(cè)試不便大型程序編寫時(shí)避免采用線性化編程*223.5

編程方法根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求，可選擇線性，模塊化或結(jié)構(gòu)化用于創(chuàng)建用戶程序：●線性程序●模塊化程序調(diào)用可執(zhí)行特定任務(wù)的特定代碼塊。要?jiǎng)?chuàng)建模塊化結(jié)構(gòu)，需要將復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)劃分為與過(guò)程的工藝功能相對(duì)應(yīng)的更小的次級(jí)任務(wù)。每個(gè)代碼塊都為每個(gè)次級(jí)任務(wù)提供程序段。通過(guò)從另一個(gè)塊中調(diào)用其中一個(gè)代碼塊來(lái)構(gòu)建程序。*233.5

編程方法模塊化程序根據(jù)功能分為不同的邏輯塊。在OB1中可根據(jù)條件決定塊的調(diào)用和執(zhí)行；特點(diǎn)是控制任務(wù)被分成不同的塊，易于團(tuán)隊(duì)分工合作同時(shí)編程，調(diào)試方便；不同的程序塊只有在需要時(shí)OB1才去調(diào)用，因此每次循環(huán)中不是所有的塊都執(zhí)行，CPU利用效率高。模塊化編程中，被調(diào)用快和調(diào)用快之間沒有數(shù)據(jù)交換。*243.5

編程方法根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求，可選擇線性，模塊化或結(jié)構(gòu)化用于創(chuàng)建用戶程序：●線性程序●模塊化程序●

結(jié)構(gòu)化編程是通過(guò)抽象的方式將復(fù)雜的任務(wù)分解成一些能夠反映過(guò)程的工藝、功能或可以反復(fù)使用的可單獨(dú)解決的小任務(wù)，這些任務(wù)由相應(yīng)的程序塊（或稱邏輯快）來(lái)表示，程序運(yùn)行時(shí)所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)塊中。某些程序塊可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)相同或者相似的功能，相互是獨(dú)立的，且被OB1或其他程序塊調(diào)用。*253.5

編程方法

結(jié)構(gòu)化編程將過(guò)程要求類似的或相關(guān)的任務(wù)歸類，形成通用的解決方案，在相應(yīng)的程序塊中解決。可以在OB1中或其他程序塊中調(diào)用；該程序塊編程時(shí)采用形式參數(shù)，可以通過(guò)不用的實(shí)際參數(shù)調(diào)用相同的程序塊。被調(diào)用快和調(diào)用塊之間有數(shù)據(jù)交換，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。結(jié)構(gòu)化編程必須對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行合理的分析、分解和綜合，對(duì)編程設(shè)計(jì)人員的要求較高。*26編程軟件界面介紹Portal視圖*27本章主要內(nèi)容1.S7-1200PLC工作模式（掌握）三種運(yùn)行模式2.存儲(chǔ)器及其尋址（掌握）存儲(chǔ)器代碼，兩種尋址方式，強(qiáng)制輸入/輸出