SIMATIC-PCS7-标准培训2程序结构解析课件

1、SIMATIC PCS7 标准培训PCS7 程序结构2022/8/20第1页，共37页。内 容PLC的工作原理PLC的程序结构存储空间和地址表示数据类型和数据表示SIMATIC PCS7的编程方法SIMATIC PCS7的程序结构2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS72第2页，共37页。PLC 工作原理PLC的基本构成PLC的循环扫描工作方式2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS73第3页，共37页。PLC 的基本构成CPU： 中央处理器；程序存储区：存放主程序；数据存储区：存放执行过程中使用的数据；输入通道

2、：从现场仪表获取过程信号；输出通道：运算结果输出到执行器；I/O扩展端口：连接更多I/O模块；通讯端口：与上位机或其它PLC相连。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS74第4页，共37页。PLC 的工作原理图2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS75第5页，共37页。PLC 的循环扫描工作方式各种PLC均采用循环扫描工作方式：PLC上电初始化；主程序周期运行；输入输出端口周期刷新；程序扫描周期与程序量有关，并受PLC允许的最大扫描时间限制。2022/8/20Sciample Training - SIMATI

3、C PCS76第6页，共37页。S7 PLC的程序结构程序块结构OB块与程序调用S7 PLC的运行周期FB块与FC块2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS77第7页，共37页。程序块结构SIEMENS S7 PLC的程序由不同的程序块构成：OB：组织块FB：功能块FC：功能DB：数据块S7 PLC的编程主要是对不同的功能块的编程；整个程序经程序块的相互调用实现。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS78第8页，共37页。程序块分类2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7

4、9第9页，共37页。OB 组织块OB 组织块的作用：操作系统和用户程序之间的一个接口控制循环和中断程序的执行控制CPU如何启动处理错误响应，通过编程指定CPU对错误反应OB块的分类：循环扫描、故障中断、事件处理等OB块具有优先级2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS710第10页，共37页。OB 组织块分类（1）2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS711第11页，共37页。OB 组织块分类（2）2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS712第12页，共37页。OB1 主

5、扫描2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS713第13页，共37页。块的调用2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS714第14页，共37页。S7 PLC 的运行周期2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS715第15页，共37页。FB 和 FC 块将程序按照功能分割成不同的程序块；将常用的功能编写成FC或FB块；在OB块或其他FC和FB块中调用；可以简化编程，减少重复代码；FC和FB的区别：背景数据块；FC常用于简单的需要多次重复使用的程序，FB常用于较复杂的算法程序；可

6、以将相对独立的程序部分写入一个FC块，方便系统维护和故障诊断；SFB和SFC是S7 PLC集成的程序块。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS716第16页，共37页。FB 和 FC 块的调用2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS717OBDBInstance DBFB/SFBInstance DBFB/SFBFC/SFCFC/SFCDB第17页，共37页。存储空间和地址表示PLC 的存储空间分布存储地址表示方式2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS718第18页，共3

7、7页。SIEMENS PLC 存储空间程序存储区：装载存储区：静态保存程序，断电保持；工作存储区：PLC运行时程序被复制到工作存储区中执行，断电不保持；数据存储区：输入和输出：独立编址的存储空间；过程映象区：输入和输出的缓存；定时器和计数器：系统资源，独立存储空间；位存储区：过程数据，可以在程序中直接访问；堆栈区：存储过程数据。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS719第19页，共37页。SIEMENS PLC 存储空间图2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS720第20页，共37页。存储空间与存储单元存储空

8、间由顺序排列的存储单元构成；用 “地址”来表示存储单元的位置和长度；存储单元的最小单位是位，地址表示的基本单位是字节。地址表示分为三部分：存储区名：M, I, Q, PI, PQ数据长度：B, W, D存储地址：20, 27.42022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS721第21页，共37页。地址表示示例2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS722第22页，共37页。SIEMENS PLC 地址表示2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS723第23页，共37页。数据类型和

9、数据表示数据表示基本数据类型复合数据类型2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS724第24页，共37页。数据类型PLC中的数据表示单位是字节（Byte）最小数据单位是位（Bit）数据的二进制、十进制、十六进制表示通过采用不同的字长可以表示各种数据类型基本数据类型包含了编程中常用的数据类型复合数据类型可以实现复杂的数据结构，在做复杂运算时可以简化编程。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS725第25页，共37页。S7 基本数据类型2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7

10、26第26页，共37页。复合数据类型DATE_AND_TIME（日期和时间）STRING（字符串）ARRAY（数组）STRUCT（结构）UDT（用户定义的数据类型）FB,SFB（用于多重背景）2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS727第27页，共37页。PCS7 的编程方法PCS7 的构成标准编程语言结构化编程SCL图形化编程CFC和SFCPCS7 的编程方法2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS728第28页，共37页。PCS7 的构成2022/8/20Sciample Training - SIMATIC

11、 PCS729IEC61131-3标准组态工具操作员站组态工具程序及控件库结构化编程语言过程设备管理器图形化编程语言第29页，共37页。标准编程语言STL：语句表近似汇编语言，功能强大；缺乏直观，易读性差。LAD：梯形逻辑图直观易读FBD：功能块图直观易读编程较复杂，对于复杂的算法和功能编程困难。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS730第30页，共37页。结构化编程SCL结构化编程语言以Pascal为基础的语法格式可以实现在LAD中无法实现的算法可以充分利用PCS7中丰富的功能块库适用于编写复杂的函数和运算模块是图形化编程语言CFC和SFC的基础2

12、022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS731第31页，共37页。几种编程语言的对比2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS732LADFBDSTLSCL第32页，共37页。图形化编程CFC连续功能图，适用于组态控制回路；图形化的编程界面；只需连接管脚，不必关心程序运行的细节；调用PCS7内容丰富的程序库中的功能块；可以编写专用的功能块。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS733第33页，共37页。图形化编程SFC顺序功能图，适于编写顺序控制功能；图形化的编程界面；可以通过

13、SFC可视化从WinCC中读取顺序执行情况。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS734第34页，共37页。PCS7 的编程方法用LAD、FBD、STL等直接编写功能块，实现一些简单、固定的功能；用STL和SCL编写源代码，经过编译生成功能块，实现较复杂的运算功能；在CFC图中调用库中的功能块或调用按照上述生成的功能块，组建面向应用的程序；在SFC图中组建顺序控制程序；在编译过程中，先将CFC和SFC图转换成SCL源代码，之后再编译生成一系列的功能块；所有的功能块构成了PCS7程序的可执行代码。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS735第35页，共37页。PCS7 程序结构Charts图形程序（CFC SFC）Sources源代码（SCL STL）Blocks程序块（LAD FBD STL）2022/8/20Sciample Training -