SIMATIC_PCS7_标准培训--2--程序结构

SIMATICPCS7标准培训PCS7程序结构2019/9/16内容•PLC的工作原理•PLC的程序结构•存储空间和地址表示•数据类型和数据表示•SIMATICPCS7的编程方法•SIMATICPCS7的程序结构2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS72PLC工作原理•PLC的基本构成•PLC的循环扫描工作方式2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS73PLC的基本构成•CPU：中央处理器；•程序存储区：存放主程序；•数据存储区：存放执行过程中使用的数据；•输入通道：从现场仪表获取过程信号；•输出通道：运算结果输出到执行器；•I/O扩展端口：连接更多I/O模块；•通讯端口：与上位机或其它PLC相连。2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS74PLC的工作原理图中央处理器CPU输入单元I输出单元Q程序存储区数据存储区I/O端口通讯端口现场仪表扩展模块其他系统执行器2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS75PLC的循环扫描工作方式•各种PLC均采用循环扫描工作方式：▫PLC上电初始化；▫主程序周期运行；▫输入输出端口周期刷新；•程序扫描周期与程序量有关，并受PLC允许的最大扫描时间限制。初始化程序开始运算处理I/O刷新程序结束2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS76S7PLC的程序结构•程序块结构•OB块与程序调用•S7PLC的运行周期•FB块与FC块2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS77程序块结构•SIEMENSS7PLC的程序由不同的程序块构成：▫OB：组织块▫FB：功能块▫FC：功能▫DB：数据块•S7PLC的编程主要是对不同的功能块的编程；•整个程序经程序块的相互调用实现。2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS78程序块分类组织块决定用户程序的运行顺序，组织程序结构。系统功能块已集成在CPU中，允许用户在程序中调用这些块来使用S7CPU已经提供的标准功能。系统功能功能块带有背景数据块，完成较复杂的运算任务，用户可以编程产生自己的FB。功能无背景数据块，完成常用的运算任务，用户可以编程产生自己的FC。数据块存储用户数据的数据区，可以对其结构编程；共享数据块：数据块由用户创建，可任意使用；背景数据块：调用FB时产生，FB的数据存储区。OBSFBSFCFBFCDB2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS79OB组织块•OB组织块的作用：▫操作系统和用户程序之间的一个接口▫控制循环和中断程序的执行▫控制CPU如何启动▫处理错误响应，通过编程指定CPU对错误反应•OB块的分类：▫循环扫描、故障中断、事件处理等•OB块具有优先级2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS710OB组织块分类（1）2日期时间中断Time-Of-DayInterruptsOB10～OB173～6延时中断Time-DelayInterruptsOB20～OB237～15循环中断CyclicInterruptsOB30～OB3816～23硬件中断HardwareInterruptsOB40～OB4726时间错误中断TimeErrorOB8026电源错误中断PowerSupplyErrorOB8126诊断中断DiagnosticInterruptsOB8226拔出/插入中断Remove/InsertInterruptsOB831主程序扫描OB1优先级功能描述块名2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS711OB组织块分类（2）26CPU硬件故障中断CPUHardwareFaultInterruptsOB8426编程顺序错误中断PriorityClassErrorOB8526底板/DP错误中断Rack/DPFailureErrorOB8626通讯错误中断CommunicationErrorOB870.29后台循环BackgroundCycleOB9027“温”重新启动WarmRestartOB10027“热”重新启动HotRestartOB10127“冷”重新启动ColdRestartOB102程序错误ProgrammingErrorOB121I/O错误中断AccessI/OErrorOB1222019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS712OB1主扫描2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS713块的调用2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS714S7PLC的运行周期2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS715FB和FC块•将程序按照功能分割成不同的程序块；•将常用的功能编写成FC或FB块；•在OB块或其他FC和FB块中调用；•可以简化编程，减少重复代码；•FC和FB的区别：背景数据块；•FC常用于简单的需要多次重复使用的程序，FB常用于较复杂的算法程序；•可以将相对独立的程序部分写入一个FC块，方便系统维护和故障诊断；•SFB和SFC是S7PLC集成的程序块。2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS716FB和FC块的调用2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS717OBDBInstanceDBFB/SFBInstanceDBFB/SFBFC/SFCFC/SFCDB存储空间和地址表示•PLC的存储空间分布•存储地址表示方式2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS718SIEMENSPLC存储空间•程序存储区：▫装载存储区：静态保存程序，断电保持；▫工作存储区：PLC运行时程序被复制到工作存储区中执行，断电不保持；•数据存储区：▫输入和输出：独立编址的存储空间；▫过程映象区：输入和输出的缓存；▫定时器和计数器：系统资源，独立存储空间；▫位存储区：过程数据，可以在程序中直接访问；▫堆栈区：存储过程数据。2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS719SIEMENSPLC存储空间图数据存储区输入过程映象区I装载存储区LoadMemory工作存储区WorkMemory系统存储区SystemMemory输出过程映象区Q位存储区M定时器T计数器C堆栈区用户程序可执行用户程序程序存储区2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS720存储空间与存储单元•存储空间由顺序排列的存储单元构成；•用“地址”来表示存储单元的位置和长度；•存储单元的最小单位是位，地址表示的基本单位是字节。•地址表示分为三部分：▫存储区名：M,I,Q,PI,PQ▫数据长度：B,W,D▫存储地址：20,27.42019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS721地址表示示例0765432122MB20202126252423MW22MD2227M27.3M27.6M2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS722SIEMENSPLC地址表示地址区域输入/输出位字节（8位）字（2字节）双字（2字）输入Ix.yIBIWID输出Qx.yQBQWQD输入PIBPIWPID输出PQBPQWPQD位存储器Mx.yMBMWMD数据块DBDBXDBBDBWDBD定时器T计数器C过程映像区外设区2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS723数据类型和数据表示•数据表示•基本数据类型•复合数据类型2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS724数据类型•PLC中的数据表示单位是字节（Byte）•最小数据单位是位（Bit）•数据的二进制、十进制、十六进制表示•通过采用不同的字长可以表示各种数据类型•基本数据类型包含了编程中常用的数据类型•复合数据类型可以实现复杂的数据结构，在做复杂运算时可以简化编程。2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS725S7基本数据类型类型位数格式范围及表示BOOL1布尔量TRUE/FALSEBYTE8十六进制B#16#0~B#16#FF二进制2#0~2#1111_1111_1111_1111十六进制W#16#0~W#16#FFFFDWORD32十六进制DW#16#0000_0000～W#16#FFFF_FFFFINT16十进制-32768~+32767DINT32十进制L#-2147483648~L#2147483647REAL32浮点数S5TIME16S5TIMES5T#0H_0M_0S_10MS～S5T#2H_46M_30S_0MSTIME32TIME-T#24D_20H_31M_23S_468MS～T#24D_20H_31M_23S_467MSDATE16DATED#1990-1-1~D#2168-12-31TIME_OF_DAY32TODTOD#0:0:0.0~TOD#23:59:59.999WORD162019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS726复合数据类型•DATE_AND_TIME（日期和时间）•STRING（字符串）•ARRAY（数组）•STRUCT（结构）•UDT（用户定义的数据类型）•FB,SFB（用于多重背景）2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS727PCS7的编程方法•PCS7的构成•标准编程语言•结构化编程SCL•图形化编程CFC和SFC•PCS7的编程方法2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS728PCS7的构成STEP7STEP7STEP7STEP7LibrariesLibrariesLibrariesLibrariesCFCCFCCFCCFCCFCCFCSFCSFCSFCSFCSFCSFCSCLSCLSCLSCLSCLSCLWinCCWinCCY2V5V4V30000.0MBARP40000.0MBARP50000.0MBARP60000.0MBARP1INERTGASABLUFT1ABLUFT2ABLUFT3V6V1Y1V2MBARPC%A10000.0Reaktor010000.0%000.0%000.00000.0produktM1R100000000F1WinCCWinCCY2V5V4V30000.0MBARP40000.0MBARP50000.0MBARP60000.0MBARP1INERTGASABLUFT1ABLUFT2ABLUFT3V6V1Y1V2MBARPC%A10000.0Reaktor010000.0%000.0%000.00000.0produktM1R100000000F1Y2V5V4V30000.0MBARP40000.0MBARP50000.0MBARP60000.0MBARP1INERTGASABLUFT1ABLUFT2ABLUFT3V6V1Y1V2MBARPC%A10000.0Reaktor010000.0%000.0%000.00000.0produktM1R100000000F1PDMPDMPDMPDMPDMPDMDatabaseDatabaseSIMATICManagerSIMATICManager2019/9/16SciampleTraining--SIMATICPCS729IEC61131-3标准组态工具操作员站组态工具程序及控件库结构化编程语言过程设备管理器图形化编程语言标准编程语言•STL：语句表▫近似汇编语言，功能强大；▫缺乏直观，易读性差。•LAD：梯形逻辑图▫直观易读•FBD：功能块图▫直