電氣控制及S7-1200 PLC應(yīng)用技術(shù)（第二版）課件 第3章 S7-1200PLC基礎(chǔ)

3.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)3.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)3.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型3.4編程語言3.5程序設(shè)計方法

1第3章S7-1200PLC基礎(chǔ)知識主要內(nèi)容：電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.CPU模塊技術(shù)參數(shù)S7-1200屬于新一代小型PLC，其主機單元（CPU）上集成了微處理器、電源、Profinet通信端口以及一定數(shù)量的輸入/輸出（I/O）點，自身即可組成一個小的控制系統(tǒng)。如果需其他控制功能（如串口通信、模擬量輸入輸出處理等），僅需外擴相應(yīng)的模塊即可。23.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.CPU模塊技術(shù)參數(shù)S7-1200CPU目前有五種型號的CPU模塊：CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C、CPU1215C以及CPU1217C，主要技術(shù)參數(shù)如表所示。33.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.CPU模塊硬件接線根據(jù)供電電源和輸入/輸出接口電路的不同，S7-1200中的每種CPU均具有三種類型：AC/DC/RLY、DC/DC/RLY、DC/DC/DC。以CPU1214CAC/DC/RLY為例。43.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.CPU模塊針對工業(yè)常見的控制要求，S7-1200CPU集成了相應(yīng)的工藝功能，如：高速計數(shù)器、PID功能、運動控制功能、高速脈沖發(fā)生器（PTO/PWM）等。工藝功能1）高速計數(shù)器2）PID功能3）運動控制功能4）高速脈沖發(fā)生器（PTO/PWM）53.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.擴展單元S7-1200CPU上集成了少量的DI/DO、AI/AO（部分型號CPU不具有AO），當(dāng)復(fù)雜系統(tǒng)需要其它功能或更多I/O點時，可以在CPU的基礎(chǔ)上增加擴展單元。S7-1200CPU支持的擴展單元類型有：信號板SB、信號模塊SM以及通信模塊CM。信號板SBS7-1200本體上（正面）可支持擴展一塊信號板，用以增加少量的數(shù)字量或模擬量I/O點數(shù)，且不增加系統(tǒng)的安裝空間。信號板的類型有以下5種：①數(shù)字量輸入信號板SB1221：共2種產(chǎn)品，即4點5VDC輸入、4點24VDC輸入。②數(shù)字量輸出信號板SB1222：共2種產(chǎn)品，即4點5VDC輸出、4點24VDC輸出。③數(shù)字量輸入/輸出信號板SB1223：共3種產(chǎn)品，即2點5VDC輸入/2點5VDC輸出、2點24VDC輸入/2點24VDC輸出（普通）、2點24VDC輸入/2點24VDC輸出（支持高速脈沖）。④模擬量輸入信號板SB1231：共3種產(chǎn)品，即1路AI、1路熱電阻（RTD）輸入、1路熱電偶（TC）輸入。⑤模擬量輸出信號板SB1232：共1種產(chǎn)品，即1路AO。63.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.擴展單元信號模塊SM①數(shù)字量輸入信號模塊SM1221：共2種產(chǎn)品，即8點24VDC輸入、16點24VDC輸入。②數(shù)字量輸出信號模塊SM1222：共有5種產(chǎn)品，即8點RLY輸出、8點24VDC輸出、8點RLY輸出（NC和NO可切換）、16點RLY輸出、16點24VDC輸出。③數(shù)字量輸入/輸出信號模塊SM1223：共有5種產(chǎn)品，即8點24VDC輸入/8點RLY輸出、8點24VDC輸入/8點24VDC輸出、16點24VDC輸入/16點RLY輸出、16點24VDC輸入/16點24VDC輸出、8點120V或230V輸入/8點RLY輸出。④模擬量輸入信號模塊SM1231：共有7種產(chǎn)品，即4路13位輸入、4路16位輸入、8路13位輸入、4路熱電阻（RTD）輸入、4路熱電偶（TC）輸入、8路熱電阻（RTD）輸入、8路熱電偶（TC）輸入。⑤模擬量輸出信號模塊SM1232：共有2種產(chǎn)品，即2路14位輸出、4路14位輸出。⑥模擬量輸入/輸出信號模塊SM1234：共有1種產(chǎn)品，即4路輸入/2路輸出。73.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.擴展單元通信模塊CM①點到點通信模塊CM1241：共有3種產(chǎn)品，即RS232通信模塊、RS485通信模塊、RS422/485通信模塊。②Profibus通信模塊：共有2種產(chǎn)品，即CM1242-5通信模塊（從站）、CM1243-5通信模塊（主站）。③AS-i通信模塊：共有1種產(chǎn)品，即CM1243-2通信模塊。④工業(yè)遠程通信模塊：共有5種產(chǎn)品，即CP1243-1通信模塊（以太網(wǎng)）、CP1243-1DNP3通信模塊（DNP3協(xié)議）、CP1243-1IEC通信模塊（IEC協(xié)議）、CP1243-7GPRS通信模塊（連接至GSM/GPRS）、CP1243-7LTE通信模塊（通過LTE-EU標(biāo)準(zhǔn)連接至GSM/GPRS）。83.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.擴展I/O點的編址在利用信號模塊進行I/O點數(shù)擴展時，除了模塊之間的硬件連接之外，還需對擴展的信號模塊進行I/O地址的分配。S7-200中，CPU和各個擴展模塊中I/O的地址是固定的，軟件自行按照從CPU到擴展模塊的順序依次分配相應(yīng)地址，用戶無法修改。S7-1200與S7-200不同，CPU和各個擴展模塊的I/O地址可以選擇默認分配，也可在硬件組態(tài)時靈活修改，然而S7-1200默認分配的地址會有一定的間隔，為了方便編程，有時需對默認地址進行重新分配。93.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.擴展I/O點的編址S7-1200擴展模塊的I/O地址分配原則：（1）從CPU開始，按照從左到右的次序，依次對同類型的輸入/輸出模塊進行編址。（2）數(shù)字量輸入和模擬量輸入共用同一個映像寄存器，所以它們的地址不能重復(fù)，數(shù)字量輸出和模擬量輸出也是一樣。（3）對于數(shù)字量輸入/輸出模塊，按照一組8個位（1個字節(jié)）順序分配地址。實際使用地址不足8位的模塊，未用位不能分配給后續(xù)擴展模塊（保留給本模塊），后續(xù)擴展模塊的同類型地址應(yīng)從下一組（下一字節(jié)）開始分配。（4）對于模擬量輸入/輸出模塊，按照一組2個字節(jié)（1個字）順序分配地址（模擬量對應(yīng)的數(shù)字量單位長度為2個字節(jié)），只要保證地址不重復(fù)即可。注意：上述分配地址的原則是作者贊同的做法，不同工程師有不同的分配方法，也可選擇為軟件默認分配的地址。103.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.擴展I/O點的編址S7-1200擴展模塊的I/O地址分配原則：【例3-1】某S7-1200控制系統(tǒng)硬件配置如下圖所示，請按照順序?qū)Ω髂K的輸入輸出進行編址。解：該題中的地址分配并不唯一，一般習(xí)慣從CPU方向向右依次編址。CPU中，數(shù)字量輸入、輸出默認起始于第0個字節(jié)，模擬量輸入、輸出默認起始于第64個字節(jié)，后續(xù)擴展模塊可順序編址。113.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.擴展I/O點的編址S7-1200擴展模塊的I/O地址分配原則：備注：斜體地址表示未被分配，保留給本模塊。123.1S7-1200PLC硬件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)與S7-300/400相似，S7-1200在編程時采用“塊”（類似于子程序塊）的概念。將整個程序分解為相互獨立的各個子塊。對于復(fù)雜控制系統(tǒng)，利用各種塊對整個復(fù)雜系統(tǒng)進行分解簡化，有利于程序的設(shè)計和理解；也可以將類似的功能設(shè)計成標(biāo)準(zhǔn)的程序塊進行重復(fù)調(diào)用，達到簡化程序、方便修改等目的。S7-1200PLC軟件支持4種類型的塊結(jié)構(gòu)，如表所示。133.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)1）組織塊組織塊（Organizationblock，OB）是操作系統(tǒng)和用戶程序之間的接口，可通過對組織塊編程來控制PLC的動作。組織塊由操作系統(tǒng)調(diào)用，對應(yīng)于CPU中的特定事件。用組織塊可以創(chuàng)建在特定時間執(zhí)行的程序，以及響應(yīng)特定事件的程序。143.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)1）組織塊：程序循環(huán)組織塊CPU處于RUN模式時，程序循環(huán)（Programcycle）組織塊將周期性循環(huán)執(zhí)行，新建S7-1200項目時，默認生成的主程序Main[OB1]即為程序循環(huán)組織塊。若要啟動程序執(zhí)行，項目中至少要有一個程序循環(huán)組織塊。操作系統(tǒng)每個周期調(diào)用該程序循環(huán)組織塊一次，從而啟動用戶程序的執(zhí)行。用戶可根據(jù)實際需要，在程序循環(huán)組織塊中放置控制程序的指令或調(diào)用其它FC/FB功能塊。S7-1200允許同時使用多個程序循環(huán)組織塊，按它們的編號由小到大順序執(zhí)行。程序循環(huán)組織塊默認編號為OB1，其它程序循環(huán)組織塊的編號必須不小于123。程序循環(huán)組織塊的優(yōu)先級為1（最低優(yōu)先級），可被高優(yōu)先級的組織塊中斷。153.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)1）組織塊：啟動組織塊啟動（Startup）組織塊一般用于編寫初始化程序，如賦初始值等。如果CPU操作模式從STOP切換到RUN（包括RUN模式時CPU斷電再上電、執(zhí)行STOP到RUN命令切換），啟動組織塊將被執(zhí)行一次。啟動組織塊執(zhí)行完畢后才開始執(zhí)行主程序循環(huán)組織塊。S7-1200同時支持多個啟動組織塊，按照編號由小到大順序依次執(zhí)行。啟動組織塊默認編號為OB100。其它編號必須不小于123。163.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)1）組織塊：延時中斷組織塊延時中斷（Timedelayinterrupt）組織塊在經(jīng)過一段時間延時（用戶自定義）后，才執(zhí)行該組織塊里的程序，可用于故障處理等延時控制場合。S7-1200同時支持最多四個延時中斷組織塊，編號必須為20~23或不小于123。實現(xiàn)延時中斷功能需相關(guān)指令加以配合，如表所示。173.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)1）組織塊：循環(huán)中斷組織塊循環(huán)中斷（Cyclicinterrupt）組織塊以固定的時間間隔周期性執(zhí)行，可用于模擬量采樣等循環(huán)控制場合。S7-1200同時支持最多四個循環(huán)中斷組織塊，編號必須為30~38或不小于123。在創(chuàng)建循環(huán)中斷組織塊時即可設(shè)定循環(huán)周期。若需在CPU運行時修改循環(huán)周期、相移時間，可使用“SET_CINT”和“QRY_CINT”指令，如表所示。183.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)1）組織塊：硬件中斷組織塊（了解）硬件中斷（Hardwareinterrupt）組織塊在發(fā)生相關(guān)硬件中斷事件時執(zhí)行，可以快速響應(yīng)硬件中斷事件并執(zhí)行硬件中斷組織塊中的程序（例如立即停止某些關(guān)鍵設(shè)備）。硬件中斷事件包括數(shù)字量輸入端的上升沿/下降沿事件、高速計數(shù)器事件。當(dāng)發(fā)生硬件中斷事件時，硬件中斷組織塊將中斷正常的循環(huán)程序而優(yōu)先執(zhí)行。S7-1200可以在硬件配置的屬性中預(yù)先定義硬件中斷事件，一個硬件中斷事件只允許對應(yīng)一個硬件中斷組織塊，而一個硬件中斷組織塊可以分配給多個硬件中斷事件。193.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)1）組織塊：診斷錯誤中斷組織塊（了解）S7-1200支持診斷錯誤中斷，可為具有診斷功能的模塊啟用診斷錯誤中斷功能來檢測模塊狀態(tài)。模塊出現(xiàn)錯誤和解除錯誤時，系統(tǒng)均觸發(fā)診斷錯誤中斷（Diagnosticerrorinterrupt）組織塊OB82，并中斷正常的循環(huán)程序；此時無論程序中有無診斷錯誤中斷OB82，CPU均保持RUN模式，同時ERROR指示燈閃爍。如果希望CPU在接收到該類型的錯誤時進入STOP模式，可以在OB82中加入“STP”指令使CPU進入STOP模式。當(dāng)調(diào)用診斷錯誤中斷組織塊時，通過監(jiān)視OB82接口變量的信息，可以確定出現(xiàn)錯誤的設(shè)備、通道和錯誤原因。203.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)1）組織塊：時間錯誤中斷組織塊（了解）S7-1200支持時間錯誤中斷，當(dāng)程序執(zhí)行時間超過最大循環(huán)時間或發(fā)生時間錯誤事件（如：被調(diào)用的組織塊正在執(zhí)行、中斷組織塊隊列發(fā)生溢出、由于中斷負荷過大而導(dǎo)致中斷丟失）時，將觸發(fā)時間錯誤中斷（Timeerrorinterrupt）組織塊OB80。OB80優(yōu)先級最高，它將中斷所有正常循環(huán)程序或其它所有OB事件的執(zhí)行而優(yōu)先執(zhí)行。當(dāng)調(diào)用時間錯誤中斷組織塊時，通過監(jiān)視OB80接口變量的信息，可以確定相關(guān)錯誤信息。213.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)2）功能FC和功能塊FB功能（Function，F(xiàn)C）和功能塊（Functionblock，F(xiàn)B）是用戶編寫的程序塊，作為子程序被OB或其他FC、FB進行調(diào)用。在被調(diào)用的FC（或FB）的塊接口中定義輸入/輸出等參數(shù)，即可實現(xiàn)與調(diào)用它的塊之間的數(shù)據(jù)傳遞。FB具有自己的存儲區(qū)域（背景數(shù)據(jù)塊），在調(diào)用FB時必須為其指定至少一個背景數(shù)據(jù)塊，用以存放FB中的輸入/輸出參數(shù)、靜態(tài)變量等數(shù)據(jù)，但不會保存局部變量（存放在臨時數(shù)據(jù)存儲區(qū)中）。背景數(shù)據(jù)塊在FB被調(diào)用時自動打開、在FB執(zhí)行完成后自動關(guān)閉；當(dāng)FB執(zhí)行完成后，存放在背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會丟失，這些數(shù)據(jù)可直接被其他程序塊或HMI（人機界面）直接訪問。223.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)2）功能FC和功能塊FBFC沒有自己的存儲區(qū)域，F(xiàn)C執(zhí)行完成后，局部變量信息將丟失。若有FC執(zhí)行后需要保存的數(shù)據(jù)，可采用全局變量（全局數(shù)據(jù)塊或位存儲區(qū)M等），但這樣會影響FC的可移植性；如果FC中僅使用局部變量，可直接將該FC移植到其他工程。由于FC沒有自己的存儲區(qū)域，不能給局部變量設(shè)置初始值，調(diào)用時需給所有的形參指定實參。另外，PLC操作系統(tǒng)只負責(zé)分配臨時區(qū)域并不管資源回收，所以FC編程時遵循的原則是先賦值再使用，否則臨時區(qū)域的數(shù)據(jù)有可能是其他FC用剩下的，造成程序的混亂。233.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.S7-1200程序架構(gòu)3）數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊（Datablock，DB）是用于存放執(zhí)行程序時所需數(shù)據(jù)以及程序執(zhí)行結(jié)果的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用戶程序以位、字節(jié)、字或雙字方式訪問數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。與代碼塊不同，數(shù)據(jù)塊不含指令，數(shù)據(jù)塊中變量的地址由軟件按照變量生成先后順序自動分配。S7-1200的數(shù)據(jù)塊可分為全局數(shù)據(jù)塊和背景數(shù)據(jù)塊。全局數(shù)據(jù)塊用以存儲全局數(shù)據(jù)，所有代碼塊（OB、FB、FC）都可訪問全局數(shù)據(jù)塊；背景數(shù)據(jù)塊用以存儲只在某個FB中需要存儲的數(shù)據(jù)，是直接分配給特定FB的局部存儲區(qū)，僅限特定的FB訪問。243.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.S7-1200存儲區(qū)及尋址S7-1200與其他計算機控制系統(tǒng)一樣，其具有的存儲器用于存放操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)、用戶程序及變量信息等，以保證PLC能夠正常工作。物理存儲器類型（1）隨機存取存儲器（RAM）（2）只讀存儲器（ROM）（3）閃存（FlashEPROM）/電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM）253.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.S7-1200存儲區(qū)及尋址物理存儲器在邏輯上也可稱為內(nèi)部存儲區(qū)，根據(jù)邏輯功能的不同，S7-1200的內(nèi)部存儲區(qū)可分為用戶存儲區(qū)（UserMemory）和系統(tǒng)存儲區(qū)（SystemMemory）。S7-1200的內(nèi)部存儲器/區(qū)：用戶存儲區(qū)（了解）用戶存儲區(qū)包括裝載存儲區(qū)（LoadMemory）、工作存儲區(qū)（WorkMemory）和斷電保持存儲區(qū)（RetentiveMemory）三種。（1）裝載存儲區(qū)：屬于非易失性存儲器，用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)及配置信息，物理性質(zhì)上屬于閃存/電可擦可編程只讀存儲器。下載到CPU中的用戶程序?qū)⒋鎯υ谘b載存儲區(qū)中，因此每種CPU都有內(nèi)部裝載存儲區(qū)，且CPU電源斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。263.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.S7-1200存儲區(qū)及尋址S7-1200的內(nèi)部存儲器/區(qū)：用戶存儲區(qū)（了解）（2）工作存儲區(qū)：屬于易失性存儲器，用于存放CPU運行時從裝載存儲器中復(fù)制來的用戶數(shù)據(jù)，物理性質(zhì)上屬于隨機存取存儲器。CPU上電后，將與程序執(zhí)行有關(guān)的用戶程序（如：OB、FB、FC、DB）從裝載存儲器復(fù)制到工作存儲區(qū)中，提高CPU的訪問速度；CPU斷電后，工作存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)丟失。工作存儲區(qū)容量不能被擴展。（3）斷電保持存儲區(qū)：屬于非易失性存儲器，用于存放斷電時需要保存的重要數(shù)據(jù)。CPU斷電時，將工作存儲區(qū)指定的數(shù)據(jù)保存在斷電保持存儲區(qū)中，待電源恢復(fù)后（暖啟動時）再將保存的數(shù)據(jù)還原至原來的地址，S7-1200系列CPU均有10KB的斷電保持存儲區(qū)。273.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.S7-1200存儲區(qū)及尋址S7-1200的內(nèi)部存儲器/區(qū)：系統(tǒng)存儲區(qū)系統(tǒng)存儲區(qū)用于存放執(zhí)行用戶程序時所涉及的操作數(shù)據(jù)，包括輸入過程映像區(qū)（Inputprocessimagearea）、輸出過程映像區(qū)（Outputprocessimagearea）、位存儲區(qū)（BitMemory）、臨時數(shù)據(jù)存儲區(qū)（TemporaryMemory）及數(shù)據(jù)塊存儲區(qū)（DatablockMemory）。283.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.S7-1200存儲區(qū)及尋址S7-1200的內(nèi)部存儲器/區(qū)：系統(tǒng)存儲區(qū)（1）輸入過程映像區(qū)ICPU在每個循環(huán)周期的開始都會掃描外設(shè)的物理地址，并把得到的數(shù)據(jù)存放到輸入過程映像區(qū)，該存儲區(qū)允許用戶程序以位、字節(jié)、字或者雙字形式進行訪問，如I0.0、IW20等。輸入過程映像區(qū)允許在全局范圍內(nèi)進行讀/寫操作，但一般情況都是進行讀操作。若在輸入地址后面加“：P”（如I0.6：P），操作系統(tǒng)會跳過輸入過程映像區(qū)（不更新），立即讀取外設(shè)的內(nèi)容。外設(shè)內(nèi)容是不允許CPU進行寫操作的，所以I0.6：P是只讀的；而I0.6是訪問輸入過程映像區(qū)的數(shù)據(jù)，它是外設(shè)內(nèi)容的拷貝，所以可讀可寫。293.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.S7-1200存儲區(qū)及尋址S7-1200的內(nèi)部存儲器/區(qū)：系統(tǒng)存儲區(qū)（2）輸出過程映像區(qū)QCPU在每個循環(huán)周期結(jié)束前都會把輸出過程映像區(qū)的內(nèi)容復(fù)制到外設(shè)地址的輸出模塊中，該存儲區(qū)允許用戶程序以位、字節(jié)、字或者雙字形式進行訪問，如Q0.0、QW10等。輸出過程映像區(qū)允許在全局范圍內(nèi)進行讀/寫操作，但一般情況都是進行寫操作。若在輸出地址后面加“：P”（如Q0.2：P），系統(tǒng)將運算結(jié)果立即輸出到外設(shè)的物理地址，同時更新輸出過程映像區(qū)。Q0.2：P是只寫的，而Q0.2是訪問輸出過程映像區(qū)的數(shù)據(jù)，所以可讀可寫。303.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.S7-1200存儲區(qū)及尋址S7-1200的內(nèi)部存儲器/區(qū)：系統(tǒng)存儲區(qū)（3）位存儲區(qū)M位存儲區(qū)用以存放程序運行時涉及的大量中間變量和臨時數(shù)據(jù)，因此該存儲區(qū)使用頻率很高。允許用戶程序以位、字節(jié)、字或者雙字形式進行訪問，如M0.0、MD20等。位存儲區(qū)允許在全局范圍內(nèi)進行讀/寫操作，不會因為程序塊調(diào)用結(jié)束而被系統(tǒng)收回；但M區(qū)的數(shù)據(jù)在CPU斷電后丟失，如需保存該數(shù)據(jù)，可將該數(shù)據(jù)設(shè)置為斷電保持性。（4）臨時數(shù)據(jù)存儲區(qū)Temp臨時數(shù)據(jù)存儲區(qū)用以存放FB或FC運行中所需的臨時變量，只在FB/FC被調(diào)用的過程中有效，調(diào)用結(jié)束后該變量的存儲區(qū)被操作系統(tǒng)收回。臨時數(shù)據(jù)存放區(qū)的數(shù)據(jù)是局部有效的，臨時變量也稱為局部變量，只能被調(diào)用的FB/FC訪問。臨時變量不能保存到斷電保持存儲區(qū)。313.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.S7-1200存儲區(qū)及尋址S7-1200的內(nèi)部存儲器/區(qū)：系統(tǒng)存儲區(qū)（5）數(shù)據(jù)塊存儲區(qū)DB數(shù)據(jù)塊存儲區(qū)用以存放用戶程序的各種數(shù)據(jù)，允許用戶以位、字節(jié)、字或者雙字形式進行訪問，如DB1.DBX3.2、DB3.DBB10等。某些指令運算所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也存放在數(shù)據(jù)塊存儲區(qū)中，數(shù)據(jù)塊分為全局數(shù)據(jù)塊和背景數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)具有斷電保持性，程序塊調(diào)用結(jié)束后不會被系統(tǒng)收回。323.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.S7-1200存儲區(qū)及尋址S7-1200的尋址（1）絕對尋址直接采用存儲區(qū)域標(biāo)識符、數(shù)據(jù)長度及直接地址來表示的尋址方式，如I0.3、QB2、MW4、DB1.DBD6等。S7-1200的存儲區(qū)按字節(jié)為基本單元進行分配，無論尋址何種數(shù)據(jù)，通常應(yīng)指出該數(shù)據(jù)所在存儲區(qū)域內(nèi)的字節(jié)地址。①位尋址：由存儲區(qū)域標(biāo)識符、字節(jié)地址及位號組成。例如：I0.3表示輸入過程映像區(qū)I中的第0個字節(jié)的第3位；DB1.DBX2.5表示數(shù)據(jù)塊存儲區(qū)DB1中的第2個字節(jié)的第5位。②字節(jié)、字、雙字尋址：由存儲區(qū)域標(biāo)識符、數(shù)據(jù)長度及起始字節(jié)號組成。例如：MB0表示位存儲區(qū)M中的第0個字節(jié)開始的一個字節(jié)地址；MD0表示位存儲區(qū)M中的第0個字節(jié)開始的一個雙字地址；DB1.DBD6表示數(shù)據(jù)塊存儲區(qū)DB1中的第6個字節(jié)開始的一個雙字地址。333.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.S7-1200存儲區(qū)及尋址S7-1200的尋址（1）絕對尋址343.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)重點理解2.S7-1200存儲區(qū)及尋址S7-1200的尋址（2）符號尋址符號尋址是對絕對地址定義一個符號名，并利用該符號名進行尋址。在變量表中將I0.0、Q0.0的符號名分別定義為Start、Motor_On，即可通過Start和Motor_On訪問用戶程序中的地址，可提高程序的直觀性和易讀性。符號尋址尤其適用于變量較多的復(fù)雜系統(tǒng)，定義的符號應(yīng)符合行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。對于數(shù)據(jù)塊DB，因在添加該塊時默認屬性是“優(yōu)化的塊訪問”，所以在程序中只能為該存儲區(qū)的絕對地址創(chuàng)建符號，并采用符號尋址方式進行訪問。如想采用絕對尋址方式（如DB2.DBX0.3），可右鍵點擊項目樹中的數(shù)據(jù)塊→屬性→取消勾選“優(yōu)化的塊訪問”。353.2S7-1200PLC軟件系統(tǒng)電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.數(shù)制計算機控制系統(tǒng)常采用的數(shù)制包括：二進制數(shù)、十六進制數(shù)及BCD碼。二進制二進制是最為簡單的進位制，一位（bit）只有0和1兩種取值，對應(yīng)數(shù)字量（開關(guān)量）的兩種不同狀態(tài)，如線圈的得電和失電、觸點的閉合和斷開等。如果該位為1或者TRUE，則代表軟件中對應(yīng)的位元件（如位存儲區(qū)M、輸出過程映像區(qū)Q）的線圈得電，其常開觸點閉合、常閉觸點斷開。如果該位為0或者FALSE，則代表對應(yīng)的位元件的線圈失電，其常開觸點斷開、常閉觸點閉合。二進制常數(shù)前應(yīng)加2#，如2#1100_1010代表一個8位的二進制數(shù)。363.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.數(shù)制十六進制采用二進制表示計算機系統(tǒng)數(shù)據(jù)比較直觀，但數(shù)據(jù)長度過長，不方便閱讀。為此，計算機控制系統(tǒng)常采用十六進制數(shù)來表達數(shù)據(jù)，每個十六進制數(shù)對應(yīng)為一組4位二進制數(shù)，取值范圍為0~9和A~F（對應(yīng)十進制下的10~15）。十六進制常數(shù)前應(yīng)加16#，如16#CA代表一個8位的二進制數(shù)，轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)即2#1100_1010。S7-1200中，也可采用在16#前加數(shù)據(jù)類型以指定數(shù)據(jù)長度，如B#16#、W#16#和DW#16#分別表示十六進制下的字節(jié)、字、和雙字常數(shù)，16#CA也可表示為B#16#CA。373.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.數(shù)制BCD碼在計算機控制系統(tǒng)和數(shù)字式儀器中，常采用二進制碼表示十進制數(shù)。BCD碼即是用一組4位二進制數(shù)來表示一位十進制數(shù)，每一位BCD碼取值范圍為0~9，對應(yīng)2#0000~2#1001（2#1010~2#1111在BCD碼中未使用）。S7-1200中存在BCD16和BCD32兩種數(shù)值范圍不同的BCD碼，如圖所示。通常用BCD碼的最高位（最左側(cè)4位二進制數(shù)）作為符號位，0000表示為正、1111表示為負。BCD16、BCD32格式數(shù)值范圍分別為-999~+999、-9999999~+9999999。圖中的BCD碼數(shù)值分別為+428、-4229801。383.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.數(shù)制BCD碼BCD碼沒有獨立的表示方法，而是借用了十六進制數(shù)的表示方法，在數(shù)據(jù)前加16#。區(qū)分一個數(shù)據(jù)是BCD碼還是十六進制數(shù)，需要根據(jù)數(shù)據(jù)的實際用途和具體指令來加以判斷。注意，BCD碼在PLC中的應(yīng)用主要有兩個場合：PLC通過外部BCD碼撥碼開關(guān)設(shè)定PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)、通過外部BCD碼顯示器顯示PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)。隨著HMI設(shè)備的快速發(fā)展，以上兩種應(yīng)用場合也日趨減少。393.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型用于定義操作數(shù)的類型和長度，以確保操作數(shù)與指令類型的一致性。S7-1200支持的數(shù)據(jù)類型有：基本數(shù)據(jù)類型、復(fù)雜數(shù)據(jù)類型、PLC數(shù)據(jù)類型、參數(shù)類型、系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型和硬件數(shù)據(jù)類型?；緮?shù)據(jù)類型403.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型（1）BCD16和BCD32不屬于數(shù)據(jù)類型，但轉(zhuǎn)換指令CONV支持這兩個格式，故列入表中。（2）字節(jié)、字和雙字數(shù)據(jù)類型均為無符號數(shù)，字符又稱ASCII碼。（3）短整數(shù)SInt、整數(shù)Int和雙整數(shù)DInt分別表示8位、16位和32位的有符號整數(shù)。最高位為符號位：0代表正數(shù)、1代表負數(shù)。在有符號整數(shù)前加符號U（unsigned），數(shù)據(jù)類型將表示為無符號整數(shù)USInt、UInt、UDInt，該類整數(shù)只有正值。（4）浮點數(shù)是用符號、尾數(shù)和指數(shù)來表示實數(shù)的數(shù)據(jù)，在計算機中的格式為1.m×2e。32位單精度浮點數(shù)Real的精度最高為7位有效數(shù)字，結(jié)構(gòu)如圖所示。413.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型最高位（第31位）為符號位；第23~30位為8位指數(shù)位，第0~22位為23位尾數(shù)位。IEEE754標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，浮點數(shù)的整數(shù)部分始終為1，只保留尾數(shù)中的小數(shù)部分。浮點數(shù)對應(yīng)的實數(shù)計算公式為：式中，符號位取值為0或1；e為8位指數(shù)位對應(yīng)的短整數(shù)，取值范圍為0~255；m為23位尾數(shù)位對應(yīng)的小數(shù)部分，尾數(shù)位的最高位權(quán)值為2-1，最低位權(quán)值為2-23。浮點數(shù)的優(yōu)勢在于可以用較小的存儲空間（4B）表示極大或極小的數(shù)據(jù)。然而，外部信號在PLC中對應(yīng)的輸入/輸出存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)大多是整數(shù)（如模擬量輸入/輸出值），如想利用浮點數(shù)來處理這些數(shù)據(jù)，需要進行整數(shù)與浮點數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，浮點數(shù)的運算速度比整數(shù)的運算速度要慢一些。423.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型（5）64位雙精度浮點數(shù)LReal與單精度浮點數(shù)Real表示方法相同，但LReal取值范圍更大、精度更高（最高為15位有效數(shù)字）。最高位（第63位）為符號位，第52~62位為11位指數(shù)位，第0~51位為52位尾數(shù)位。由于LReal類型的數(shù)據(jù)占用64個位地址，用戶無法使用絕對尋址方式，只能通過符號尋址方式。（6）Time類型數(shù)據(jù)以32位有符號雙整數(shù)形式存儲，范圍比16位的S5Time類型更寬，最小時基為1ms，最大計量單位為天(d)，格式為T#0d_1h_1m_0s_0ms（下劃線可不寫，不需指定全部時間單位）。433.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型【例3-2】①32位單精度浮點數(shù)為0011_1111_1110_0000_0000_0000_0000_0000，試求其實數(shù)值。②若浮點數(shù)為1100_0010_0100_1010_0000_0000_0000_0000，試求對應(yīng)的實數(shù)值。解：①將該浮點數(shù)寫為0_0111_1111_110_0000_0000_0000_0000_0000。其符號位為0；指數(shù)位為0111_1111，即127；尾數(shù)位為110_0000_0000_0000_0000_0000，即1×2-1＋1×2-2

＝0.75；代入公式可得對應(yīng)實數(shù)為：(-1)0×1.75×2(127-127)＝1.75。②將該浮點數(shù)寫為1_1000_0100_100_1010_0000_0000_0000_0000，其符號位為1；指數(shù)位為1000_0100，即132；尾數(shù)位為100_1010_0000_0000_0000_0000，即2-1＋2-4＋2-6＝0.578125；代入公式可得對應(yīng)實數(shù)為：(-1)1×1.578125×2(132-127)＝-50.5。443.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型【例3-3】若S7-1200中有一實數(shù)123.75，試求其對應(yīng)的32位單精度浮點數(shù)。解：①將實數(shù)的整數(shù)部分123轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)，即10#123=2#1111011。②將小數(shù)部分0.75轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)，將0.75×2=1.5，第一位取1；將剩下的0.5×2=1.0，第二位取1。實數(shù)123.75轉(zhuǎn)化為二進制下的1111011.11。③

向左移動小數(shù)點，小數(shù)點前只保留1位有效數(shù)據(jù)位（值為1），得到1.11101111×26。對比式(3-1)可得，符號位為0；尾數(shù)位m為2#1110_1111；指數(shù)位e為133（6+127），即2#1000_0101。綜上，可得123.75對應(yīng)的32位單精度浮點數(shù)為：0_1000_0101_111_0111_1000_0000_0000_0000。453.3數(shù)制與數(shù)據(jù)類型電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.梯形圖IEC61131-3規(guī)定了PLC的5種編程語言：梯形圖（LadderDiagram，LD/LAD）、功能塊圖（FunctionBlockDiagram，F(xiàn)BD）、指令表（InstructionList）、結(jié)構(gòu)文本（StructuredText，ST）和順序功能圖（SequentialFunctionChart，SFC）。西門子PLC編程軟件TIA（V13以上版本）提供了3種標(biāo)準(zhǔn)編程語言：梯形圖LAD、功能塊圖FBD和結(jié)構(gòu)化控制語言SCL（即標(biāo)準(zhǔn)中的結(jié)構(gòu)文本ST）。在添加各程序塊時即可選擇編程語言；或者打開現(xiàn)有程序塊，點擊右下角的“屬性”→“常規(guī)”→“語言”，可進行LAD與FBD之間的相互轉(zhuǎn)換。梯形圖LAD類似于繼電器接觸器控制系統(tǒng)的控制線路圖，特別適合邏輯控制場合。梯形圖編程方法簡單、修改方便且直觀易懂，容易被初學(xué)者和熟悉繼電器接觸器系統(tǒng)的工程師掌握，是目前使用最為廣泛的圖形化編程語言。463.4編程語言電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.梯形圖梯形圖由母線、觸點、線圈和功能框等元素組成，其特點如下：（1）母線相當(dāng)于繼電器接觸器控制系統(tǒng)的電源線，以左、右兩條豎線表示（西門子PLC編程軟件中省略了右母線），左母線狀態(tài)始終為ON，所有指令均應(yīng)從左母線出發(fā)。（2）觸點和線圈沿用了繼電器接觸器控制系統(tǒng)的術(shù)語。觸點表示邏輯輸入條件，如開關(guān)、按鈕等外部輸入信號或內(nèi)部的常開、常閉觸點。線圈通常表示邏輯輸出結(jié)果，用以控制繼電器、接觸器等外部輸出或內(nèi)部的線圈等。（3）功能框用來表示定時器、計數(shù)器或數(shù)學(xué)運算等復(fù)雜的指令。473.4編程語言電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.功能塊圖功能塊圖FBD是一種類似于數(shù)字邏輯門電路的圖形化編程語言，也具有簡單直觀的優(yōu)點，容易被具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的工程師掌握。功能塊圖用類似與門、或門的方框來表示邏輯運算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運算的輸入信號，右側(cè)為輸出信號，輸入、輸出端的小圓圈表示“取反”運算，各方框的連接線即為信號線，信號從左往右流動。功能塊圖編程語言的特點是：（1）以功能指令或功能塊為單位，容易理解，分析方便。（2）功能塊圖也是圖形化編程語言，直觀性強，容易掌握。（3）對于控制邏輯復(fù)雜的系統(tǒng)，由于功能塊圖能清楚表達功能關(guān)系，使編程調(diào)試時間大大減少。483.4編程語言電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.功能塊圖圖示為功能塊圖編程實例，為了更好地對比理解，將對應(yīng)的梯形圖放在左邊。493.4編程語言電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.結(jié)構(gòu)化文本結(jié)構(gòu)化控制語言SCL是基于PASCAL的高級編程語言，支持賦值、數(shù)學(xué)運算、比較和位邏輯等標(biāo)準(zhǔn)語句，也支持IF-THEN、CASE-OF和WHILE-Do等控制語句，特別適合復(fù)雜算法、數(shù)學(xué)函數(shù)編程以及數(shù)據(jù)和配方管理過程優(yōu)化等。SCL的許多指令（如定時器和計數(shù)器等）都可與LAD/FBD中的指令相對應(yīng)，SCL程序塊也可與LAD/FBD程序塊相互調(diào)用。相對于LAD/FBD，SCL能實現(xiàn)條件處理、循環(huán)和嵌套等控制結(jié)構(gòu)，更容易實現(xiàn)復(fù)雜的控制算法。所以SCL也逐漸成為西門子PLC的重要編程語言之一。SCL指令使用標(biāo)準(zhǔn)編程運算符，例如，“（,）”表示表達式，“:=”表示賦值，數(shù)學(xué)運算（“+”表示相加、“-”表示相減、“*”表示相乘、“/”表示相除、“**”表示平方），“<>”表示不等于，“NOT”表示取反等。503.4編程語言電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.結(jié)構(gòu)化文本右圖所示的梯形圖為典型的啟保停電路，也可用SCL編程語言來實現(xiàn)。先在PLC變量表中定義三個變量名：I0.0、I0.1和Q0.0，對應(yīng)地址分別為%I0.0、%I0.1和%Q0.0，在SCL程序塊中編寫如下代碼：

IF("I0.0"OR"Q0.0")AND(NOT"I0.1")THEN//StatementsectionIF"Q0.0":=1;ELSE"Q0.0":=0;END_IF;513.4編程語言電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.線性化編程Step7編程軟件提供了三種程序設(shè)計方法：線性化編程、模塊化編程和結(jié)構(gòu)化編程。線性化編程是將整個用戶程序連續(xù)放置在一個循環(huán)組織塊（OB1）中，操作系統(tǒng)按照從上向下、從左至右的順序周期性循環(huán)執(zhí)行循環(huán)組織塊中的所有程序，這種結(jié)構(gòu)和繼電器接觸器控制系統(tǒng)類似。線性化編程結(jié)構(gòu)簡單，所有程序均存放于主程序中，不需要進行功能塊、功能和數(shù)據(jù)塊的調(diào)用，比較適合初學(xué)者。然而該編程方法的缺點也很明顯：對于某些具有前提條件的指令，在條件不滿足時可不必執(zhí)行，但循環(huán)掃描方式?jīng)Q定了所有指令在每個掃描周期都將執(zhí)行一次，增加了CPU的負擔(dān)；另外，系統(tǒng)中若存在相同或相似的控制工藝，線性化編程需要重復(fù)編寫相同或類似的控制程序，增加了程序的復(fù)雜性和修改難度。所以，雖然線性化編程可實現(xiàn)所有控制要求，但一般僅用于簡單的系統(tǒng)中。523.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.線性化編程圖示為采用線性化編程方法編寫的三臺電機控制程序結(jié)構(gòu)。533.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.模塊化編程模塊化編程是將復(fù)雜系統(tǒng)的控制要求分解為若干個子要求，對每個子要求編寫?yīng)毩⒌膲K程序（FC/FB），并在主程序OB1中根據(jù)條件對獨立的程序塊進行調(diào)用。被調(diào)用的程序塊執(zhí)行結(jié)束后，返回到OB1中的調(diào)用點，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序或調(diào)用其他程序塊。模塊化編程中OB1起著主程序的作用，F(xiàn)C/FB控制著不同的子要求，相當(dāng)于主程序中調(diào)用的子程序。模塊化編程中被調(diào)用塊不向調(diào)用塊返回數(shù)據(jù)。模塊化編程中，主程序和各個被調(diào)用的子程序間沒有參數(shù)的直接傳遞，可單獨編寫各子程序塊，程序結(jié)構(gòu)直觀性強，且方便調(diào)試、修改及查找故障；另外，在主程序中調(diào)用子程序時，只需執(zhí)行滿足條件的程序塊，提高了CPU的利用效率。543.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.模塊化編程圖示為采用模塊化編程方法編寫的三臺電機控制程序結(jié)構(gòu)。553.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.模塊化編程【例3-4】要求對現(xiàn)場3臺電動機進行啟?？刂?，控制方式相同：按下啟動按鈕，對應(yīng)電動機連續(xù)運行；按下停止按鈕，對應(yīng)電動機停止。試用模塊化編程方法實現(xiàn)PLC程序。解：①配置系統(tǒng)I/O分配表：563.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.模塊化編程解：②題中3臺電機均為典型的啟保?？刂?，可分別在FC1、FC2、FC3中對它們進行單獨控制，然后在主程序OB1中調(diào)用FC1、FC2和FC3即可。如圖所示。573.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.結(jié)構(gòu)化編程結(jié)構(gòu)化編程是在將復(fù)雜系統(tǒng)任務(wù)分解的基礎(chǔ)上，進一步對過程要求類似或相關(guān)的任務(wù)歸類，在功能或功能塊中編程，形成通用解決方案。通過不同的參數(shù)調(diào)用相同的功能或通過不同的背景數(shù)據(jù)塊調(diào)用相同的功能塊。結(jié)構(gòu)化編程必須對系統(tǒng)功能進行合理分析、分解和綜合，同時需要對數(shù)據(jù)進行管理，對設(shè)計人員的水平要求較高。結(jié)構(gòu)化編程的特點是分析出類似或相同的控制要求，根據(jù)控制要求編寫統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化程序塊。該方法有如下優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)化程序塊只需生成一次，顯著減少了編程時間。（2）結(jié)構(gòu)化程序塊只在用戶存儲區(qū)中保存一次，顯著降低了存儲區(qū)用量。（3）結(jié)構(gòu)化程序塊可被程序多次調(diào)用，該程序塊采用形參（IN、OUT或IN/OUT參數(shù)）編程，當(dāng)用戶程序調(diào)用該塊時，要用實際地址（實參）給這些參數(shù)賦值。583.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.結(jié)構(gòu)化編程對例3-4中的三臺電機控制系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)化編程，程序結(jié)構(gòu)如圖所示。593.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.結(jié)構(gòu)化編程【例3-5】要求對現(xiàn)場3臺電動機進行啟?？刂?，控制方式相同：按下啟動按鈕，對應(yīng)電動機連續(xù)運行；按下停止按鈕，對應(yīng)電動機停止。試用結(jié)構(gòu)化編程方法實現(xiàn)PLC程序。解：采用FC的結(jié)構(gòu)化編程，搭建結(jié)構(gòu)化的FC1。①

在FC1塊接口中定義接口形參：Input中定義2個Bool型變量（start和stop）、Output或InOut中定義1個Bool型變量（motor）。603.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.結(jié)構(gòu)化編程解：②

利用形參在FC1中編寫統(tǒng)一的電機啟保停程序。③最后在OB1中調(diào)用3次FC1程序，每次調(diào)用時用對應(yīng)電機的實參輸入至形參接口處即可。613.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.結(jié)構(gòu)化編程【例3-6】某PLC控制系統(tǒng)要求測量壓力、溫度和流量三個物理量，試用結(jié)構(gòu)化編程方法實現(xiàn)上述物理量的均值濾波（假設(shè)連續(xù)取3個采樣值）。解：均值濾波是將最近X（本題X=3）個周期的采樣值求算數(shù)平均，作為本周期的采樣值。即將第N-2、第N-1和第N個周期采樣值的平均值作為第N個周期的采樣值。設(shè)計程序時需將三個周期的采樣值保存下來，可以用FC進行結(jié)構(gòu)化編程，但必須自定義數(shù)據(jù)塊（或位存儲區(qū)）、編寫程序來存儲需保持的數(shù)據(jù)，比較麻煩。而FB的靜態(tài)變量可由軟件自動保存、還可避免自定義存儲區(qū)發(fā)生沖突的危險。本題可采用FB的結(jié)構(gòu)化編程。623.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.結(jié)構(gòu)化編程【例3-6】某PLC控制系統(tǒng)要求測量壓力、溫度和流量三個物理量，試用結(jié)構(gòu)化編程方法實現(xiàn)上述物理量的均值濾波（假設(shè)連續(xù)取3個采樣值）。解：①添加功能塊FB1，在塊接口中定義所需形參，如表所示。633.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.結(jié)構(gòu)化編程解：②在FB1中利用形參，編寫均值濾波計算程序，如圖所示。643.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)3.結(jié)構(gòu)化編程解：③

在主程序OB1中，用三個背景數(shù)據(jù)塊DB1、DB2和DB3連續(xù)調(diào)用3次FB1，分別用以處理壓力、溫度和流量。上述物理量對應(yīng)的模擬量輸入過程映像區(qū)地址分別為IW96、IW98和IW100，濾波后的結(jié)果以實數(shù)形式存放在MD96、MD100和MD104中。653.5程序設(shè)計方法電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)1.編程軟件簡介TIA博途(TotallyIntegratedAutomationPortal)軟件為全集成自動化的實現(xiàn)提供了統(tǒng)一的工程平臺，是工業(yè)領(lǐng)域第一個帶有“組態(tài)設(shè)計環(huán)境”的自動化軟件。TIA博途軟件架構(gòu)主要包含：SIMATICSTEP7，用于編程和配置SIMATIC控制器；SIMATICWinCC，用于人機界面設(shè)計和SCADA系統(tǒng)；SINAMICSStartDrive，用于驅(qū)動器配置和調(diào)試；此外還支持S7-PLCSIM，用于在計算機上模擬控制器。663.6TIA博途編程軟件（自學(xué)）電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)2.編程軟件的基本使用創(chuàng)建項目673.6TIA博途編程軟件電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)右鍵“TIAPortalV15”圖標(biāo)→選擇“以管理員身份運行”方式打開軟件。選擇“打開現(xiàn)有項目”，可打開已有項目；如無已有項目，選擇“創(chuàng)建新項目”→修改“項目名稱”和“修改路徑”→點擊“創(chuàng)建”，即可創(chuàng)建一個新項目，如圖所示。創(chuàng)建項目后選擇“打開項目視圖”，即可進入項目界面。2.編程軟件的基本使用添加設(shè)備683.6TIA博途編程軟件電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)進入項目界面后，雙擊“添加新設(shè)備”→選擇CPU型號和訂貨號(與物理PLC一致)→選擇硬件版本→修改設(shè)備名稱(可不修改)→點擊“確定”，即可為項目添加PLC設(shè)備，如圖所示。2.編程軟件的基本使用硬件組態(tài)693.6TIA博途編程軟件電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)TIA博途項目視圖主要包括“項目樹”(即導(dǎo)航器)、“工作區(qū)”、“監(jiān)視區(qū)”和“任務(wù)卡”等窗口，如圖所示。2.編程軟件的基本使用硬件組態(tài)703.6TIA博途編程軟件電氣控制及S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)配置好硬件設(shè)備后，還需要設(shè)置各模塊的屬性。例如，雙擊機架上的CPU模塊→進入CPU模塊的“屬性”視