(精品)西门子PLCS7-300教程4.doc

第五章 程序结构三种编程方法： （一）线性编程 线性编程将整个用户程序写在一个指令连续的块中，处理器线性地或顺序地扫描程序的每条指令 （二）分部编程 分部式编程将用户程序分成相对独立的指令块、每个块包含给定的部件组或作业组的控制逻辑 （三）结构化编程 结构化编程要求用户程序提供一些通用的指令块，以便控制一类相似或相同的部件，给通用指令提供的参数进一步说明各部件的控制差异 为了支持结构化程序设计，STEP 7将用户程序分类归并为不同的块，根据程序要求，可选用组织块（OB）、功能块（FB）、或功能（FC）三种类型的逻辑块，而数据块（DB）或（DI）则用来存储执行用户程序时所需的数据5.1 数据块及其数据结构5.1.1数据块用户程序运行所需的大量数据或变量存储在数据块中，数据块也是实现各逻辑块之间交换、传递和共享数据的重要途径 对于CPU 314，用作数据块的存储器最多8KB，用户定义的数据总量不能超过这个限制对于数据块必须遵循先定义后使用的原则 1. 定义数据块 定义内容包括数据块号及块中的变量（包括：变量符号名，数据类型以及初始值等）数据块在使用前，必须作为用户程序的一部分下载到CPU中。

2. 访问数据块 访问时需要明确数据块号和数据块中的数据类型与位置根据明确数据块号的不同方法，可以用以多种方法访问数据块中的数据 （一）直接在访问指令中写明数据块号，如： L DB10.DBW 0 L DB10.DBW 2 XOW T DB10.DBW 4 （二）“先打开后访问” OPN DB 5 L DBW 10 OPN DB 10 T DBW 20 由于有两个数据块寄存器（DB和DI寄存器），所以，最多可以同时打开两个数据块一个作为背景数据块，数据块的起始地址存储在DI寄存器中；另一个作为共享数据块，数据块的起始地址存储在DB寄存器中打开背景数据块，在调用FB时可以自动实现，由于调用FB时使用DI寄存器，所以，一般不在FB程序中用OPN DI n指令打开数据块 3. 背景数据块和共享数据块 任何FB、FC或OB均可读写存放在共享数据块中的数据背景数据块是FB运行时的工作存储区，它存放FB的部分运行变量调用FB时，必须指定一个相关的背景数据块作为规则，只有FB块才能访问存放在背景数据块中的数据。

一般情况下，每个FB都有一个对应的背景数据块，一个FB也可以使用不同的背景数据块如果几个FB需要的背景数据完全相同，为节省存储器，则可以定义成一个背景数据块，供它们分别使用5.1.2 数据结构 基本数据类型 数据结构形式 复式数据类型复式数据类型名称类型说明日期-时间DATE_AND_TIME长度8Byte字符串STRING占用256Byte数组ARRAY可定义6维数组构造STRUCT由多种数据类型组成的数据集合5.1.3 用户数据类型 STEP 7允许将基本或复式组合成“用户”自已定义的数据类型，这种类型称为用户数据类型（UDT）用户数据类型必须首先单独建立，并存放在称为UDT的特殊数据块中 建立用户数据类型的目的，是为了将UDT作为一种数据类型使用，以方便定义多个结构相同的构造变量5.2 功能块编程及调用一个程序由许多部分（子程序）组成，STEP 7将这些部分称为逻辑块，并允许块间相互调用 功能块由两个主要部分组成：一部分是每个功能块的变量声明表，变量声表声明此块的局部数据；另一部分是逻辑指令组成的程序，程序要用到变量声明表中给出的局部数据。

当调用功能块时，需要提供块执行时要用到的数据或变量，也就是将外部数据传递给功能块，这称为参数传递5.2.1 变量声明表（局部数据） 局部数据分为参数和局部变量两大类，局部变量又包括静态变量和临时变量（暂态变量）两种参数是在调用块和被调用块间传递的数据静态变量和临时变量是仅供逻辑块本身使用的数据 局部数据类型变量名类型说明输入参数In由调用逻辑块的块提供数据，输入给逻辑块的指令输出参数Out向调用逻辑块的块返回参数，即从逻辑块输出结果数据I／O参数In_Out参数的值由调用块的块提供，由逻辑块处理修改，然后返回静态变量Stat静态变量存储在背景数据块中，块调用结束后，其内容被保留状态变量Temp临时变量存储在L堆栈中，块执行结束变量的值因被其它内容覆盖而丢失5.2.2 逻辑块局部数据的数据类型 在变量声明表中，要明确局部数据的数据类型，这样操作系统才能给变量分配确定的存储空间局部数据可以是基本数据类型或是复式数据类型，也可以是专门用于参数传递的所谓“参数类型” 参数类型大小说明定时器2 Byte在功能块中定义一个定时器形参，调用时赋予定时器实参计数器2 Byte在功能块中定义一个计数器形参，调用时赋予定时器实参块：Block_FBBlock_FCBlock_DBBlock_SDB2 Byte在功能块中定义一个功能块或数据块形参变量，调用时给功能块类或数据块类形参赋予实际的功能块或数据块编号指针6 Byte在功能块中定义一个形参，该形参说明的是内存的地址指针。

例如，调用时可给形参赋予实参：P＃M50.0，以访问内存M500.0ANY10 Byte当实参的数据未知时，可以使用该类型 STEP 7对分配给块局部数据（在变量声明表中）的数据类型（基本、复式、参数）是有一定限制的 声明类型基本类型复式类型参数类型定时器 计数器 块 指针 ANYOB局部变量有效的数据类型Temp可以可以可以FB局部变量有效的数据类型In可以可以可以可以可以可以可以Out可以可以In-Out可以可以Stat可以可以Temp可以可以可以FC局部变量有效的数据类型In可以可以可以可以可以可以可以Out可以可以可以可以In-Out可以可以可以可以Temp可以可以可以STEP 7允许用物理地址（绝对地址）或符号地址或常数等形式作为实参给形参赋值，但对于不同的形参类型，STEP 7限制了赋值形式声明类型绝对地址符号地址块局部符号常数基本数据类型In可以可以可以可以Out可以可以可以不可In-Out可以可以可以不可复式数据类型In不可可以可以不可Out不可可以可以不可In-Out不可可以可以不可 5.2.3 功能块编程与调用举例 对功能块编程分两步进行:第一步工作是定义局部变量（填写局部变量表）；第二步是编写要执行的程序。

写功能块程序时，可以两种方式使用局部变量：①使用变量名，此时变量名前缀“＃”，以区别于在符号表中定义的符号地址，增量方式下，前缀会自动产生；②直接使用局部变量的地址，这种方式只对背景数据块和L堆栈有效例一 二分频器 二分频器是一种具有一个输入端和一个输出端的功能单元,输出频率为输入频率的一半1）FC1的变量声明表 （2）FC1梯形图程序 （3）OB1调用梯形图程序 例二 时钟脉冲发生器使用定时器实现自由设定时钟脉冲发生器功能(脉冲占空系数1:1) （1）FC1变量声明表 （2）FC1梯形图程序 （3）OB1调用梯形图程序 第六章 可编程序控制器应用设计 PLC系统设计步骤： 西门子自动化产品在城市供水中的应用　　城市供水作为城市管理工程的一个主要设施，它直接影响着一个城市正常的生产和生活，随着科学的发展与进步，人们对饮用水的要求越来越高，相应对供水系统的自动化程度要求也越来越高，所以，近几年来自动化产品在供水行业中的应用较为普及　　一、工艺描述　　安徽省六安市第二自来水厂座落在该项市南郊的淠河旁边，因第一自来水厂已经停用，所以该厂目前成为六安市唯一的供水厂。

该厂原设计供水能力10万吨/天，通过扩建改造达到14万吨/天　　同大部分水厂一样，其工艺流程图如下图所示：　　 　　●源水泵房：用来将源水送到预处理的沉淀池中　　●加药：将配好的矾液添加到源水中进行混合　　●平流沉淀池：添加矾液经混合后，用于将水中絮凝物沉淀出来的池子　　●滤池：池内的主要物质为石英砂，对从沉淀池来的水进行过滤，加氯之后，流入清水池　　●加氯：将水中通入氯，主要作用是杀菌、消毒　　●送水泵房：将清水池的水通过恒压供水装置送入自来水管网　　二、控制任务　　为提高供水系统的安全性、可靠性，采用了以下的改造方案　　●加药系统，使其具有自动加药的功能　　●通过对滤池反冲洗的改造，使其具有自动反冲洗的功能，省去繁索的人工操作　　●增设了自动加氯机，使其根据出水余氯值，自动控制加氯量　　●改造低压配电系统，使之对电压、电流、有功功率、无功功率及功率因数具有远程监测、记录、报警的功能　　●建立水厂中控室，实现三级自动化监控，通过中控室的通讯工作站一方面将数据送到模拟屏上，另一方面通过无线数传电台将数据送到市自来水公司　　三、控制方式介绍　　整个六安二水厂的控制网络如下图　　 　　2台上位机监控主站通过5613卡与下面3台PLC分站通讯，通讯方式采用PROFIBUS-FMS总线方式，每个PLC分站选用S7-300，CPU为315-2DP，FMS通讯模块选用的是CP343-5，并且每个分站通过MPI口连接一个TP27-10”的触摸屏。

　　滤池分站PLC1通过集成的PROFIBUS-DP下面连了16个S7-200滤池子站和1个S7-200反冲洗子站每个滤池子站通过编程口挂一个TP070触摸屏，每个滤池子站控制每格滤池的运行反冲洗子站的S7-200通过自由口协议与反冲洗泵变频器MM430进行通讯　　出水泵房分站PLC2通过接口模块IM360和IM361扩展了两个机架，在CPU的MPI口又连了一台工控机，作为泵房的监控站，工控机的通讯卡为CP5611卡通过集成的PROFIBUS-DP口连了一个ET200M分布式I/O和一个S7-200，ET200M安装在取水泵站，用以对取水泵及进水阀的控制，S7-200为CPU226，通过自由口与出水泵的变频器通讯CP340模块利用RS485口与配电中心的电量监测仪表HC6000相连，通过Modbus协议进行通讯将采集的电量参数送给监控计算机　　加药。