1、河南理工大學電氣學院河南理工大學電氣學院1*本章主要內容1. S7-1200PLC 工作模式 （掌握）三種運行模式2. 存儲器及其尋址 （掌握）存儲器代碼，兩種尋址方式，強制輸入/輸出，保持性3. 數據格式及數據類型 （理解） 把握常見數據格式特點及所占空間 4. 編程方法 （重點）三種結構模式5. 程序結構 （重點）OB, FC, FB, 各自特點及區別 第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *2第3章 S7-1200 PLC程序設計基礎3.1 S7-1200PLC 工作模式 （掌握）3.2 存儲器及其尋址 （掌握）3.3 數據格式及數據類型 （理解） 3.4 編程方法 （重

2、點）3.5 程序結構 （重點） 第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *33.1 CPU的工作模式的工作模式 CPU 有三種工作模式：有三種工作模式： l 在在 STOP 模式下模式下，CPU 不執行任何程序，而用戶可以下載項目。不執行任何程序，而用戶可以下載項目。 l 在在 STARTUP 模式模式下，執行一次啟動下，執行一次啟動OB(如果存在如果存在)。l 在在RUN模式模式下，重復執行掃描周期。下，重復執行掃描周期。 中斷事件可能會在程序循環階段的任何點發生并進行處理。中斷事件可能會在程序循環階段的任何點發生并進行處理。 處于處于RUN模式下時，無法下載任何項目。模式下時

3、，無法下載任何項目。 在在RUN 模式的啟動階段，不處理任何中斷事件。模式的啟動階段，不處理任何中斷事件。 第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *4在在 STOP 模式下模式下：CPU 處理所有通信請求（如果適用）并處理所有通信請求（如果適用）并 執行自診斷。執行自診斷。 CPU不執行用戶程序，過程映像也不會自動更新。不執行用戶程序，過程映像也不會自動更新。 3.1 CPU的工作模式的工作模式 第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *5 上電后上電后CPU進入進入STARTUP模式，進行上電診斷和系統初始化，檢查到某模式，進行上電診斷和系統初始化，檢查到某些錯

4、誤時，將禁止些錯誤時，將禁止CPU進入進入RUN模式，保持在模式，保持在STOP。A 復位復位I 存儲區存儲區 B 使用上一次使用上一次RUN模式最后的值或替換值初始化輸出模式最后的值或替換值初始化輸出 C 執行啟動執行啟動 OB D 將物理輸入的狀態復制到將物理輸入的狀態復制到 I 存儲器存儲器 E 將所有中斷事件存儲到要在將所有中斷事件存儲到要在 RUN模式下處理的隊列中模式下處理的隊列中 F 將過程映像輸出區將過程映像輸出區(Q區區)的值寫到物理輸出的值寫到物理輸出 3.1 CPU的工作模式的工作模式 第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *6啟動階段結束后，進入啟動階段

5、結束后，進入 RUN 模式，模式，CPU 執行下圖所示的任務：執行下圖所示的任務：RUN 將過程映像輸出區將過程映像輸出區(Q區區)的值寫到物理輸出的值寫到物理輸出 將物理輸入的狀態復制到將物理輸入的狀態復制到 I 存儲器存儲器 執行程序循環執行程序循環 OB 處理通信請求和進行自診斷處理通信請求和進行自診斷 在掃描周期的任何階段處理中斷和通信在掃描周期的任何階段處理中斷和通信 3.1 CPU的工作模式的工作模式 第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *7PLC使用的物理存儲器類型：使用的物理存儲器類型： RAM, ROM, Flash EPROM(簡稱為簡稱為FEPROM)用

6、戶存儲器：用戶存儲器：非易失性的存儲區，用于保存用戶程序（項目等）、數據和非易失性的存儲區，用于保存用戶程序（項目等）、數據和組態信息。所有的組態信息。所有的CPU都有內部的裝載存儲器，都有內部的裝載存儲器，CPU插入存儲卡后，用存儲卡插入存儲卡后，用存儲卡做裝載存儲器。類似于計算機的硬盤，具有斷電保持功能。做裝載存儲器。類似于計算機的硬盤，具有斷電保持功能。工作存儲器：工作存儲器：易失性，易失性，集成在集成在CPU中的高速存取的中的高速存取的RAM。用于在執行用戶用于在執行用戶程序時存儲用戶項目的某些內容。程序時存儲用戶項目的某些內容。CPU也會將一些項目內容從裝載存儲器復制也會將一些項目內

7、容從裝載存儲器復制到工作存儲器中。到工作存儲器中。類似于計算機的內存，斷電時內容丟失，而在恢復供電時由類似于計算機的內存，斷電時內容丟失，而在恢復供電時由CPU恢復?；謴汀Ｏ到y存儲器：系統存儲器：用來存儲用戶程序的操作數據，被劃分為若干個地址區域，用來存儲用戶程序的操作數據，被劃分為若干個地址區域，如過程映像輸入如過程映像輸入/輸出，位存儲器，數據塊，局部數據，輸出，位存儲器，數據塊，局部數據，I/O輸入輸出區域和診輸入輸出區域和診斷緩沖區等。使用指令可以在相應的地址區域內對數據直接進行尋址。斷緩沖區等。使用指令可以在相應的地址區域內對數據直接進行尋址。 用來防止在電源關閉時丟失數據，可以用不

8、同方法設置變量的斷電保持功能。用來防止在電源關閉時丟失數據，可以用不同方法設置變量的斷電保持功能。3.2 存儲器及其尋址存儲器及其尋址第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *8第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *93.2 存儲器及其尋址存儲器及其尋址第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *10 不管使用變量變量（例如，“Start”或“Stop”）還是絕對地址（例如，“I0.3”或“Q1.7”），對輸入(I) 或輸出 (Q) 存儲區的引用都會訪問過訪問過程映像程映像而非物理輸出。 要立即訪問或強制用戶程序中的物理（外圍設備）輸入或輸出，請在引

9、用后面添加“:P” 例如，“Stop:P”或“Q0.3:P”）。 局部數據L： 只要調用代碼塊，CPU 就會分配要在執行塊期間使用的臨時或本地存儲器 (L)。代碼塊執行完畢后，CPU 將重新分配本地存儲器，以用于執行其它代碼塊。3.2 存儲器及其尋址存儲器及其尋址第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *113.2 存儲器及其尋址存儲器及其尋址第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *12“字節字節. 位位”尋址方式尋址方式 ： 如如 I3.2，首位字母表示存儲器標識符，首位字母表示存儲器標識符，I表示輸入過程映像區表示輸入過程映像區8位二進制數組成位二進制數組成1

10、個字節個字節(Byte):3.2 存儲器及其尋址存儲器及其尋址S7CPU可以按照位、字節、字和雙字對存儲單元尋址?？梢园凑瘴弧⒆止潯⒆趾碗p字對存儲單元尋址。第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *13以起始字節的地址作為字和雙字的地址。以起始字節的地址作為字和雙字的地址。起始字節為最高位的字節。起始字節為最高位的字節。MW100MD1003.2 存儲器及其尋址存儲器及其尋址存儲器尋址方式第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *143.3 系統存儲區與數據類型系統存儲區與數據類型基本數據類型基本數據類型第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *153

11、.4 程序結構程序結構 創建用于自動化任務的用戶程序時，需要將程序的指令插入代碼塊中：第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *16 創建用于自動化任務的用戶程序時，需要將程序的指令插入代碼塊中： 組織塊 (OB) 對應于 CPU 中的特定事件，并可中斷用戶程序的執行。 用于循環執行用戶程序的默認組織塊 (OB 1) 為用戶程序提供基本結構，是唯一一個用戶必需的代碼塊。 如果程序中包括其它 OB，這些 OB 會中斷 OB 1 的執行。其它 OB 可執行特定功能，如用于啟動任務、用于處理中斷和錯誤或者用于按特定的時間間隔執行特定的程序代碼。 功能塊 (FB) 是從另一個代碼塊（OB

12、、FB 或 FC）進行調用時執行的子例程。 調用塊將參數傳遞到 FB，并標識可存儲特定調用數據或該 FB 實例的特定數據塊 (DB)。 更改背景 DB 可使通用 FB 控制一組設備的運行。 例如，借助包含每個泵或閥門的特定運行參數的不同背景 DB，一個 FB 可控制多個泵或閥。 功能 (FC) 是從另一個代碼塊（OB、FB 或 FC）進行調用時執行的子例程。 FC 不具有相關的背景 DB。 調用塊將參數傳遞給 FC。 FC 中的輸出值必須寫入存儲器地址或全局 DB 中。3.4 程序結構程序結構第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *17 功能塊 (FB)與 功能 (FC) 檢驗

13、FC、FB重要指標是可移植性（可重用性）。 如果內部全部 使用局部變量，不用全局變量，不作任何修改，就可以將它們移植到其他項目，通過調用與被調用的關系，可以迅速生成新的項目程序。 把相同功能的工作編制成FB，然后在FC里調用，程序修改起來方便。 例子：有10臺電機，編制啟動，停止邏輯，報 警，復位邏輯。 FB+FC: FB+背景數據塊+FC調用(把這些電機對應的I/O點添到 FB的管腳上) FC: 1)要寫10遍，2)如果你用粘貼和復制的話，有可能有的 I/O點忘記修改或其他一些錯誤，3)程序的結構性不強，維護起來浪費時間。 如果子程序的任務不能在一個掃描周期完成，需要在兩次調用之間保存某些變

14、量的值，則應選用FB，而不是FC。因為這種情況下FC需要用全局變量 （例如共享數據塊和M區）來保存這些變量的值，但是這樣會影響FC的可移植性。如果塊的內部使用了全局變量，在移植時需要考慮每個塊使用的全局變量是否會 與別的塊產生地址沖突（同一地址重復使用）。如果這樣的FC很多，移植是附加的工作量將會很大，也很容易出錯。3.4 程序結構程序結構第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *18 創建用于自動化任務的用戶程序時，需要將程序的指令插入代碼塊中： 組織塊 (OB) 功能塊 (FB) 功能 (FC) 數據塊（數據塊（DB）用于存放執行用戶程序時所需的變量數據的數據區。用戶程序中除

15、了邏輯程序外，還需要對存儲過程狀態和信號信息的數據進行處理，數據是以變量的形式存儲，通過存儲地址和數據類型來確定數據的唯一性。3.4 程序結構程序結構第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *193.5 編程方法編程方法l 線性化編程l 模塊化編程l 結構化編程第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *203.5 編程方法編程方法根據實際應用要求，可選擇線性，模塊化或結構化用于創建用戶程序： 線性程序按順序逐條執行用于自動化任務的所有指令。 通常，線性程序將所有程序指令都放入用于循環執行程序的 OB (OB 1) 中。第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計

16、基礎 *213.5 編程方法編程方法線性化編程l 結構簡單，不帶分支，一個程序包含了所有結構簡單，不帶分支，一個程序包含了所有指令指令。 所有的指令都在所有的指令都在OB1中中-每個掃描周期都要每個掃描周期都要掃描執行所有的指令，不斷循環執行。即使掃描執行所有的指令，不斷循環執行。即使某些不用的部分代碼也需要執行。因此某些不用的部分代碼也需要執行。因此CPU效率低，沒有充分利用效率低，沒有充分利用。 需要多次執行相同或類似的操作，需要需要多次執行相同或類似的操作，需要重復重復編寫相同或類似的程序編寫相同或類似的程序。 程序程序結構不清晰結構不清晰-管理和測試不便管理和測試不便 大型程序編寫時避

17、免采用線性化編程大型程序編寫時避免采用線性化編程第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *223.5 編程方法編程方法根據實際應用要求，可選擇線性，模塊化或結構化用于創建用戶程序： 線性程序 模塊化程序調用可執行特定任務的特定代碼塊。 要創建模塊化結構，需要將復雜的自動化任務劃分為與過程的工藝功能相對應的更小的次級任務。 每個代碼塊都為每個次級任務提供程序段。 通過從另一個塊中調用其中一個代碼塊來構建程序。第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *233.5 編程方法編程方法模塊化程序 根據功能分為不同的邏輯塊。根據功能分為不同的邏輯塊。 在在OB1中可根據條件決定

18、塊的調用和執行；中可根據條件決定塊的調用和執行； 特點是控制任務被分成不同的塊，易于團隊特點是控制任務被分成不同的塊，易于團隊分工合作同時編程，分工合作同時編程，調試方便調試方便； 不同的程序塊只有在需要時不同的程序塊只有在需要時OB1才去調用，才去調用，因此每次循環中不是所有的塊都執行，因此每次循環中不是所有的塊都執行，CPU利用效率高利用效率高。 模塊化編程中，被調用快和調用快之間模塊化編程中，被調用快和調用快之間沒有沒有數據交換數據交換。第第3章章 S7-1200 程序設計基礎程序設計基礎 *243.5 編程方法編程方法根據實際應用要求，可選擇線性，模塊化或結構化用于創建用戶程序： 線性程序 模塊化程序 結構化編程是通過抽象的方式抽象的方式將復雜的任務分解成一些能夠反映過程的工藝、功能或可以反復使用的可單獨解決的小任務，這些任務由相應的程序塊（或稱邏輯快）來表示，程序運行時所需的大量數據和變量存儲在數據塊中。某些程序塊可以用來實現相同或者相似的功能