《S7-1200課件》課件項目五 程序設(shè)計

2023/5/91項目五程序設(shè)計教學(xué)目標(biāo)：理解順序功能圖的概念、四要素及其順序功能圖的三種結(jié)構(gòu)。教學(xué)重點：1、順序功能圖轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本原則和基本步驟。2、順序功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖。教學(xué)難點：畫出復(fù)雜控制任務(wù)的順序功能圖。技能目標(biāo)：硬件：會接電氣線路圖。軟件：能將復(fù)雜控制任務(wù)的順序功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖。順序控制設(shè)計法與順序功能圖2023/5/93

梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法開關(guān)量控制系統(tǒng)（例如繼電器控制系統(tǒng)）又稱為數(shù)字量控制系統(tǒng)?？梢杂迷O(shè)計繼電器電路圖的方法來設(shè)計比較簡單的數(shù)字量控制系統(tǒng)的梯形圖，即在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時需要多次反復(fù)地調(diào)試和修改梯形圖，增加一些中間編程元件和觸點，最后才能得到一個較為滿意的結(jié)果。這種方法沒有普遍的規(guī)律可循，具有很大的試探性和隨意性，最后的結(jié)果不是唯一的，設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，所以稱為經(jīng)驗設(shè)計法，可以用于比較簡單的梯形圖設(shè)計。2023/5/945.1順序功能圖概念所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動地有秩序地進(jìn)行操作。順序功能圖(SequentialFunctionChart，SFC)是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特點的一種圖形，也是設(shè)計PLC的順序控制程序的有力工具。順序功能圖是IEC61131-3居首位的編程語言，有的PLC為用戶提供了順序功能圖語言，例如S7-300/400的S7Graph語言，在編程軟件中生成順序功能圖后便完成了編程工作。S7-1200PLC沒有配備順序功能圖語言，但可以用SFC來描述系統(tǒng)的功能，根據(jù)它來設(shè)計梯形圖程序。2023/5/955.2順序控制設(shè)計法與順序功能圖——順序功能圖四要素(1)步用矩形框表示各步，框內(nèi)是步的編號(2)有向連線連接步與步，箭頭的方向表示步的轉(zhuǎn)換方向(3)轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換條件標(biāo)注在步與步之間的短橫線旁(4)動作各步需要完成的動作2023/5/96順序控制設(shè)計法將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段（步，Step）。用編程元件(例如位存儲器M)來代表各步。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來劃分的，在任何一步之內(nèi)，各輸出量的ON/OFF狀態(tài)不變，但是相鄰兩步輸出量的狀態(tài)是不同的。步的這種劃分使代表各步的編程元件的狀態(tài)與各輸出量的狀態(tài)之間有著簡單的邏輯關(guān)系?！?.2順序控制設(shè)計法與順序功能圖——順序功能圖四要素2023/5/97——步系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應(yīng)的步稱之為初始步。初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待起動的相對靜止的狀態(tài)。每個順序功能圖都必須有一個初始步。順序功能圖中初始步用雙線方框表示。控制系統(tǒng)當(dāng)前處在某一階段時，該步處于活動狀態(tài)，稱該步為“活動步”，步處于活動狀態(tài)時，相應(yīng)的動作被執(zhí)行，其狀態(tài)元件的值為1（ON）。處于不活動狀態(tài)，則停止執(zhí)行。5.2順序控制設(shè)計法與順序功能圖——順序功能圖四要素2023/5/98——有向連線在SFC中，隨著時間的推移和轉(zhuǎn)換條件的實現(xiàn)，將會發(fā)生步的活動狀態(tài)的進(jìn)展，這種進(jìn)展按有向連線規(guī)定的路線和方向進(jìn)行。在畫SFC時，將代表各步的方框按它們成為活動步的先后次序順序排列，并用有向連線將它們連接起來。步的活動狀態(tài)習(xí)慣的進(jìn)展是從上到下或從左到右，在這兩個方向有向連線上的箭頭可以省略。如果不是上述的方向，則應(yīng)在有向連線上用箭頭注明進(jìn)展方向。5.2順序控制設(shè)計法與順序功能圖——順序功能圖四要素2023/5/99——轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換用有向連線上和有向連線相垂直的短劃線表示，將相鄰兩步分隔開。使當(dāng)前步進(jìn)到下一個步的信號，稱為轉(zhuǎn)換條件?？梢允禽斎胄盘枺粹o信號；也可是PLC內(nèi)部信號，如時間繼電器的信號，計數(shù)器的信號等。轉(zhuǎn)換條件可以是多個信號的與、或、非的組合，也可以是信號的上升沿或下降沿，分別用和表示。轉(zhuǎn)換條件直接標(biāo)示在表示轉(zhuǎn)換的短線旁邊，較多使用布爾代數(shù)表達(dá)式。5.2順序控制設(shè)計法與順序功能圖——順序功能圖四要素2023/5/910每一步可以完成不同的動作。動作分為存儲型和非存儲型：如Q0.0，Q0.1，Q0.2均為非存儲型，在對應(yīng)的步為活動步時為1，為不活動步時為0。步與它的非存儲性動作的波形相同。——動作5.2順序控制設(shè)計法與順序功能圖——順序功能圖四要素2023/5/911小車剛開始停在最左邊，限位開關(guān)I0.2為1狀態(tài)。按下起動按鈕，Q0.0變?yōu)?狀態(tài)，小車右行。碰到右限位開關(guān)I0.1時，Q0.0變?yōu)?狀態(tài)，Q0.1變?yōu)?狀態(tài)，小車改為左行。返回起始位置時，Q0.1變?yōu)?狀態(tài)，小車停止運行，同時Q0.2變?yōu)?狀態(tài)，使制動電磁鐵線圈通電，接通延時定時器開始工作。定時時間到，制動電磁閥線圈斷電，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。5.2順序控制設(shè)計法與順序功能圖——順序功能圖四要素2023/5/9125.2順序控制設(shè)計法與順序功能圖——順序功能圖四要素2023/5/9135.3順序控制設(shè)計法與順序功能圖——SFC的基本結(jié)構(gòu)——單序列三種基本結(jié)構(gòu)：單序列，選擇序列，并行序列單序列結(jié)構(gòu)的功能表圖沒有分支，每個步后只有一個步，步與步之間只有一個轉(zhuǎn)換條件。不是指一個信號，它可能是多個信號的‘與’、‘或’等邏輯關(guān)系的組合?。?023/5/9145.3順序控制設(shè)計法與順序功能圖——SFC的基本結(jié)構(gòu)——選擇序列與并行序列共同點：都有分支和合并不同點：選擇序列中各選擇分支不能同時執(zhí)行。若已選擇了轉(zhuǎn)向某一分支，則不允許另外幾個分支的首步成為活動步。所以各分支之間要互鎖。并行序列中各分支的首步同時被激活變成活動步。用雙線來表示其分支的開始和合并，以示區(qū)別。轉(zhuǎn)換條件放在雙線之上(之下)。2023/5/9155.4順序控制設(shè)計法與順序功能圖——SFC轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則——轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件(1)該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步；(2)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。——轉(zhuǎn)換實現(xiàn)應(yīng)完成的操作(1)使該轉(zhuǎn)換所有的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬剑?2)使該轉(zhuǎn)換所有的前級步都變?yōu)椴换顒硬健?023/5/916——繪制順序功能圖的注意事項(1)兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換將它們隔開。(2)兩個轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開。(3)初始步對應(yīng)于系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)，初始步必不可少。(4)步和有向連線一般應(yīng)組成閉環(huán)。完成一次工藝過程的全部操作之后，在單周期工作方式下，應(yīng)從最后一步返回初始步，系統(tǒng)停留在初始狀態(tài)；在連續(xù)循環(huán)工作方式下，應(yīng)從最后一步返回下一工作周期開始運行的第一步。5.4順序控制設(shè)計法與順序功能圖——SFC轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則2023/5/9175.4順序控制設(shè)計法與順序功能圖——SFC轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則——順序控制設(shè)計法的本質(zhì)經(jīng)驗設(shè)計法順序控制設(shè)計法順序控制設(shè)計法用輸入量I控制代表各步的編程元件M，再用它們控制輸出Q。步是根據(jù)Q的狀態(tài)劃分的，M與Q之間有很簡單的“或”關(guān)系，輸出電路的設(shè)計很簡單。任何復(fù)雜系統(tǒng)的控制電路，設(shè)計方法是通用的。所以順序控制設(shè)計法相比經(jīng)驗設(shè)計法，具有簡單、規(guī)范、通用的特點。2023/5/918(1)分析控制要求，將控制過程分成若干個工作步，明確每個工作步的功能，弄清步的轉(zhuǎn)換是單向進(jìn)行還是多向進(jìn)行，確定步的轉(zhuǎn)換條件(可能是多個信號的“與”、“或”等邏輯組合)?？僧嬕粋€工作流程圖，對理順整個控制過程的進(jìn)程以及分析各步的相互聯(lián)系有很大作用。(2)為每個步設(shè)定控制位?？刂莆蛔詈檬褂梦淮鎯ζ鱉的若干連續(xù)位。若用定時器/計數(shù)器的輸出作為轉(zhuǎn)換條件，則應(yīng)為定時器/計數(shù)器指定輸出位。(3)確定所需輸入和輸出點，作出I/O分配。(4)在前兩步的基礎(chǔ)上，畫出順序功能圖。(5)根據(jù)功能圖畫梯形圖。(可以采用起保?；蛑梦粡?fù)位電路)(6)添加某些特殊要求的程序。5.5基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計——基本步驟2023/5/919包括初始化電路、轉(zhuǎn)換電路和輸出電路。初始化電路：在OB1中僅在首次掃描循環(huán)時為1狀態(tài)的M1.0將初始步對應(yīng)的編程元件M4.0置1，其余各步的編程元件置0，為轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)做好準(zhǔn)備。可采用如下兩種方式。如果MB4沒有設(shè)置保持功能，起動時被自動清零，則可以刪除MOVE指令或RESET_BF指令。5.6基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計——將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖2023/5/9205.6基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計——將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖轉(zhuǎn)換電路：轉(zhuǎn)換條件滿足后可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，即所有的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬剑械那凹壊蕉甲優(yōu)椴换顒硬?。梯形圖與轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則之間有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)：置位復(fù)位指令，起保停電路輸出電路：用代表步的存儲器位的常開觸點或它們的并聯(lián)電路來驅(qū)動輸出位線圈。2023/5/921——置位和復(fù)位指令——起保停電路Ci：各步的轉(zhuǎn)換條件（I區(qū)的外部輸入信號、PLC內(nèi)部定時器/計數(shù)器輸出等）轉(zhuǎn)換電路輸出電路5.6基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計——將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖2023/5/9225.6基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計——將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖并行序列轉(zhuǎn)換舉例2023/5/923轉(zhuǎn)換電路5.6基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計——將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖選擇與并行序列轉(zhuǎn)換舉例2023/5/924轉(zhuǎn)換電路5.6基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計——將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖選擇與并行序列轉(zhuǎn)換舉例2023/5/925輸出電路5.6基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計——將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖選擇與并行序列轉(zhuǎn)換舉例2023/5/9265.7基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計—應(yīng)用舉例—液體混合自動控制系統(tǒng)控制裝置示意圖

按下啟動按鈕，X1打開，液體A流入容器。當(dāng)液面上升到I時，傳感器I輸出信號，關(guān)閉X1閥門，閥門X2打開，液體B流入容器。液面繼續(xù)上升到H時，傳感器H發(fā)出信號，關(guān)閉X2閥門，同時啟動電動機M，開始攪拌。攪拌均勻后(設(shè)6s)，停止攪動，打開放液閥X3，開始放出混合液體。當(dāng)液面下降到L時，L從接通變?yōu)閿嚅_。經(jīng)過3s后，混合液放完，將X3關(guān)閉，開始下一周期。在工作過程中，若按下停止按鈕，則在完成當(dāng)前混合操作處理后，才停止操作(停在初始狀態(tài))。2023/5/927題意要求：按下停止按鈕，并不立即停止程序，而需等待所有流程走完。編程思路：停止按鈕只影響X1的打開。H:按下啟動按鈕延時6S

L:延時3S工作過程分析:X1打開I:X1關(guān)閉X2打開X2關(guān)閉M啟動啟動定時器1M停止X3打開啟動定時器2開始定時X3關(guān)閉，開始下一個周期5.7基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計—應(yīng)用舉例—液體混合自動控制系統(tǒng)2023/5/928I/O分配表輸入輸出啟動按鈕I0.0電磁閥X1Q0.0停止按鈕I0.1電磁閥X2Q0.1H傳感器I0.2電磁閥X3Q0.2I傳感器I0.3電動機MQ0.5L傳感器I0.45.7基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計—應(yīng)用舉例—液體混合自動控制系統(tǒng)外部連接圖

I0.0I0.1I0.3I0.2I0.41M2LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.51L啟動停止HILDC24VAC220VMDC24VX1X2X32023/5/929TL1

南北綠燈控制信號TL4東西綠燈控制信號TL2

南北黃燈控制信號TL5東西黃燈控制信號TL3南北紅燈控制信號TL6東西紅燈控制信號5.8基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計—應(yīng)用舉例—交通燈信號控制系統(tǒng)2023/5/9305.8基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計—應(yīng)用舉例—交通燈信號控制系統(tǒng)信號燈受到起動開關(guān)控制，當(dāng)起動開關(guān)接通時信號燈系統(tǒng)開始工作，先南北紅燈亮，東西綠燈亮；當(dāng)起動開關(guān)斷開時，所有信號燈熄滅。南北紅燈亮維持15s。在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持10s。到10s時，東西綠燈閃亮，閃亮三次（一次/秒）后熄滅。在東西綠燈熄滅同時東西黃燈亮，并維持2s后東西黃燈熄滅，東西紅燈亮。同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。東西紅燈亮維持15s。南北綠燈亮維持10s，然后閃亮三次（一次/秒）后熄滅，同時南北黃燈亮，維持2s后熄滅，同時，南北紅燈亮，東西綠燈亮，開始下一個周期的動作。2023/5/931注意：本實驗中采用轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，而不是按鈕。起動開關(guān)閉合延時2S

開始下一個周期延時10S南北紅燈東西綠燈啟動定時器1南北紅燈東西綠燈閃亮啟動定時器2延時3S南北紅燈東西黃燈啟動定時器3東西紅燈南北綠燈啟動定時器4延時10S東西紅燈南北綠燈閃亮啟動定時器5延時3S東西紅燈南北黃燈啟動定時器6延時2S

5.9基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計—應(yīng)用舉例—交通燈信號控制系統(tǒng)2023/5/932I/O分配表

輸入輸出控制開關(guān)I0.0南北綠燈TL1Q0.1南北黃燈TL2Q0.2南北紅燈TL3Q0.3東西綠燈TL4Q0.4東西黃燈TL5Q0.5東西紅燈TL6Q0.65.9基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計—應(yīng)用舉例—交通燈信號控制系統(tǒng)2023/5/933M2.0M1.0開關(guān)（I0.0）初始位置M2.1南北紅燈東西綠燈M2.2南北紅燈東西綠燈閃亮M2.3南北紅燈東西黃燈M2.4M3.2（定時）東西紅燈南北綠燈Q0.3，Q0.4，啟動10s定時Q0.3，Q0.4，啟動3s定時Q0.3，Q0.5，啟動2s定時Q0.6，Q0.1，啟動10s定時M2.5Q0.6ON，Q0.1，啟動3s定時東西紅燈南北綠燈閃亮M3.0（定時）M3.1（定時）M3.3（定時）M3.4（定時）M3.5（定時）M2.6Q0.6，Q0.2，啟動2s定時東西紅燈南北黃燈順序功能圖5.9基于順序功能圖的梯形圖設(shè)計—應(yīng)用舉例—交通燈信號控制系統(tǒng)S7-1200PLC的用戶程序結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)：會使用S7-1200帶形參的FC塊編寫PLC梯形圖程序并學(xué)會用PLC的OB1塊調(diào)用FC塊。教學(xué)重點：理解并正確使用用戶變量名接口定義形參，并會填寫OB1塊中實參，調(diào)用FC塊。教學(xué)難點：會使用用戶變量名接口定義形參。技能目標(biāo)：硬件：會接電氣線路圖。軟件：會使用S7-1200帶形參的FC塊編寫PLC梯形圖程序并學(xué)會用PLC的OB1塊調(diào)用FC塊。355.10用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——模塊化編程1/3

模塊化編程將復(fù)雜的自動化任務(wù)劃分為對應(yīng)于生產(chǎn)過程的技術(shù)功能的較小的子任務(wù)，每個子任務(wù)對應(yīng)于一個稱為“塊”的子程序，可以通過塊與塊之間的相互調(diào)用來組織程序。這樣的程序易于修改、查錯和調(diào)試。塊簡要描述組織塊(OB)操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，決定用戶程序的結(jié)構(gòu)功能塊(FB)用戶編寫的包含經(jīng)常使用的功能的子程序，有專用的背景數(shù)據(jù)塊功能(FC)用戶編寫的包含經(jīng)常使用的功能的子程序，沒有專用的背景數(shù)據(jù)塊背景數(shù)據(jù)塊(DB)用于保存FB的輸入變量、輸出變量和靜態(tài)變量，其數(shù)據(jù)在編譯時自動生成全局?jǐn)?shù)據(jù)塊(DB)存儲用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，供所有的代碼塊共享365.10用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——模塊化編程2/3

塊結(jié)構(gòu)顯著增加了PLC程序的組織透明性、可理解性和易維護(hù)性。OB、FB、FC都包含代碼，統(tǒng)稱為代碼塊(Code)塊。被調(diào)用的代碼塊又可以調(diào)用別的代碼塊，這種調(diào)用稱為嵌套調(diào)用。在塊調(diào)用中，調(diào)用者可以是各種代碼塊，被調(diào)用的塊是OB之外的代碼塊。調(diào)用功能時需要為它指定一個背景數(shù)據(jù)塊。375.10用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——模塊化編程3/3

編程時被調(diào)用的塊應(yīng)該是已經(jīng)存在的塊，即應(yīng)先創(chuàng)建被調(diào)用的塊及其背景數(shù)據(jù)塊。385.10用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——組織塊組織塊(OrganizationBlock，OB)是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，由操作系統(tǒng)調(diào)用，用于控制循環(huán)掃描和中斷程序的執(zhí)行、PLC的啟動和錯誤處理等。組織塊的程序是用戶編寫的。每個組織塊必須有唯一的OB編號，200之前的某些編號是保留的，其他OB的編號應(yīng)大于等于200.沒有可以調(diào)用OB的指令，S7-1200CPU具有基于事件的特性，只有發(fā)生了某些特定事件，相應(yīng)的OB才會被執(zhí)行。不要試圖在OB/FC/FB中調(diào)用某個OB，除非用戶觸發(fā)與此OB相關(guān)的OB。例如用戶可以在OB1中通過SRT_DINT指令設(shè)置延遲時間，當(dāng)延遲時間到達(dá)時，延遲中斷OB被觸發(fā)。當(dāng)特定事件發(fā)生時，相應(yīng)OB被調(diào)用，無論其是否包含程序代碼。395.10用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——組織塊

程序循環(huán)組織塊(ProgramcycleOB)：OB1是用戶程序中的主程序，CPU循環(huán)執(zhí)行操作系統(tǒng)程序，在每一次循環(huán)中，操作系統(tǒng)調(diào)用一次OB1。因此OB1中的程序也是循環(huán)執(zhí)行的。允許有多個程序循環(huán)OB，默認(rèn)的是OB1，其他程序循環(huán)OB的編號應(yīng)大于等于200。405.10用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——組織塊3/6

啟動組織塊(StartupOB)：當(dāng)CPU的工作模式從STOP切換到RUN時，執(zhí)行一次啟動(Startup)組織塊，來初始化程序循環(huán)OB中的某些變量。執(zhí)行完啟動OB后，開始執(zhí)行程序循環(huán)OB。可以有多個啟動OB，默認(rèn)的為OB100，其他啟動OB的編號應(yīng)大于等于200。415.10用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——組織塊4/6

中斷組織塊(InterruptOB)：中斷組織塊用來實現(xiàn)對特殊內(nèi)部事件或外部事件的快速響應(yīng)。如果沒有中斷事件出現(xiàn)，CPU循環(huán)執(zhí)行組織塊OB1。如果出現(xiàn)中斷事件，例如診斷中斷和時間延遲中斷等，因為OB1的中斷優(yōu)先級最低，操作系統(tǒng)在執(zhí)行完當(dāng)前程序的當(dāng)前指令后，立即響應(yīng)中斷。CPU暫停正在執(zhí)行的程序塊，自動調(diào)用一個分配給該事件的組織塊(即中斷程序)來處理中斷事件。執(zhí)行完中斷組織塊后，返回被中斷的程序的斷點處繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。這意味著部分用戶程序不必在每次循環(huán)中處理，而是在需要時才被及時處理。處理中斷事件的程序放在該事件驅(qū)動的OB中。425.10用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——組織塊5/6

時間延遲中斷組織塊(Time-delayOB)：此OB可以通過SRT_DINT指令設(shè)置其延遲時間，當(dāng)延遲時間到達(dá)時，延遲中斷OB被觸發(fā)。周期中斷組織塊(CyclicinterruptOB)：將在指定間隔之間被執(zhí)行。硬件中斷組織塊(HardwareinterruptOB)：將在指定的硬件事件發(fā)生時被執(zhí)行，例如數(shù)字量輸入信號的上升沿或下降沿。435.10用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——組織塊6/6

時間錯誤中斷組織塊(Time-errorinterruptOB)：此OB將在檢測到時間錯誤(程序循環(huán)掃描OB執(zhí)行時間超出了CPU屬性中定義的最大掃描時間)時被執(zhí)行，此OB的編號只能是OB80。當(dāng)CPU中沒有此OB時，用戶可以指定當(dāng)時間錯誤發(fā)生時CPU是忽略此錯誤還是轉(zhuǎn)換到STOP模式。診斷錯誤中斷組織塊(DiagnosticerrorinterruptOB)：此OB將在檢測到診斷錯誤時被執(zhí)行，此OB的編號只能是OB82。當(dāng)CPU中沒有此OB時，用戶可以指定當(dāng)診斷錯誤發(fā)生時CPU是忽略此錯誤還是轉(zhuǎn)換到STOP模式。445.11用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——功能

功能(Function，F(xiàn)C)是用戶程序編寫的子程序，它包含完成特定任務(wù)的代碼和參數(shù)。FC和FB有與調(diào)用它的塊共享的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)。執(zhí)行完FC和FB后，返回調(diào)用它的代碼塊。功能是快速執(zhí)行的代碼塊，用于執(zhí)行下列任務(wù)：完成標(biāo)準(zhǔn)的和可重復(fù)使用的操作，例如算術(shù)運算；完成技術(shù)功能，例如使用位邏輯運算的控制?？梢栽诔绦虻牟煌恢枚啻握{(diào)用同一個FC，這可以簡化重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)的變成。功能沒有固定的存儲區(qū)，執(zhí)行結(jié)束后，其臨時變量中的數(shù)據(jù)就丟失了。可以用全局?jǐn)?shù)據(jù)塊或M存儲區(qū)來存儲那些在功能執(zhí)行結(jié)束后需要保持的數(shù)據(jù)。455.11用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——功能塊

功能塊(FunctionBlock，F(xiàn)B)是用戶程序編寫的子程序。調(diào)用功能塊時，需要制定背景數(shù)據(jù)塊，是功能塊專用的存儲區(qū)。CPU執(zhí)行FB中的程序代碼，將塊的輸入、輸出參數(shù)和局部靜態(tài)變量保存在背景數(shù)據(jù)塊中，以便可以從一個掃描周期到下一個掃描周期快速訪問它們。FB的典型應(yīng)用是執(zhí)行不能在一個掃描周期結(jié)束的操作。在調(diào)用FB時，打開了對應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊，后者的變量可以供其他代碼塊使用。調(diào)用同一個功能塊時使用不同的背景數(shù)據(jù)塊，可以控制不同的設(shè)備。例如用來控制水泵和閥門的功能使用包含特定的操作參數(shù)的不同的背景數(shù)據(jù)塊，可以控制不同的水泵和閥門。S7-1200的部分指令(例如IEC標(biāo)準(zhǔn)的定時器和計數(shù)器指令)實際上是功能塊，在調(diào)用它們時需要指定配套的背景數(shù)據(jù)塊。465.11用戶程序結(jié)構(gòu)簡介——數(shù)據(jù)塊

數(shù)據(jù)塊(Datablock，DB)是用于存放執(zhí)行代碼塊時所需的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)，有兩種類型的數(shù)據(jù)塊：全局(Global)數(shù)據(jù)塊：存儲供所有的代碼塊使用的數(shù)據(jù)，所有的OB、FB和FC都可以訪問。背景數(shù)據(jù)塊：存儲供特定的FB使用的數(shù)據(jù)。475.12功能與功能塊——功能的特點功能(Function,FC)和功能塊(FunctionBlock,FB)是用戶編寫的子程序，他們包含完成特定任務(wù)的程序。FC和FB有與調(diào)用它的塊共享的輸入、輸出參數(shù)，執(zhí)行完FC和FB后，將執(zhí)行結(jié)果返回給調(diào)用它的代碼塊。功能沒有固定的存儲區(qū)，功能執(zhí)行結(jié)束后，其局部變量中的臨時數(shù)據(jù)就丟失了?？梢杂萌肿兞縼泶鎯δ切┰诠δ軋?zhí)行結(jié)束后需要保存的數(shù)據(jù)。485.13功能與功能塊——生成功能設(shè)壓力變送器量程的下限為0MPa，上限為HighMPa，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后得到027648的整數(shù)。數(shù)字N和壓力P之間的計算公式：雙擊495.13功能與功能塊——功能的局部數(shù)據(jù)1/3在界面區(qū)中生成局部變量，只能在它所在的塊中使用。局部變量的名字有字符(包括漢字)和數(shù)字組成。1)Input(輸入?yún)?shù))：由調(diào)用它的塊提供的輸入數(shù)據(jù)。2)Output(輸出參數(shù))：返回給調(diào)用它的塊的程序執(zhí)行結(jié)果。3)InOut(輸入_輸出參數(shù))：初值有調(diào)用它的塊提供，塊執(zhí)行后將它的返回值返回給調(diào)用它的塊。4)Temp(臨時數(shù)據(jù))：暫時保存在局部數(shù)據(jù)堆棧中的數(shù)據(jù)。只是在執(zhí)行塊時使用臨時數(shù)據(jù)，執(zhí)行完后，不在保存臨時數(shù)據(jù)的數(shù)值，它可能被別的塊的臨時數(shù)據(jù)覆蓋。5)Return中的Ret_Val(返回值)，屬于輸出參數(shù)。505.13功能與功能塊——功能的局部數(shù)據(jù)2/3515.13功能與功能塊——功能的局部數(shù)據(jù)3/3生成局部變量時，不需要指定存儲器地址，根據(jù)各變量的類型，程序編輯器自動地為所有變量指定存儲器地址。返回值Ret_Val屬于輸出參數(shù)，默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型為Void，該數(shù)據(jù)類型不保存數(shù)據(jù)，用于功能不需要返回值的情況，在調(diào)用FC1時，看不到Ret_Val。如果將它設(shè)置為Void之外的數(shù)據(jù)類型，在FC1內(nèi)部編程時可以使用該變量，調(diào)用FC1時可以在方框的右邊看到作為輸出參數(shù)的Ret_Val。525.13功能與功能塊——FC1的程序設(shè)計STEP7Basic自動地在局部變量的前面添加#號。535.13功能與功能塊——在OB1中調(diào)用FC1在FC的界面區(qū)中定義的參數(shù)稱為FC的形式參數(shù)，簡稱為形參，形參在FC內(nèi)部的程序中使用，在別的邏輯塊調(diào)用FC時，需要為每個形參指定實際的參數(shù)，簡稱為實參。實參與它對應(yīng)的形參應(yīng)具有相同的數(shù)據(jù)類型。5.14FC塊編程1、設(shè)備維護(hù)提醒按下啟動按鈕，電機開始工作，開始計時。按下停止按鈕，電機停止計時，統(tǒng)計設(shè)備的運行時間，天、時、分、秒。電機累計工作10天，發(fā)出報警提示（報警需閃爍），但電機正常工作，正常計時。

發(fā)出報警提示，工作人員需按下停止按鈕。對電機進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。維護(hù)保養(yǎng)以后，按下復(fù)位按鈕，報警燈熄滅。計時從零開始。I/O分配輸入功能輸出功能I0.0啟動按鈕Q0.0電機運行I0.1停止按鈕Q0.1維護(hù)指示燈I0.2硬件故障Q0.2報警指示燈I0.7復(fù)位按鈕舉一反三廣場噴泉控制（1）任務(wù)要求：一個噴泉池里有A、B、C三種噴頭。噴泉的噴水規(guī)律是：按下啟動按鈕，A噴頭噴5S——B、C噴頭同時噴8S——B噴頭噴4S——A，C噴頭同時噴5S——A、B、C噴頭同時噴8S——停1S，然后從頭循環(huán)開始噴水，直到按下停止按鈕。（2）任務(wù)分析

畫時序圖（3）I/O分配輸入功能輸出功能I0.0啟動按鈕Q0.0AI0.1停止按鈕Q0.1BQ0.2C程序如下：665.15功能與功能塊——功能塊的特點功能塊(FB)是用戶編寫的有自己的存儲區(qū)(背景數(shù)據(jù)塊)的塊。FB的典型應(yīng)用是執(zhí)行不能在一個掃描周期結(jié)束的操作。每次調(diào)用功能塊是，都需要指定一個背景數(shù)據(jù)塊，背景數(shù)據(jù)塊隨功能塊的調(diào)用而打開，在調(diào)用結(jié)束時自動關(guān)閉。功能塊的輸入、輸出和靜態(tài)變量(Static)用指定的背景數(shù)據(jù)塊保存，但是不會保存臨時局部變量(Temp)中的數(shù)據(jù)。功能塊執(zhí)行后，背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會丟失。675.15功能與功能塊——功能塊的局部變量1/2FB1的界面區(qū)FB1的背景數(shù)據(jù)塊685.15功能與功能塊——功能塊的局部變量2/2功能塊的數(shù)據(jù)永久性地保存在它的背景數(shù)據(jù)塊中，在功能塊執(zhí)行完后也不會丟失，以供下次執(zhí)行時使用。其他代碼塊可以訪問背景數(shù)據(jù)塊中的變量。不能直接刪除和修改背景數(shù)據(jù)塊中的變量，只能在它的功能塊的界面區(qū)中刪除和修改這些變量。生成功能塊的輸入、輸出參數(shù)和靜態(tài)變量時，它們被自動指定一個默認(rèn)值，可以修改這些默認(rèn)值。變量的默認(rèn)值被傳送給FB的背景數(shù)據(jù)塊，作為同一個變量的初始值?？梢栽诒尘皵?shù)據(jù)塊中修改變量的初始值。調(diào)用FB時沒有指定實參的形參使用背景數(shù)據(jù)塊中的初始值。695.15功能與功能塊——編寫FB1的程序705.15功能與功能塊——在OB1中調(diào)用FB11/2715.15功能與功能塊——在OB1中調(diào)用FB12/2如果沒有給功能塊(FB)的輸入、輸出或輸入/輸出參數(shù)賦值，將使用背景數(shù)據(jù)塊(DB)中存儲的值?？梢越oFB接口中的參數(shù)賦初值。這些值將傳送到相關(guān)的背景DB中。如果未分配參數(shù)，將使用當(dāng)前存儲在背景DB中的值。725.15功能與功能塊——處理調(diào)用錯誤FB1最初沒有輸入?yún)?shù)“定時時間”。在OB1中調(diào)用符號名為“Motor”的FB1后，在FB1的界面區(qū)增加了輸入?yún)?shù)“定時時間”，OB1中被調(diào)用的FB1的方框和字符變?yōu)榧t色。點擊工件欄上的(更新不一致的塊調(diào)用)，出現(xiàn)“界面更新”對話框，顯示出原有的塊界面和新的界面。點擊確定，OB1中被調(diào)用的FB1被修改為新的界面，F(xiàn)B1中的紅色錯誤標(biāo)記消失。FB塊編程臨時變量（Temp）：只有當(dāng)塊執(zhí)行時存儲數(shù)據(jù)的變量。當(dāng)退出這些塊時存儲數(shù)據(jù)丟失?？梢栽谒械某绦驂K中（FB、FC、DB）聲明臨時變量。靜態(tài)變量（Static）:如果有一些變量在塊調(diào)用結(jié)束后還需將其數(shù)值保存下來，則必須將其存儲在靜態(tài)變量中。（FB塊中有而FC塊中沒有）。靜態(tài)變量將被保存在背景數(shù)據(jù)塊中。INPUT，OUTPUT，INOUT會生成外部接口，但Static不會生成外部接口。INPUT，OUTPUT，INOUT、Static變量都會保存在背景數(shù)據(jù)塊中。例題：以啟、保、停任務(wù)為例編寫理解FB功能塊。FB塊編程廣場噴泉控制（1）任務(wù)要求：一個噴泉池里有A、B、C、D四種噴頭。噴泉的噴水規(guī)律是：按下啟動按鈕，噴泉控制裝置開始工作；按下停止按鈕，噴泉裝置停止工作。噴泉的工作方式有以下兩種，可通過方式選擇開關(guān)來選擇。方式一：開始工作時，A噴頭噴3S，接著B噴頭噴水3S，然后C噴頭噴水3S，最后D噴頭噴水20S；重復(fù)上述過程，直到按下停止按鈕為止。方式二：開始工作時，A，C噴頭噴水5S，接著B，D噴頭噴水5S，停2S，如此交替運行60S，然后4組噴頭全噴水20S；重復(fù)上述過程，直到按下停止按鈕。（2）任務(wù)分析

畫時序圖

（3）I/O分配輸入功能輸出功能I0.0啟動按鈕Q0.0AI0.1停止按鈕Q0.1BI0.2方式選擇開關(guān)Q0.2CQ0.3D程序如下：方式一參數(shù)變量表程序如下：方式二程序編寫：程序如下：主程序865.16功能與功能塊——FC與FB的區(qū)別1)功能塊有背景數(shù)據(jù)塊，功能沒有背景數(shù)據(jù)塊。2)只能在功能內(nèi)部訪問它的局部變量，其他代碼塊或HMI可以訪問功能塊的背景數(shù)據(jù)塊中的變量。3)功能沒有靜態(tài)變量，功能塊有保存在背景數(shù)據(jù)塊中的靜態(tài)變量。功能如果有執(zhí)行完后需要保存的數(shù)據(jù)，只能存放在全局變量中(如全局?jǐn)?shù)據(jù)塊和M去)，但這樣會影響功能的可移植性。4)功能塊的局部變量(不包含Temp)有默認(rèn)值(初始值)，功能的局部變量沒有初始值。在調(diào)用功能塊時如果沒有設(shè)置某些輸入、輸出參數(shù)的實參，將使用背景數(shù)據(jù)塊中的初始值。調(diào)用功能時應(yīng)給所有的形參指定實參。875.16功能與功能塊——OB與FC和FB的區(qū)別1)對應(yīng)的事情發(fā)生時，由操作系統(tǒng)調(diào)用組織塊，F(xiàn)B和FC是用戶程序在代碼塊中調(diào)用。2)組織塊沒有輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)和靜態(tài)變量，只有臨時局部數(shù)據(jù)。有的組織塊自動生成的臨時局部數(shù)據(jù)包含了與啟動組織塊的時間有關(guān)的信息，它們由操作系統(tǒng)提供。885.17功能與功能塊——FB的多重背景數(shù)據(jù)塊1/4每次調(diào)用定時器和計數(shù)器指令時，都需要指定一個背景數(shù)據(jù)塊。如果這類指令很多，將會生成大量的數(shù)據(jù)塊“碎片”。為了解決這個問題，在功能塊中使用定時器、計數(shù)器指令時，可以在功能塊的界面區(qū)定義數(shù)據(jù)類型為IEC_Timer或IEC_Counter的靜態(tài)變量，用這些靜態(tài)變量來提供定時器和計數(shù)器的背景數(shù)據(jù)。這種功能的背景數(shù)據(jù)塊稱為多重背景數(shù)據(jù)塊。這樣多個定時器或計數(shù)器的背景數(shù)據(jù)塊被包含在它們所在的功能塊的背景數(shù)據(jù)塊中，而不需要為每個定時器或計數(shù)器設(shè)置一個單獨的背景數(shù)據(jù)塊，減少了處理數(shù)據(jù)的時間，能更合理地利用存儲空間。在共享的多重背景數(shù)據(jù)塊中，定時器、計數(shù)器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間不會產(chǎn)生相互作用。895.17功能與功能塊——FB的多重背景數(shù)據(jù)塊2/4調(diào)用定時器時905.17功能與功能塊——FB的多重背景數(shù)據(jù)塊3/4只能以多重背景方式調(diào)用STEP7Basic提供的庫中包含的功能塊，不能以多種背景方式調(diào)用用戶創(chuàng)建的功能塊。915.17功能與功能塊——FB的多重背景數(shù)據(jù)塊4/4變量表中的變量：OB1中兩次調(diào)用FB2：925.17全局?jǐn)?shù)據(jù)塊——類型數(shù)據(jù)塊(DB)是用于存放執(zhí)行代碼時所需的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)。與代碼塊不同，數(shù)據(jù)塊沒有指令，STEP7Basic按數(shù)據(jù)生成的順序自動地為數(shù)據(jù)塊中的變量分配地址。有兩種類型數(shù)據(jù)塊：全局?jǐn)?shù)據(jù)塊：存儲供所有的代碼塊使用的數(shù)據(jù)，所有的OB、FB和FC都可以訪問；背景數(shù)據(jù)塊：存儲的數(shù)據(jù)供特定的FB使用。背景數(shù)據(jù)塊中保存的是對應(yīng)的FB的Input、Output、InOut和Static變量，Temp沒有用背景數(shù)據(jù)塊保存。935.17全局?jǐn)?shù)據(jù)塊——建立可以修改塊的編號選擇是全局DB或是某個FB對應(yīng)的的背景數(shù)據(jù)塊修改數(shù)據(jù)塊的名稱只能用符號地址訪問生成的塊中的變量，不能使用絕對地址，可以提高存儲器的利用率945.17全局?jǐn)?shù)據(jù)塊——格式全部監(jiān)視插入行添加行擴展模式結(jié)構(gòu)和數(shù)組的“偏移量”它們在數(shù)據(jù)塊中的起始地址結(jié)構(gòu)的元素的“偏移量”列是它們在結(jié)構(gòu)中的地址偏移量955.17全局?jǐn)?shù)據(jù)塊——訪問數(shù)據(jù)塊可以按位(例如DBX3.5)、字節(jié)(DBB)、字(DBW)和雙字(DBD)來訪問。在訪問數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)時，應(yīng)指明數(shù)據(jù)塊的名稱，可以用符號地址或絕對地址訪問：“GloablDB1”.功率[2]，或絕對地址DB5.DBW14。符號地址表示結(jié)構(gòu)中的元素：“GloablDB1”.發(fā)電機.電流965.18中斷事件與中斷指令——啟動組織塊的事件事件類型OB編號OB個數(shù)啟動事件隊列深度OB優(yōu)先級優(yōu)先級組程序循環(huán)1或2001啟動或結(jié)束前一循環(huán)OB111啟動100或2000從STOP切換到RUN11時間延遲2004延遲時間到832循環(huán)中斷2004固定的循環(huán)時間到84硬件中斷20050上升沿(16個)、下降沿(16個)325HSC計數(shù)值=設(shè)定值，計數(shù)方向編號，外部復(fù)位，最大分別6個166診斷錯誤820或1模塊檢測到錯誤89時間錯誤800或1超過最大循環(huán)時間，調(diào)用的OB正在執(zhí)行，隊列溢出，因為中斷負(fù)荷過高丟失中斷8263975.18中斷事件與中斷指令——不會啟動OB的事件事件級別事件事件優(yōu)先級系統(tǒng)反應(yīng)插入/拔出插入/拔出模塊21STOP訪問錯誤刷新過程映像的I/O訪問錯誤22忽略編程錯誤塊內(nèi)的編程錯誤23STOPI/O訪問錯誤塊內(nèi)的I/O訪問錯誤24STOP超過最大循環(huán)時間的兩倍超過最大循環(huán)時間的兩倍27STOP985.18中斷事件與中斷指令——事件執(zhí)行的優(yōu)先級與中斷隊列優(yōu)先級、優(yōu)先級組合隊列用來決定時間服務(wù)程序的處理順序。每個CPU事件都有它的優(yōu)先級，不同優(yōu)先級的事件分為3個優(yōu)先級組。優(yōu)先級的編號越大，優(yōu)先級越高。事件一般按優(yōu)先級的高低來處理，先處理高優(yōu)先級的事件。優(yōu)先級相同的事件按“先來先服務(wù)”的原則來處理。高優(yōu)先級組的事件可以中斷低優(yōu)先級組的事件的OB的執(zhí)行。一個OB正在執(zhí)行時，如果出現(xiàn)了另一個具有相同或較低優(yōu)先級組的事件，后者不會中斷正在處理的OB，將根據(jù)它的優(yōu)先級添加到對應(yīng)的中斷隊列排隊等待。當(dāng)前的OB處理完后，再處理排隊的事件。不同的事件均有它自己的中斷隊列和不同的隊列深度。對于特定的事件類型，如果隊列中的事件個數(shù)達(dá)到上限，下一個事件將使隊列溢出，新的中斷事件被丟棄，同時產(chǎn)生時間錯誤中斷事件。995.18中斷事件與中斷指令——程序循環(huán)組織塊需要連續(xù)執(zhí)行的程序應(yīng)放在主程序OB1中，CPU在RUN模式時循環(huán)執(zhí)行OB1，可以在OB1中調(diào)用FC和FB。如果用戶程序生成了其他程序循環(huán)OB，CPU按OB編號的順序執(zhí)行它們，首先執(zhí)行主程序OB1，然后執(zhí)行編號大于等于200的程序循環(huán)OB。一般只需要一個程序循環(huán)組織塊。1005.18中斷事件與中斷指令——啟動組織塊啟動組織塊用于初始化，CPU從STOP切換到RUN時，執(zhí)行一次啟動OB。執(zhí)行完后，開始執(zhí)行程序循環(huán)OB1。允許生成多個啟動OB，默認(rèn)的是OB100，其他的啟動OB的編號應(yīng)大于等于200。一般只需要一個啟動組織塊。OB100的程序：OB201的程序：將CPU切換到RUN后，QB0的數(shù)值為7，MB14和MB16的值為1，說明只執(zhí)行了一次OB100和OB201。1015.18中斷事件與中斷指令——循環(huán)中斷組織塊在設(shè)定的時間間隔，循環(huán)中斷(cyclicinterrupt)組織塊被周期地執(zhí)行。最多可以組態(tài)4個循環(huán)中斷事件，循環(huán)中斷OB的編號大于等于200。1025.18中斷事件與中斷指令——硬件中斷組織塊1/4硬件中斷組織塊用于處理需要快速響應(yīng)的過程事件。出現(xiàn)CPU內(nèi)置的數(shù)字量輸入的上升沿、下降沿和高速計數(shù)器事件時，立即中止當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，改為執(zhí)行對應(yīng)的硬件中斷OB(編號大于等于200)。硬件中斷組織塊沒有啟動信息。最多可以生成50個硬件中斷OB：1)上升沿事件：CPU內(nèi)置的數(shù)字量輸入和2點信號板的數(shù)字量輸入有OFF變?yōu)镺N時，產(chǎn)生上升沿事件。2)下降沿事件：上述數(shù)字量輸入由ON變OFF時，產(chǎn)生下降沿事件。3)高速計數(shù)器HSC16的實際計數(shù)值等于設(shè)定值(CV=RV)。4)HSC16的方向改變，計數(shù)值由增大變減小，或由減小變增大。5)HSC16的外部復(fù)位，某些HSC的數(shù)字量外部復(fù)位輸入從OFF變ON時，將計數(shù)值復(fù)位為0。1035.18中斷事件與中斷指令——硬件中斷組織塊2/4硬件中斷組織塊的處理方法：1)給一個事件指定一個硬件中斷OB，這種方法最為簡單方便，應(yīng)優(yōu)先采用；2)多個硬件中斷OB分時處理一個硬件中斷事件，需要用DETACH指令取消原有的OB與事件的連接，用ATTACH指令將一個新的硬件中斷