S7 块调用与多重背景模

1、块调用与多重背景模型,用于结构化编程的块,整个任务的 模块化： 单个任务在各自块中 予以解决 参数分配法使得 使用更加灵活 示例：钻孔循环程序的钻孔深度为可分配参数 块的可再利用性能： 块可以按需要随时 加以调用 限制因素： 不允许访问 全局地址空间 只能通过参数列表 进行通信,OB 1,电机1,FB1,阀,FB2,控制器,FB10,FC 5,限制 阀,复制,SFC,. . .,. . CALL FB1, DB2 Start :=I 0.0 Stop :=I 0.1 Motor_on :=Q12.0 Speed :=QW14 . .,FB 1,地址 声明 名称 类型 0.0 in Start

2、BOOL 0.1 in Stop BOOL 2.0 out Motor_on BOOL 4.0 out Speed INT 6.0 stat Speed_old INT 0.0 temp Calc_1 INT . . . A #Start AN #Stop = #Motor_on .,DB 2,OB 1,STEP 7 块概述,属性,组织块（OB）,- 用户程序接口 - 优先级（0到27） - 在局部数据堆栈中指定开始信息,块的类型,功能块（FB）,- 参数可分配（可以在调用时分配参数） - 具有（收回）存储空间（静态变量）,功能（FC）,- 参数可分配（必须在调用时分配参数） - 基本上没有存

3、储空间（只有临时变量）,数据块（DB）,- 结构化的局部数据存储（背景数据块DB） - 结构化的全局数据存储（在整个程序中有效）,系统功能块（SFB）,- FB（具有存储空间），存储在CPU的操作系统中并可由用户调用,系统功能（SFC）,- FB（无存储空间），存储在CPU的操作系统中并可由用户调用,系统数据块（SDB）,- 用于配置数据和参数的数据块,功能及功能块中的参数声明,Motor,EN,ENO,Start,地址 声明 名称 类型 初始化值 . 0.0 输入 Start BOOL FALSE 0.1 输入 Stop BOOL TRUE 2.0 输入 Speed INT 0 2.0 输出

4、 Motor_on BOOL FALSE 8.0 输出 Setpoint INT 0 10.0 输入/输出 EMER_OFF BOOL FALSE . 静态 . . . . 临时 . . .,Setpoint,EMER_OFF,Motor_on,Stop,输入 参数,输入/输出 参数,输出 参数,参数是信息传递的通道 输入参数： Caller - Block 输出参数： Block - Caller 输入/输出参数： Caller Block 参数形成了块的一个“shell”： 参数位于代码段 与“局部”变量类似 参数可以为任何数据类型 在调用期间进行数据类型检查 例外情况：POINTER，A

5、NY 调用接口与编程语言无关 PLC编程语言可以混合使用,Speed,功能的属性,参数可分配的块： 具有足够多的输入，输出，输入/输出参数 无存储区，也即只有临时变量 IEC 61131-3标准一致性要求： 足够多的输入参数 仅有一个输出参数RET_VAL 不允许访问全局变量和绝对地址 使用同一输入参数提供相同的结果 扩展了处理器的指令集,功能FC10,输入 On_1 BOOL 输入 On_2 BOOL 输出 Off BOOL .,. A #On_1 A #On_2 = #Off .,基本数据类型传送机理,OB1,功能FC10,程序 执行,CALL FC10 On_1 := I 0.1 On_

6、2 := I 0.2 Off := Q8.0,输入 On_1 BOOL 输入 On_2 BOOL 输出 Off BOOL .,. A #On_1 A #On_2 = #Off .,OB1,BLD 1 = L 20.0 UC FC 10 P#I 0.1 P#I 0.2 P#Q 8.0 BLD 2,.,IB0,基本类型实际参数位于于： 位存储地址区域 过程映像 调用的局部堆栈,块参数,实际参数,形式参数,复杂数据类型的功能调用,示例：向功能传递一个ARRAY,DB5 Temperature,FC21,只能通过符号来进行参数的赋值,Network（段） 1: 在功能FC21里，声明一个数组Mes_V

7、al CALL FC 21 Mes_Val:=Temperature.sequence,调用（主调）功能的特点,CALL指令 指令为宏指令 寄存器内容可能会被覆盖掉，甚至是DB寄存器 请注意B堆栈中内容的解释 调用之后，可能会打开另一个DB CALL指令的处理时间取决于实际参数的数目和存储单元位置 CALL指令确保了块参数被正确地赋予当前数据 示例： CALL FC10 On_1 := I 0.1 On_2 := I 0.2 Off := Q8.0 调用指令UC和CC 不依赖于RLO的块调用（UC）或取决于RLO的块调用 示例：UC FC20或CC FC20 当FC没有参数的时候，才可使用这些

8、指令,FB 5,输入 Start BOOL 输入 Stop BOOL 输出 Motor_on BOOL 输出 Speed INT 静态 . 临时.,. A #Start AN #Stop = #Motor_on .,功能块的属性,属于可分配参数的块： IEC 61131-3标准一致性块 有足够满足需要的输入，输出，输入/输出参数 有存储区域，即不仅有临时变量而且还有静态变量 使用本身数据区域进行调用 （创建背景） “数据封装” 应用： 定时器和计数器功能 使用内部状态控制过程设备 锅炉 电机，阀，等等。,CALL FB5, DB16 Start :=I 0.0 Stop :=I 0.1 Mot

9、or_on :=Q8.0 Speed :=QW12,0.0 Start BOOL 0.1 Stop BOOL 2.0 Motor_on BOOL 4.0 Speed INT,DB 16,电机,构建功能块实例,Drive_1,FBx,+,DBy,Drive_1 状态数据,控制算法,OB, FB或FC,CALL FBx, DBy . .,使用背景DB的FB调用,CALL #Motor_1 . CALL #Motor_2,DBx,. stat Motor_1 FBx stat Motor_2 FBx,Drive_2 状态数据,Drive_3 状态数据,FBx,FB实例,控制算法,FB,Drive_2

10、,Drive_3,FB内的声明 （多重背景）,在一个FB调用过程中的参数传递,OB1,FB10,程序执行,CALL FB10, DB16 Start :=I 0.4 Stop :=I 0.0 Motor_on :=Q8.1 Speed : =QW12,0.0 in Start BOOL 0.1 in Stop BOOL 2.0 out Motor_on BOOL 4.0 out Speed INT .,. A #Start AN #Stop = #Motor_on .,BLD 3 = L 24.0 TDB OPN DI 16 TAR2 LD 20 A I 0.4 = DIX 0.0 A I 0

11、.0 = DIX 0.1 LAR2 P#DBX 0.0 UC FB 10 LAR2 LD 20 A DIX 2.0 = Q 8.1 L DIW 4 T QW 12 TDB BLD 4,.,IB0,1,0,0,1,0,0,1,0,QB8,DB16,.,.,.,.,.,.,0,1,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,1,1,2,3,. . .,块参数,实际参数,形式参数,. . .,使用复杂数据类型的FB调用过程,示例：将一个ARRAY传送到一个功能块,FB17,只允许用符号对复杂参数进行相关分配,Network 1: CALL FB 17, DB 2 Meas_1 :=T

12、emperature.Cylinder Sum_1 :=MD20 Sum_2 :=MD30 Meas_2 :=Temperature.Shaft,DB2 Temperature,功能块调用的特性,“按值” 传递参数（复制数值）： CALL过程中FB参数的赋值： 无需为某些FB参数赋值 可以从“外部” 进行赋值和取消赋值 例如：直接通过操作面板进行 例外：复杂数据类型的输入/输出参数（STRUCT，ARRAY，STRING以及 DATE_AND_TIME） 初始化： FB参数可以在声明部分进行初始化 例外：复杂数据类型的输入/输出参数（STRUCT，ARRAY，STRING以及 DATE_AND

13、_TIME） 使用DI和AR2寄存器在内部访问形式参数 如果DI或者AR2寄存器被覆盖，将不再允许访问背景数据。 附加调用指令UC和CC 示例：UC FB20或者CC FB20 只有当FB没有背景数据时才能使用（参数+静态变量）,主罐,瓶子传感器 I 16.6,瓶子传感器 I 16.5,瓶子传感器 I 16.7,Q 9.0,漏斗,练习6：罐装生产线中的传送带模型,Q 20.5 传送带正转,Q 20.6 传送带反转,练习6.1a: 罐装生产线 工作模式选择,生产线 ON/OFF I 0.0: Start （NO， 瞬动开关） I 0.1: Stop （NC） Q8.1: Plant_on 手动/

14、自动方式 I 0.4: 自动/手动 I 0.5: 确定模式 Q8.2: 选定手动方式 A8.3: 选定自动方式,FB15: “模式选择,EN Start Plant_on Stop OM_Man Auto_Man OM_Auto OM_activate ENO,DB15,. . . I 0.0 I 0.1 I 0.4 I 0.5,Q8.1 Q8.2 Q8.3,练习6.1b：罐装生产线 传送带,手动方式 I 0.5: 正向点动 I 0.6: 反向点动 Q20.5: 传送带正向运转 Q20.6: 传送带反向运转 自动方式 I 16.6: 传感器：罐装位置 I 16.7: 传感器：计算瓶数 Q9.0

15、: 罐装启动 QW12: 满瓶显示,FB16: “传送带控制,EN OM_Man OM_Auto Conv_for Jog_for Conv_back Jog_back Filling_active Sensor_fill Full_bottles Sensor_full ENO,Q20.5 Q20.6 Q9.0 QW12,DB16,. . . Q8.2 Q8.3 I 0.2 I 0.3 I 16.6 I 16.7,多重背景模型的结构,FB10,钻床数据,FB10的背景DB,CALL Drill . CALL Motor_1 . CALL Motor_2,DB10,. stat Drill F

16、B1 stat Motor_1 FB2 stat Motor_2 FB2,Motor_1的数据,Motor_2的数据,FB1,FB2,钻孔算法,马达控制,例如 OB1,. CALL FB10,DB10 .,使用多重背景模型实现面向对象的编程,Press_2,Press_1,传送,示例：冲压生产线,技术划分,通过FB背景，对程序进行 技术划分,FB: Press line,FB: #Transport,FB: #Press_1,冲压头 防护装置,FB: #Punch,FB: #Guard,FB: #Press_2,FB: #Punch,FB: #Guard,用STEP 7来实现一个“冲压生产线”

17、,FB10:Press line,FB10的背景DB,CALL #Press_1 . CALL #Press_2 . CALL #Transport,DB10,. stat Press_1 FB1 stat Press_2 FB1 stat Transport FB2 .,FB1:Press,. stat Punch FB4 stat Guard FB5 .,CALL #Punch . CALL #Guard,. stat Punch FB4 stat Guard FB5 .,CALL #Punch . CALL #Guard,. .,FB2: Transport,FB4:Punch,FB5:

18、Guard,CALL FB10, DB10,OB1,FB1: Press,FB4:Punch,FB5:Guard,多重背景模型的属性,多重背景模型的优点： 多个实例只需要 一个 DB 在为各个实例创建“private” 数据区时，无需任何额外的管理工作 多重背景模型使得“面向对象的编程风格”成为可能（通过“集合”的方式实现可重用性） 最大嵌套深度为8级 FB的必备条件： 在FB内不允许直接访问过程信号（I，Q） 只有使用FB参数访问过程信号，或者与其它过程单元进行通讯 FB只能使用静态变量来记忆其过程状态，而不使用全局DB或者位存储器。 注意事项： 背景数据还可以从“外部”进行访问 例如在OB

19、1中： L Press line.Press_2.Punch.,练习 6.2：生产线中的传送带模型,H4 LED,接近开关 INI1, INI2, INI3,光栅 LB1,“S4” 确认开关,工位的处理顺序 工件的处理 成形处理 向传送带上放置工件 等待原材料工件 从传送带中取原材料工件,传送带的处理顺序 等待成型的工件 传送到总装线 总装，插入原材料工件 传送到工作站,“S1”, “S2”, “S3” 确认开关,H1, H2, H3 LED,练习 6.2a：一个工作站的程序结构,程序的技术划分,传送带,工作站1,工作站2,工作站3,OB1,CALL FB1, DB1 . . CALL FB2

20、, DB2,FB1: Station,Initial LED Proxy_switch Transp_req Acknowledge Clock_bit_q Clock_bit_s Conv_busy,DB1,M10.1,S1,INI1,I 0.0,H1,DB2,FB2: Transport,Initial LED L_Barrier Conv_right Acknowledge Conv_left Transp_req Clock_bit,H4,K1_CONVR,K2_CONVL,I 0.0,LB1,S4,M10.1,M10.3,FB1 “Station” 的工作原理,FB1: Statio

21、n,Take_piece_ from_conv: LED 快速闪烁,Piece_finished: LED 慢速闪烁,Process_ piece LED 连续点亮,IN 参数: 数据类型: Initial BOOL Proxy_switch BOOL Acknowledge BOOL Clock_bit_q BOOL Clock_bit_s BOOL OUT 参数: LED BOOL Transp_req BOOL I/O 参数: Conv_busy BOOL 静态变量: State STRUCT Process_piece BOOL Piece_finished BOOL Place_pa

22、rt_on_conv BOOL Wait_for_piece BOOL Take_piece_from_conv BOOL END_STRUCT,状态模型:,A Acknowledge,AN Proxy_switch A Transp_req,FB1中的声明:,Wait_ for_piece: LED 熄灭,Place_part_ on_conv: LED快速闪烁,AN Conv_busy,A Proxy_switch,AN Proxy_switch,A Initial FP .,FB2 “Transport”的工作原理,Conv_ left LED 闪烁,Conv_ right LED 闪烁

23、,A #Transp_req,Waiting LED 熄灭,AN #Tansp_req,AN #LBarrier,Assembly LED连续点亮,A #Acknowledge,状态模型：,FB2的接口:,IN 参数: 数据类型: Initial BOOL L_Barrier BOOL Acknowledge BOOL Transp_req BOOL Clock_bit BOOL OUT 参数: LED BOOL Conv_right BOOL Conv_left BOOL 静态变量: State STRUCT Waiting BOOL Conv_right BOOL Assembly BOOL Conv_left BOOL END_STRUCT,FB2: Transport,A Initial FP .,练习6.2b：扩展到3个站,FB10,Station_1的数据,FB10的背景数据块,CA