第5讲S7-300 PLC结构化编程.pdf

业精于勤技精于专学以致用业精于勤技精于专学以致用工程实训中心工程实训中心PLC复杂控制系统设计、编程与调试复杂控制系统设计、编程与调试第第5讲讲 S7-300 PLC结构化编程主讲人结构化编程主讲人Tang Chunxia，Li LixiaYan Humin，Chen Qinghua工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程5、用户程序中的块结构第5讲 S7-300 PLC结构化编程5、用户程序中的块结构FCFBFCSFBFBSFCDBDB操作系统OB组织块循环定时过程故障FB图例：OB-组织块FB-功能块FC-功能SFC-系统功能SFB-系统功能块FB带背景数据块最大嵌套深度：S7-300：816（CPU318）S7-400：242至4个附加级给故障OB工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程5-1、用户程序结构、用户程序结构线性程序（线性编程）线性程序（线性编程）分部式程序（分部编程、分块编程）分部式程序（分部编程、分块编程）结构化程序（结构化编程或模块化编程）结构化程序（结构化编程或模块化编程）工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程1.线性程序（线性编程）线性程序（线性编程）所谓线性程序结构，就是将整个用户程序连续放置在一个循环程序块（OB1）中，块中的程序按顺序执行，CPU通过反复执行OB1来实现自动化控制任务。这种结构和PLC所代替的硬接线继电器控制类似，CPU逐条地处理指令。事实上所有的程序都可以用线性结构实现，不过，线性结构一般适用于相对所谓线性程序结构，就是将整个用户程序连续放置在一个循环程序块（OB1）中，块中的程序按顺序执行，CPU通过反复执行OB1来实现自动化控制任务。这种结构和PLC所代替的硬接线继电器控制类似，CPU逐条地处理指令。事实上所有的程序都可以用线性结构实现，不过，线性结构一般适用于相对简单简单的程序编写。的程序编写。工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程2.分部式程序（分部编程、分块编程）2.分部式程序（分部编程、分块编程）所谓分部程序，就是将整个程序按任务分成若干个部分，并分别放置在不同的功能（FC）、功能块（FB）及组织块中，在一个块中可以进一步分解成段。在组织块OB1中包含按顺序调用其他块的指令，并控制程序执行。在分部程序中，既无数据交换，也不存在重复利用的程序代码所谓分部程序，就是将整个程序按任务分成若干个部分，并分别放置在不同的功能（FC）、功能块（FB）及组织块中，在一个块中可以进一步分解成段。在组织块OB1中包含按顺序调用其他块的指令，并控制程序执行。在分部程序中，既无数据交换，也不存在重复利用的程序代码。功能（FC）和功能块（FB）不传递也不接收参数，分部程序结构的功能（FC）和功能块（FB）不传递也不接收参数，分部程序结构的编程效率比线性程序有所提高，程序测试也较方便编程效率比线性程序有所提高，程序测试也较方便，对程序员的要求也不太高。对不太复杂的控制程序可考虑采用这种程序结构。，对程序员的要求也不太高。对不太复杂的控制程序可考虑采用这种程序结构。工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程3.结构化程序（结构化编程或模块化编程）3.结构化程序（结构化编程或模块化编程）所谓结构化程序，就是处理复杂自动化控制任务的过程中，为了使任务更易于控制，常把过程要求类似或相关的功能进行分类，分割为可用于几个任务的所谓结构化程序，就是处理复杂自动化控制任务的过程中，为了使任务更易于控制，常把过程要求类似或相关的功能进行分类，分割为可用于几个任务的通用解决方案通用解决方案的小任务，这些小任务以相应的程序段表示，称为块（FC或FB）。OB1通过调用这些程序块来完成整个自动化控制任务。结构化程序的特点是每个块（FC或FB）在OB1中可能会被的小任务，这些小任务以相应的程序段表示，称为块（FC或FB）。OB1通过调用这些程序块来完成整个自动化控制任务。结构化程序的特点是每个块（FC或FB）在OB1中可能会被多次调用多次调用，以完成具有相同过程工艺要求的不同控制对象。这种结构可简化程序设计过程、减小代码长度、提高编程效率，比较适合于较复杂自动化控制任务的设计。，以完成具有相同过程工艺要求的不同控制对象。这种结构可简化程序设计过程、减小代码长度、提高编程效率，比较适合于较复杂自动化控制任务的设计。工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程例题：十字路口交通灯控制例题：十字路口交通灯控制为了控制十字路口的交通，在十字路口设立了红绿灯。当合上控制开关K后，东西方向绿灯首先亮20s，接着闪烁5s后熄灭，然后黄灯亮5s后灭，接着红灯亮30s后灭，然后绿灯亮循环对应东西方向绿灯和黄灯亮的时候，南北方向红灯亮，然后绿灯亮20s后闪烁5s熄灭，黄灯亮5s后灭，接着红灯亮循环断开控制开关后，所有的灯都熄灭。为了控制十字路口的交通，在十字路口设立了红绿灯。当合上控制开关K后，东西方向绿灯首先亮20s，接着闪烁5s后熄灭，然后黄灯亮5s后灭，接着红灯亮30s后灭，然后绿灯亮循环对应东西方向绿灯和黄灯亮的时候，南北方向红灯亮，然后绿灯亮20s后闪烁5s熄灭，黄灯亮5s后灭，接着红灯亮循环断开控制开关后，所有的灯都熄灭。北向 南向 东向 西向 红 红 红 红 黄 黄 黄 黄 绿 绿 绿 绿 工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程控制过程分析控制过程分析如果不看两个方向交通灯的工作，其控制状态流程图是一样的，所以可以做成一个通用的如果不看两个方向交通灯的工作，其控制状态流程图是一样的，所以可以做成一个通用的“结构结构”程序，让两个方向交通灯工作时一起调用。程序，让两个方向交通灯工作时一起调用。工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程结构规划结构规划启动条件：启动条件：1个个结束条件：结束条件：1个个定时延时：定时延时：4个个工作过程：工作过程：4个个In：1个个BoolIn：1个个BoolIn：4个个Timer，4个个S5TimeOut：4个实际编程过程中，如果遇到有边沿检测信号，需要在In_Out类型中增加参数数目。在使用功能块（FB）编程时，不同的调用应该使用不同的数据块。个实际编程过程中，如果遇到有边沿检测信号，需要在In_Out类型中增加参数数目。在使用功能块（FB）编程时，不同的调用应该使用不同的数据块。工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程为功能块（为功能块（FB）定义参数及类型）定义参数及类型In类型参数类型参数工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程为功能块（为功能块（FB）定义参数及类型）定义参数及类型Out类型参数类型参数In_Out类型参数类型参数工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程功能块（功能块（FB）编程）编程工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程功能块（功能块（FB）编程）编程工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程OB1编程编程工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程OB1编程编程工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程例题：皮带机的启动与停止例题：皮带机的启动与停止在码头有一组皮带传送机，由4条传送带组成，具体控制要求如下：每条传送带分别有一个启动按钮、一个停止按钮、一个运行反馈信号和一个过载信号，如果启动输出信号发出一段时间后，电机运行信号没有反馈（用接触器触点检测），则启动输出信号被取消，同时指示灯以2HZ频率闪烁，按下停止按钮并释放，该报警消除；当有过载信号产生时电机停止运行，同时指示灯以1HZ频率闪烁。在码头有一组皮带传送机，由4条传送带组成，具体控制要求如下：每条传送带分别有一个启动按钮、一个停止按钮、一个运行反馈信号和一个过载信号，如果启动输出信号发出一段时间后，电机运行信号没有反馈（用接触器触点检测），则启动输出信号被取消，同时指示灯以2HZ频率闪烁，按下停止按钮并释放，该报警消除；当有过载信号产生时电机停止运行，同时指示灯以1HZ频率闪烁。工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程控制过程分析与结构规划控制过程分析与结构规划In类型：类型：启动信号：启动信号：1个个停止信号：停止信号：1个个反馈检测：反馈检测：1个个过载信号：过载信号：1个个定时器：定时器：1个个定时时间：定时时间：1个个Out类型：类型：驱动信号：驱动信号：1个个指示灯：指示灯：1个个In_Out类型：类型：2Hz闪烁信号：闪烁信号：1个个1Hz闪烁信号：闪烁信号：1个个故障保持信号：故障保持信号：1个根据实际情况，还需要增加两个边沿检测信号，增加到个根据实际情况，还需要增加两个边沿检测信号，增加到In_Out类型中。类型中。工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程为功能块（为功能块（FB）定义参数及类型）定义参数及类型工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程功能块（功能块（FB）编程）编程工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程功能块（功能块（FB）编程）编程工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程多重实例编程多重实例编程（1）定义静态变量）定义静态变量新建功能块（新建功能块（FB），在新建功能块（），在新建功能块（FB）中插入静态变量（）中插入静态变量（STAT），名称自定，数据类型选择为），名称自定，数据类型选择为FB（nr），然后将（），然后将（nr）用需要多次使用的功能块（）用需要多次使用的功能块（FB）序号替代。）序号替代。工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程多重实例编程多重实例编程（2）为新建功能块（）为新建功能块（FB）编程）编程选取指令树下的选取指令树下的“多重实例多重实例”并打开，能看到已经定义的所有的静态变量（并打开，能看到已经定义的所有的静态变量（STAT）。）。选取静态变量，静态变量被放置到程序段中。选取静态变量，静态变量被放置到程序段中。工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程主程序（主程序（OB1）编程）编程在主程序中调用还有多重实例的功能块（在主程序中调用还有多重实例的功能块（FB），并定义其所需要的数据块。），并定义其所需要的数据块。工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程多重实例的背景数据块多重实例的背景数据块工程实训中心工程实训中心第5讲 S7-300 PLC结构化编程第5讲 S7-300 PLC结构化编程ENDEND