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數(shù)據(jù)塊定義在S7 CPU存儲(chǔ)器中，用戶可在存儲(chǔ)器中建立一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊。每個(gè)數(shù)據(jù)塊可大可小，但CPU對(duì)數(shù)據(jù)塊數(shù)量及數(shù)據(jù)總量有限制，如對(duì)于CPU314，用作數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)器多為8 KB(8192 B)，用戶定義的數(shù)據(jù)總量不能超出這個(gè)限制。對(duì)數(shù)據(jù)塊必須遵循先定義后使用的原則，否則，將造成系統(tǒng)錯(cuò)誤。

1. 定義數(shù)據(jù)塊

在編程階段和運(yùn)行程序中都能定義數(shù)據(jù)塊。大多數(shù)數(shù)據(jù)塊是在編程階段用STEP 7開發(fā)軟件包定義的，定義內(nèi)容包括數(shù)據(jù)塊號(hào)及塊中的變量(包括變量符號(hào)名、數(shù)據(jù)類型以及初始值等)，定義完成后，數(shù)據(jù)塊中變量的順序及類型決定了數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，變量的數(shù)量決定了數(shù)據(jù)塊的大小。數(shù)據(jù)塊在使用前，必須作為用戶程序的一部分下載到CPU中。

如果確實(shí)需要，還可以在程序運(yùn)行中動(dòng)態(tài)定義一個(gè)數(shù)據(jù)塊。動(dòng)態(tài)定義時(shí)，數(shù)據(jù)塊號(hào)是自動(dòng)產(chǎn)生的，數(shù)據(jù)塊在存儲(chǔ)器中的位置是動(dòng)態(tài)分配的。由于要定義的數(shù)據(jù)塊有可能大于CPU存儲(chǔ)器(用于數(shù)據(jù)塊的部分)的剩余空間，因此動(dòng)態(tài)定義過程有可能失敗

2．訪問數(shù)據(jù)塊

在用戶程序中可能定義了許多數(shù)據(jù)塊，而每個(gè)數(shù)據(jù)塊中又有許多不同類型的數(shù)據(jù)，因此，訪問時(shí)需要明確數(shù)據(jù)塊號(hào)和數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)類型與位置。根據(jù)明確數(shù)據(jù)塊號(hào)的不同方法，可以用多種方法訪問數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。

直接在訪問指令中寫明數(shù)據(jù)塊號(hào)，如：

L DB5.DBW10

T DB10.DBW20

L Motor_1.Speed 符號(hào)地址

另一種方法是“先打開后訪問”。在訪問某數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)前，先“打開”這個(gè)數(shù)據(jù)塊，也就是將數(shù)據(jù)塊號(hào)(數(shù)據(jù)塊的起始地址)裝入數(shù)據(jù)塊寄存器。這樣，存放在數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)就可利用數(shù)據(jù)塊起始地址加偏移量的方法來訪問。如：

OPN DB5

L DBW10

OPN DB10

T DBW20

在打開一個(gè)數(shù)據(jù)塊時(shí)，先打開的數(shù)據(jù)塊會(huì)自動(dòng)關(guān)閉(沒有專門的數(shù)據(jù)塊關(guān)閉指令)。由于有兩個(gè)數(shù)據(jù)塊寄存器(DB和DI寄存器)，因此，多可同時(shí)打開兩個(gè)數(shù)據(jù)塊。一個(gè)作為背景數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊的起始地址存儲(chǔ)在DI寄存器中；另一個(gè)作為共享數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊的起始地址存儲(chǔ)在DB寄存器中。打開背景數(shù)據(jù)塊，在調(diào)用FB時(shí)可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。由于調(diào)用FB時(shí)使用DI寄存器，因此，一般不在FB程序中用OPN DI n指令打開數(shù)據(jù)塊。

3. 背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊

背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊有不同的用途。任何FB、FC或OB均可讀寫存放在共享數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。背景數(shù)據(jù)塊是FB運(yùn)行時(shí)的工作存儲(chǔ)區(qū)，它存放FB的部分運(yùn)行變量。調(diào)用FB時(shí)，必須一個(gè)相關(guān)的背景數(shù)據(jù)塊。作為規(guī)則，只有FB塊才能訪問存放在背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。

一般情況下，每個(gè)FB都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊，一個(gè)FB也可以使用不同的背景數(shù)據(jù)塊。如果幾個(gè)FB需要的背景數(shù)據(jù)*相同，為節(jié)省存儲(chǔ)器，則可以定義成一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊，供它們分別使用。通過多重背景數(shù)據(jù)，也可將幾個(gè)FB需要的不同的背景數(shù)據(jù)定義在一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊中，以優(yōu)化數(shù)據(jù)管理。各數(shù)據(jù)塊在CPU的存儲(chǔ)器中是沒有區(qū)別的，只是由于打開方式不同，才在打開時(shí)有背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊之分。原則上，任何一個(gè)數(shù)據(jù)塊都可以當(dāng)作共享數(shù)據(jù)塊或背景數(shù)據(jù)塊使用，實(shí)際上，一個(gè)數(shù)據(jù)塊由FB當(dāng)作背景數(shù)據(jù)塊使用時(shí)，必須與FB的要求格式相符。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

STEP 7數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式比較豐富，數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)既可以是基本數(shù)據(jù)類型，又可以是復(fù)式數(shù)據(jù)類型。所謂復(fù)式數(shù)據(jù)類型，是指位數(shù)超過32位的數(shù)據(jù)或由其它數(shù)據(jù)類型構(gòu)成的數(shù)據(jù)組?；緮?shù)據(jù)類型在第4章中已有過介紹，本節(jié)專門說明復(fù)式數(shù)據(jù)類型。STEP 7允許4種復(fù)式數(shù)據(jù)類型，如表5.5所示。

名 稱 類 型 說 明

日期-時(shí)間 DATE_AND_TIME 長度為8 B(64位)。按BCD碼格式順序存儲(chǔ)以下信息：年(字節(jié)0)、月(字節(jié)1)、日(字節(jié)2)、小時(shí)(字節(jié)3)、分(字節(jié)4)、秒(字節(jié)5)、毫秒(字節(jié)6和7的高半字節(jié))、星期(字節(jié)7的低半字節(jié))

字符串 STRING 字符串是一組ASCII碼，一個(gè)串內(nèi)可定義多254個(gè)字符，占用256 B內(nèi)存。串中每個(gè)字符占用1 B，內(nèi)存中頭兩個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)串的長度信息。*個(gè)字節(jié)存放此串的定義長度(默認(rèn)值為254個(gè)字符)，第二個(gè)字節(jié)存放字符串實(shí)際長度。例如，String[7]定義長度為7的字符串，占用內(nèi)存9 B(2+7)。若不定義長度，則默認(rèn)為254個(gè)字符

數(shù)組 ARRAY 由一種數(shù)據(jù)類型組成的數(shù)據(jù)集合，數(shù)據(jù)類型可以是基本數(shù)據(jù)類型或復(fù)式數(shù)據(jù)類型。通過下標(biāo)訪問數(shù)組中的數(shù)據(jù)?？啥x到6維數(shù)組

構(gòu)造 STRUCT 由多種數(shù)據(jù)類型組成的數(shù)據(jù)集合

另一種復(fù)式數(shù)據(jù)類型稱為“用戶數(shù)據(jù)類型(UDT)”，它是利用STEP 7“程序編輯器”產(chǎn)生的，可命名構(gòu)造。將大量數(shù)據(jù)組織到UDT中，在生成數(shù)據(jù)塊或在變量聲明表中聲明變量時(shí)將變得更加方便。用戶還可為UDT聲明符號(hào)名。

日期-時(shí)間數(shù)據(jù)類型的名稱、位數(shù)及格式是由操作系統(tǒng)定義的，用戶不可改變，并且該類型在S7-300中必須用標(biāo)準(zhǔn)功能塊SFC才能訪問。其它復(fù)式數(shù)據(jù)類型則由用戶在邏輯塊變量聲明表或數(shù)據(jù)塊中定義。

1. 數(shù)組

一個(gè)數(shù)組將同種數(shù)據(jù)類型組合成整體，但不能建立數(shù)組的數(shù)組。圖5.4表示一個(gè)二維 整數(shù)數(shù)組。數(shù)組的符號(hào)名是“Op_temps”，用符號(hào)名加下標(biāo)可訪問數(shù)組中的數(shù)據(jù)。以圖5.4為例，*個(gè)整數(shù)是Op_temps[1，1]，第三個(gè)為Op_temps[l，3]，第四個(gè)為Op_temps[2，1]，第六個(gè)為Op_temps[2，3]。

1) 建立數(shù)組

在數(shù)據(jù)塊或變量聲明表中可定義數(shù)組。在聲明數(shù)組時(shí)，首先給數(shù)組命名，接著使用關(guān)鍵字(ARRAY)，然后在方括號(hào)中給出數(shù)組的大小及維數(shù)。可以定義多達(dá)6維的數(shù)組，并用下標(biāo)來標(biāo)識(shí)數(shù)組的大小。在方括號(hào)中放下標(biāo)，各維之間用逗號(hào)隔開，每一維的首尾之間用雙點(diǎn)隔開。一個(gè)下標(biāo)可以為任何一個(gè)整數(shù)值(范圍：－32 768～＋32 767)，并包括負(fù)數(shù)。如用ARRAY[1‥3, 1‥2, 1‥3, －2‥3, 30‥32, 1‥4]來定義變量Op_temps為6維數(shù)組。該數(shù)組的*個(gè)整數(shù)為Op_temps[1, 1, 1, －2, 30, 1]；后一個(gè)為Op_temps[3, 2, 3, 3, 32, 4]。圖5.5顯示了建立名字為Heat_2×3的二維數(shù)組(與圖5.4中的數(shù)組相似)。

2) 賦初始值

在建立數(shù)組時(shí)，STEP 7允許以兩種方法給數(shù)組的元素賦初始值。對(duì)圖5.5中的數(shù)組，可以為6個(gè)元素賦初始值：17，23，－45，556，3342，0；若初始值中有順序相同的元素，寫法可以簡化，如要數(shù)組的頭兩個(gè)元素設(shè)特定數(shù)值，其余4個(gè)為10，則可簡寫為17，23，4(10)，其中4為重復(fù)系數(shù)，10為要重復(fù)的數(shù)值。

3) 訪問數(shù)組

利用數(shù)組中元素的下標(biāo)可以訪問數(shù)組數(shù)據(jù)，這時(shí)數(shù)據(jù)塊、數(shù)組符號(hào)名及下標(biāo)一起 使用。如圖5.5中聲明的數(shù)組在DB20(符號(hào)名：MOTOR)的*個(gè)字節(jié)處開始，用以下地址訪問數(shù)組中的第二個(gè)元素：

MOTOR. Heat_2×3[1，2]

4) 利用數(shù)組傳遞參數(shù)

將數(shù)組作為參數(shù)傳遞時(shí)，要求形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)必須有同樣的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)、相同 的數(shù)據(jù)類型，并按相同的順序排列。

2. 構(gòu)造

構(gòu)造將不同數(shù)據(jù)類型組合成一個(gè)整體，見圖5.6。構(gòu)造的元素可以是任何基本數(shù)據(jù)類型或復(fù)式數(shù)據(jù)類型，有數(shù)組或構(gòu)造元素的構(gòu)造能嵌套8層。因此，STEP 7允許用戶將過程中的各種關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)統(tǒng)一組織在一個(gè)構(gòu)造中，也為統(tǒng)一處理不同類型數(shù)據(jù)或參數(shù)提供了可能性

1) 建立構(gòu)造

構(gòu)造(STRUCT)只能在數(shù)據(jù)塊或變量聲明表中定義。圖5.7所示為由整數(shù)(存放數(shù)量)、字節(jié)(存放原始數(shù)據(jù))、字符(存放控制碼)、浮點(diǎn)數(shù)(存放溫度)、布爾數(shù)(完成標(biāo)志信號(hào))組成的構(gòu)造。該構(gòu)造的名稱為Stack_1。

2) 賦初始值

按每個(gè)元素的類型和名稱給構(gòu)造的每個(gè)元素賦初始值。并將其寫入圖5.8中Initial Value(初始值欄)的相應(yīng)行中。例如，可以分配如下初始值：

Amount＝0

Original_data＝B#l6#0

Control_code＝“Z”

Temperature＝98.6

End：＝FALSE

3) 訪問構(gòu)造

(1) 用符號(hào)地址訪問：如MOTO.Stack_1.Temperature，其中，MOTO為構(gòu)造所在數(shù)據(jù)塊DB20的符號(hào)名。

(2) 用物理地址訪問：如Stack_l從DB20的字節(jié)0開始存放，Amount的物理地址是DB20.DBW0，Temperature的地址為DB20.DBD4。

4) 利用構(gòu)造傳遞參數(shù)

構(gòu)造可以作為參數(shù)來傳遞。將構(gòu)造作為參數(shù)傳遞時(shí)，要求形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)必須有同樣的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)、相同的數(shù)據(jù)類型，并按相同的順序排列。

3. 用戶數(shù)據(jù)類型

STEP 7允許將基本數(shù)據(jù)類型或復(fù)式數(shù)據(jù)類型組合成用戶自己定義的數(shù)據(jù)類型，這種類型稱為用戶數(shù)據(jù)類型或UDT。用戶數(shù)據(jù)類型必須首先單獨(dú)建立，并存放在稱為UDT的特殊數(shù)據(jù)塊中，見圖5.8。

圖5.8是用“程序編輯器”建立的一個(gè)UDT，其數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)與圖5.7相同，該用戶數(shù)據(jù)類型被定義為UDT200，并單獨(dú)存儲(chǔ)在被稱為UDT200的特殊塊中。也可以為UDT200建立符號(hào)名(如process_data)，但是，命名只能在符號(hào)表中進(jìn)行。圖5.9給出了一個(gè)使用UDT定義數(shù)據(jù)塊(如DBl0)的例子，數(shù)據(jù)塊DBl0中定義兩個(gè)變量，一個(gè)為整型，另一個(gè)為用戶數(shù)據(jù)類型(UDT200)。從圖中可以看出，數(shù)據(jù)塊中UDT的用法與基本數(shù)據(jù)類型的用法類似。

用符號(hào)地址或物理地址兩種方式可以訪問UDT中的變量。例如，在DB10中定義了圖5.9格式的數(shù)據(jù)，DB10的符號(hào)名為Process，訪問Amount變量可分別寫為DB10.DBW 2或Process.Stack_2.Amount。

建立用戶數(shù)據(jù)類型的目的是為了將UDT作為一種數(shù)據(jù)類型使用，以方便定義多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的構(gòu)造變量。圖5.9建立的Stack_2與圖5.7建立的Stack_1相比，不僅大小結(jié)構(gòu)*相同，而且對(duì)Stack_1和Stack_2中元素的訪問方法也*相同。在建立DB10時(shí)，由于使用了UDT而使得數(shù)據(jù)塊建立過程方便快捷。在多處使用同樣的UDT時(shí)，這一優(yōu)點(diǎn)將更加突出。

程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

STEP 7不僅從不同層次充分支持合理的程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且也簡化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。

一個(gè)復(fù)雜的自動(dòng)化過程可以被分解并定義為一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目(PROJECT)；而對(duì)于每個(gè)項(xiàng)目，又可以進(jìn)一步分解并定義給一個(gè)或多個(gè)CPU，每個(gè)CPU都有一個(gè)控制程序(CPU_PROGRAM)。圖5.10顯示了一個(gè)樣本過程，它分成4個(gè)不同的項(xiàng)目：項(xiàng)目1和項(xiàng)目2只有一個(gè)CPU，而項(xiàng)目3和項(xiàng)目4有多個(gè)CPU。這樣，一個(gè)很復(fù)雜的控制任務(wù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就被簡化為各個(gè)CPU程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。項(xiàng)目間或項(xiàng)目中的各CPU程序之間，能以某種方式聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息共享。如在S7協(xié)議支持下，用MPI網(wǎng)以全局?jǐn)?shù)據(jù)通信的方式可方便地建立起聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)一個(gè)項(xiàng)目中各CPU共享信息

典型的情況是一個(gè)過程控制任務(wù)只有一個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目下也僅有一個(gè)CPU程序，每一個(gè)CPU程序又可依據(jù)時(shí)間特性或事件觸發(fā)特性的差異分類編入不同的組織塊(OB)中。例如，需要以固定時(shí)間間隔循環(huán)執(zhí)行的那部分程序編入組織塊OB35中，為PLC正常運(yùn)行而需進(jìn)行初始化的程序編入組織塊OBl00中。又如，由硬件觸發(fā)的中斷服務(wù)程序編入組織塊OB40中，對(duì)程序執(zhí)行中產(chǎn)生的同步錯(cuò)誤的響應(yīng)處理程序編入組織塊OB121或OB122中。

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