西門子S7-1200PLC模塊福建代理商

西門子S7-300/400用戶程序使用的局部數(shù)據(jù)堆棧（L堆棧）

    各邏輯塊都有它的局部變量(L)存儲(chǔ)區(qū)，局部變量在邏輯塊的變量聲明表中生成，只在它被創(chuàng)建的塊中有效。每個(gè)組織塊用20B的臨時(shí)局部數(shù)據(jù)來(lái)存儲(chǔ)它的啟動(dòng)信息。局部數(shù)據(jù)可以按位、字節(jié)、字和雙字來(lái)存取，例如L0.0、LB9、LW4和LD52。

    CPU分配給當(dāng)前正在處理的塊的臨時(shí)局部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器容量是有限的，這一存儲(chǔ)區(qū)（即局部堆棧）的大小與CPU的型號(hào)有關(guān)。CPU給每一優(yōu)先級(jí)分配了局部數(shù)據(jù)區(qū)，這樣可以保證不同優(yōu)先級(jí)的OB都有它們可以使用的局部數(shù)據(jù)空間。

    通過(guò)在STEP 7中設(shè)置參數(shù)，可以給S7-400 CPU的每一優(yōu)先級(jí)不同大小的局部數(shù)據(jù)區(qū)。S7-300 CPU每一優(yōu)先級(jí)的局部數(shù)據(jù)區(qū)的大小是固定的。

程序編輯器左邊窗口的“庫(kù)”文件夾中的程序庫(kù)用來(lái)存放可以多次使用的程序部件，其中的子文件夾“Standard Library”（標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)）是STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包提供的標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)，它由以下子文件夾組成：

    1) System Function Blocks:保存在CPU的操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)功能塊SFB和系統(tǒng)功能SFC。

    2)  S5 - S7 Converting Blocks:用于將S5程序的塊轉(zhuǎn)換成S7程序所需的標(biāo)準(zhǔn)功能塊。

    3) IEC Function Blocks:符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的塊，處理時(shí)間和日期信息、比較操作、字符串處理與選擇大值/小值等。

    4) Organization Blocks：組織塊。

    5) PID Control Blocks：用于PID控制的功能塊。

    6) Communication Blocks：用于SIMATIC NET通信的塊。

    7) TI - S7 Converting Blocks：一般用途的標(biāo)準(zhǔn)功能。

    8) Miscellaneous Blocks（其他塊），例如用于時(shí)間標(biāo)記和實(shí)時(shí)鐘同步的塊。

    “庫(kù)”文件夾中還有其他程序庫(kù)，例如“SIMATIC_NET_CP”文件夾中的塊用于通信處理器( CP)的編程，文件夾“Redundant IO(V1)”中的塊用于冗余控制系統(tǒng)。文件夾“stdlibs”與“Standard Library”的某些子文件夾的內(nèi)容重復(fù)。用戶安裝可選軟件包后，將增加其他程序庫(kù)：例如安裝了順序功能圖語(yǔ)言S7 - Graph后，將會(huì)增加GRAPH7庫(kù)。

 組織塊是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，由操作系統(tǒng)調(diào)用，用于控制掃描循環(huán)和中斷程序的執(zhí)行、PLC的啟動(dòng)和錯(cuò)誤處理等，CPU的檔次越高，能使用的同類型組織塊越多。

    (1) OB1

    OB1是用戶程序中的主程序，CPU的操作系統(tǒng)完成啟動(dòng)過(guò)程后，將循環(huán)執(zhí)行OB1，可以在OB1中調(diào)用其他邏輯塊。

    (2)事件中斷處理

    如果出現(xiàn)中斷事件，例如時(shí)間中斷、硬件中斷和錯(cuò)誤處理中斷等，當(dāng)前正在執(zhí)行的塊在當(dāng)前指令執(zhí)行完后被停止執(zhí)行（被中斷），操作系統(tǒng)將會(huì)調(diào)用一個(gè)分配給該事件的組織塊。該組織塊執(zhí)行完后，被中斷的塊將從斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。

    這意味著部分用戶程序不必在每次循環(huán)中處理，而是在需要時(shí)才被及時(shí)地處理。處理中斷事件的程序放在該事件驅(qū)動(dòng)的OB中。

    (3)中斷的優(yōu)先級(jí)

    OB按觸發(fā)事件分成幾個(gè)級(jí)別，這些級(jí)別有不同的優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)的OB可以中斷低優(yōu)先級(jí)的OB。

  PLC的程序分為操作系統(tǒng)和用戶程序，操作系統(tǒng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)與特定的控制任務(wù)無(wú)關(guān)的功能，處理PLC的啟動(dòng)、刷新過(guò)程映像輸入/輸出表、調(diào)用用戶程序、處理中斷和錯(cuò)誤、管理存儲(chǔ)區(qū)和處理通信等。用戶程序包含處理用戶特定的自動(dòng)化任務(wù)所需要的所有功能。

    STEP 7將用戶編寫的程序和程序所需的數(shù)據(jù)放置在塊中，使單個(gè)的程序部件標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)塊與塊之間類似于子程序的調(diào)用，使用戶程序結(jié)構(gòu)化，可以簡(jiǎn)化程序組織，使程序易于修改、查錯(cuò)和調(diào)試。塊結(jié)構(gòu)顯著地增加了PLC程序的組織透明性、可理解性和易維護(hù)性。各種塊的簡(jiǎn)要說(shuō)明見表4-1，OB、FB、FC、SFB和SFC都包含程序，統(tǒng)稱為邏輯塊。程序運(yùn)行時(shí)所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)塊中。

    表4-1    用戶程序中的塊

    可以將控制任務(wù)分層劃分為工廠級(jí)、車間級(jí)、生產(chǎn)線、設(shè)備等多級(jí)任務(wù)，分別建立與各級(jí)任務(wù)對(duì)應(yīng)的邏輯塊。每一層的控制程序（邏輯塊）作為上一級(jí)控制程序的子程序，前者又可以調(diào)用下一級(jí)的子程序。這種調(diào)用稱為嵌套調(diào)用，即被調(diào)用的塊又可以調(diào)用別的塊。

    可以多次重復(fù)調(diào)用同一個(gè)塊，來(lái)處理同一類任務(wù)。FB和FC的內(nèi)部應(yīng)全部使用局部變量，不使用I、Q、M、T、C和共享數(shù)據(jù)塊中的全局地址。這樣的塊具有很好的可移植性，不作任何修改，就可以用于其他項(xiàng)目。

    FB和FC通過(guò)其輸入、輸出參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)與“外部”的數(shù)據(jù)交換，即與過(guò)程控制的傳感器和執(zhí)行器、用戶程序中的其他塊交換數(shù)據(jù)。在塊調(diào)用中，調(diào)用者可以是各種邏輯塊，被調(diào)用的塊是OB之外的邏輯塊二調(diào)用功能塊和系統(tǒng)功能塊時(shí)需要為它們一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊，后者隨這些塊的調(diào)用而打開，在調(diào)用結(jié)束時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。

    在圖4-1中，OB1調(diào)用FB1，FB1調(diào)用FC1，應(yīng)按下面的順序創(chuàng)建塊：FC1→FB1及其背景數(shù)據(jù)塊→OB1，即編程時(shí)被調(diào)用的塊應(yīng)該是已經(jīng)存在的。

    如果出現(xiàn)中斷事件，CPU將停止當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，去執(zhí)行中斷事件對(duì)應(yīng)的組織塊OB（即中斷程序）。中斷程序執(zhí)行完后，返回到程序中斷處繼續(xù)執(zhí)行。

  下面是梯形圖編程時(shí)應(yīng)遵守的一些規(guī)則：

    1)每個(gè)梯形圖的程序段都必須以輸出線圈或指令框( Box)結(jié)束，比較指令框（相當(dāng)于觸點(diǎn)）、中線輸出線圈和上升沿、下降沿線圈不能用于程序段結(jié)束。

    2)指令框的使能輸出端“ENO”可以和右邊的指令框的使能輸入端“EN”連接。

    3)下列線圈要求布爾邏輯，即必須用觸點(diǎn)電路控制它們，它們不能與左側(cè)垂直“電源線”直接相連：輸出線圈、置位(S)線圈和復(fù)位(R)線圈；中線輸出線圈和上升沿、下降沿線圈；計(jì)數(shù)器和定時(shí)器線圈；邏輯非跳轉(zhuǎn)( JMPN)；主控繼電器接通(MCR<)；將RLO存入BR存儲(chǔ)器的SAVE線圈和返回線圈(RET)。

    下面的線圈不允許布爾邏輯，即這些線圈必須與左側(cè)垂直“電源線”直接相連：主控繼電器激活( MCRA)；主控繼電器關(guān)閉(MCRD)和打開數(shù)據(jù)塊(OPN)。

    其他線圈既可以用布爾邏輯操作也可以不用。

    4)下列線圈不能用于并聯(lián)輸出：邏輯非跳轉(zhuǎn)( JMPN)、跳轉(zhuǎn)(JMP)、調(diào)用(CALL)和返回( RET)。

    5)如果分支中只有一個(gè)元件，刪除這個(gè)元件時(shí)，整個(gè)分支也同時(shí)被刪掉：刪除一個(gè)指令框時(shí)，該指令框除主分支外所有的布爾輸入分支都將同時(shí)被刪除。

    6)不允許生成引起短路的分支。

  BLD<number>（程序顯示指令）、NOP 0和NOP 1并不執(zhí)行什么功能，也不會(huì)影響狀態(tài)位。BLD指令只是用于編程設(shè)備的圖形顯示，用STEP 7將梯形圖或功能塊圖轉(zhuǎn)換為語(yǔ)句表時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)BLD指令。指令中的常數(shù)<number>是編程設(shè)備自動(dòng)生成的。
字節(jié)加指令INC和字節(jié)減指令DEC將累加器1的低字節(jié)的內(nèi)容加上或減去指令中的8位常數(shù)(0～255)，運(yùn)算結(jié)果仍在累加器的低字節(jié)。累加器1的其他3個(gè)字節(jié)不變。

    這些指令并不適合于16位或32位算術(shù)運(yùn)算，因?yàn)槔奂悠?/span>1的低字節(jié)和它的相鄰字節(jié)之間沒(méi)有進(jìn)位產(chǎn)生。16位或32位算術(shù)運(yùn)算可以使用整數(shù)運(yùn)算指令。下面是將MB4加1的例程。

    L    MB    4    //MB4的內(nèi)容裝入累加器1的低字節(jié)

    INC     1        //累加器1低字節(jié)的內(nèi)容加1，結(jié)果存放在累加器1的低字節(jié)

    T    MB    4    //運(yùn)算結(jié)果傳回MB4

S7 - 300的CPU的兩個(gè)累加器或S7 - 400的CPU的4個(gè)累加器組成一個(gè)堆棧，堆棧用來(lái)存放需要快速存取的數(shù)據(jù)，堆棧中的數(shù)據(jù)按“先入后出”的原則存取。堆棧指令是否執(zhí)行與狀態(tài)字無(wú)關(guān)，也不會(huì)影響狀態(tài)字。

    PUSH（入棧）指令使堆棧中各層原有的數(shù)據(jù)依次向下移動(dòng)一層，棧底（累加器4）的值被推出丟失（見圖3-112），棧頂（累加器1）的值保持不變。POP（出棧）指令使堆棧中各層原有的數(shù)據(jù)向上移動(dòng)一層（見圖3-113），原來(lái)第2層（累加器2）中的數(shù)據(jù)成為堆棧新的棧頂值，原來(lái)在棧頂（累加器1）中的數(shù)據(jù)從棧內(nèi)消失。

    圖3-112    入棧指令執(zhí)行前后

    圖3-113    出棧指令執(zhí)行前后

    進(jìn)入累加器堆棧指令ENT將累加器3的內(nèi)容復(fù)制到累加器4，累加器2的內(nèi)容復(fù)制到累加器3。使用ENT指令可以用累加器3、4來(lái)保存中間結(jié)果。

    離開累加器堆棧指令LEAVE將累加器3的內(nèi)容復(fù)制到累加器2，累加器4的內(nèi)容復(fù)制到累加器3，累加器1和累加器4的內(nèi)容保持不變。

    堆棧指令主要用來(lái)保存中間運(yùn)算結(jié)果，因?yàn)榭梢詫⒅虚g結(jié)果保存在累加器之外的存儲(chǔ)區(qū)，實(shí)際上很少使用堆棧指令。

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