06_块调用与多重背景模型.ppt

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 0.0inStartBOOL 0.1i

2、nStopBOOL 2.0outMotor_onBOOL 4.0outSpeedINT 6.0statSpeed_oldINT 0.0tempCalc_1INT . . . 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） - 基本上没有存储空间（只有临时变量）,数据块（DB）,- 结构化的

3、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StartBOOLFALSE 0.1输入StopBOOLTRUE 2.0输入SpeedINT0 2.0输出Motor_onBOOLFALSE 8.0输出SetpointINT0 10.0输入/输

4、出 EMER_OFFBOOLFALSE .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，ANY 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

5、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_1BOOL输入On_2BOOL输出OffBOOL .,. 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 0.1On_2:= I 0.2Off:= Q8.0,输入On_1BOOL输入On_2BOOL输出OffBOOL .,. A #On_1 A #On_2 = #Off.,OB1,

6、BLD 1=L 20.0UC FC 10P#I0.1P#I 0.2P#Q 8.0BLD2,.,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_Val 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

7、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 FC10On_1:= I 0.1On_2:= I 0.2Off:= 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，才可使用这些指令,FB 5,输入StartBOOL输入StopBOOL输出Motor_onBOOL 输出SpeedINT 静态. 临时.,. A #Start AN #Stop = #Motor_on.,功能块的属性,属于可分配参

8、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 Motor_on:=Q8.0 Speed:=QW12,0.0StartBOOL0.1StopBOOL2.0Motor_onBOOL 4.0SpeedINT,DB 16,电机,构建功能块实例,Drive_1,FBx,+,DBy,Drive_1 状态数据,控

9、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,. statMotor_1FBx statMotor_2FBx,Drive_2 状态数据,Drive_3 状态数据,FBx,FB实例,控制算法,FB,Drive_2,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 0.4Stop:=I 0.0Motor_on:=Q8.1Speed:=QW12,0.0inStartBOOL0.1inSto

10、pBOOL2.0outMotor_onBOOL 4.0outSpeedINT .,. A #Start AN #Stop = #Motor_on.,BLD3 =L24.0 TDB OPNDI16 TAR2LD20 AI0.4 =DIX0.0 AI0.0 =DIX0.1 LAR2P#DBX 0.0 UCFB10 LAR2LD 20 ADIX 2.0 =Q8.1 LDIW4 TQW12 TDB BLD4,.,IB0,1,0,0,1,0,0,1,0,QB8,DB16,.,.,.,.,.,.,0,1,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,1,1,2,3,. . .,块参数,实际参

11、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:=Temperature.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（S

12、TRUCT，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_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

13、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/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_activateENO,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

14、,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: 罐装启动 QW12: 满瓶显示,FB16: “传送带控制,EN OM_Man OM_AutoConv_for Jog_for Conv_back Jog_backFilling_active Sensor_fillFull_bottles Sensor_fullENO,Q20.5 Q20.6 Q9.0 QW12,DB16,. . . Q8.2 Q8.3 I 0.2 I 0.3 I 16.6 I

15、 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,. statDrillFB1 statMotor_1FB2 statMotor_2FB2,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: #Pres

16、s_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”,FB10:Press line,FB10的背景DB,CALL #Press_1 . CALL #Press_2 . CALL #Transport,DB10,. statPress_1FB1 statPress_2FB1 statTransportFB2 .,FB1:Press,. statPunchFB4 statGuardFB5 .,CALL #Punch . CALL #Guard,. statPunchFB4

17、 statGuardFB5 .,CALL #Punch . CALL #Guard,. .,FB2: Transport,FB4:Punch,FB5: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

18、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OB1中： L Press line.Press_2.Punch.,练习 6.2：生产线中的传送带模型,H4LED,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, H3LED,练习 6.

19、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, 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,InitialLED L_BarrierConv_right AcknowledgeConv_left Transp_req Clock_bit,H4,K1_CONVR

20、,K2_CONVL,I 0.0,LB1,S4,M10.1,M10.3,FB1 “Station” 的工作原理,FB1: Station,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: InitialBOOL Proxy_switchBOOL AcknowledgeBOOL Clock_bit_qBOOL Clock_bit_sBOOL OUT 参数: LEDBOOL Transp_reqBOOL I/O 参数: Conv_busyBOOL 静态变量: Stat

21、e STRUCT Process_pieceBOOLPiece_finishedBOOL Place_part_on_convBOOL Wait_for_pieceBOOL Take_piece_from_conv BOOLEND_STRUCT,状态模型:,A Acknowledge,AN Proxy_switchA 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,AProxy_switch,AN Proxy_switch,A Initial FP .,FB2 “Transpo

22、rt”的工作原理,Conv_left LED 闪烁,Conv_right LED 闪烁,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: InitialBOOL L_BarrierBOOL AcknowledgeBOOL Transp_reqBOOL Clock_bitBOOL OUT 参数: LEDBOOL Conv_rightBOOLConv_leftBOOL 静态变量: StateSTRUCT WaitingBOOLConv_rightBOOLAssemblyBOOLConv_leftBOOLEND_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,CALL Station_1