西门子PLC中国总代理商输入模块

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西门子PLC用户程序的结构及组织块(OB)

PLC的程序分为操作系统和用户程序，操作系统用来实现与特定的控制任务无关的功能，处理PLC的启动、刷新过程映像输入/输出表、调用用户程序、处理中断和错误、管理存储区和处理通信等。用户程序包含处理用户特定的自动化任务所需要的所有功能。

  1. 用户程序的结构

  STEP7将用户编写的程序和程序所需的数据放置在块中，使单个的程序部件标准化。通过块与块之间类似于子程序的调用，使用户程序结构化，可以简化程序组织，使程序易于修改、查错和调试。块结构显著地增加了PLC程序的组织透明性、可理解性和易维护性。各种块的简要说明见表4-1，OB、FB、FC、SFB和SFC都包含程序，统称为逻辑块。程序运行时所需的大量数据和变量存储在数据块中。

  可以将控制任务分层划分为工厂级、车间级、生产线、设备等多级任务，分别建立与各级任务对应的逻辑块。每一层的控制程序(逻辑块)作为上控制程序的子程序，前者又可以调用下的子程序。这种调用称为嵌套调用，即被调用的块又可以调用别的块。

  可以多次重复调用同一个块，来处理同一类任务。FB和FC的内部应全部使用局部变量，不使用I、Q、M、T、C和共享数据块中的全局地址。这样的块具有很好的可移植性，不作任何修改，就可以用于其他项目。

  FB和FC通过其输入、输出参数来实现与“外部”的数据交换，即与过程控制的传感器和执行器、用户程序中的其他块交换数据。在块调用中，调用者可以是各种逻辑块，被调用的块是OB之外的逻辑块。调用功能块和系统功能块时需要为它们一个背景数据块，后者随这些块的调用而打开，在调用结束时自动关闭。

  在图4-1中，OB1调用FB1，FB1调用FC1，应按下面的顺序创建块FC1→FB1及其背景数据块→OB1，即编程时被调用的块应该是已经存在的。

  如果出现中断事件，CPU将停止当前正在执行的程序，去执行中断事件对应的组织块OB(即中断程序)。中断程序执行完后，返回到程序中断处继续执行。

  2.组织块(OB)

  组织块是操作系统与用户程序的接口，由操作系统调用，用于控制扫描循环和中断程序的执行、PLC的启动和错误处理等，CPU的档次越高，能使用的同类型组织块越多。

  (1) OB1

  OB1是用户程序中的主程序，CPU的操作系统完成启动过程后，将循环执行OB1，可以在0B1中调用其他逻辑块。

  (2)事件中断处理

  如果出现中断事件，例如时间中断、硬件中断和错误处理中断等，当前正在执行的块在当前指令执行完后被停止执行(被中断)，操作系统将会调用一个分配给该事件的组织块。该组织块执行完后，被中断的块将从断点处继续执行。

  这意味着部分用户程序不必在每次循环中处理，而是在需要时才被及时地处理。处理中断事件的程序放在该事件驱动的 OB 中。

  (3)中断的级

  OB按触发事件分成几个级别，这些级别有不同的级，的OB可以中断低级的0B。

  3.临时局部数据

  生成功能和功能块时可以声明临时局部数据。这些数据是临时的，退出逻辑块时不保留临时局部数据。它们又是局部(Local)数据，只能在生成它们的逻辑块内使用。CPU按级划分局部数据区，同的块共用一片局部数据区。可以用STEP7改变S7-400 每个级的局部数据区的大小(见图2-35)。

  除了临时局部数据外，所有的逻辑块都可以使用共享数据块中的共享数据。

设计PLC控制系统时应遵循的基本原则

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

　　1. 大限度地满足被控对象的控制要求

　　充分发挥PLC的功能，大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的问题和疑难问题。

　　2. PLC控制系统安全可靠

　　PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

　　3. 力求简单、经济、使用及维修方便

　　一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

　　4. 适应发展的需要

　　由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。