S7-300 PLC课件- 03 STEP 7编程方法.ppt

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1、SIEMENSSIEMENSSTEP 7 编程方法编程方法SIEMENSSIEMENS程序结构程序结构 STEP 7为设计程序提供三种方法。基于这些方法，可以选择最适合为设计程序提供三种方法。基于这些方法，可以选择最适合于你的应用的程序设计方法。于你的应用的程序设计方法。线性化线性化模块化模块化结构化结构化线性化编程：所有的指令都在一个块（OB1）内。模块化编程：每个设备的控制指令都在各自的块内。OB1按顺序调用每个块。结构化编程：不同的块调用可重复利用的代码。OB1(或其他块)调用这些块并传递相应的参数。OB1OB1OB1配方 A配方 B混合器排空泵排空SIEMENSSIEMENS线性化编程

2、线性化编程OB1Network 1Network 2Network 3电机控制电机控制信息信息取得操作的小时数取得操作的小时数SIEMENSSIEMENS模块化编程模块化编程电机控制电机控制信息信息取得操作小时数取得操作小时数OB 1FC 1FC 2FC 3SIEMENSSIEMENS主程序 子块程序处理程序处理g调用另一个块的指令块结束 OBFC/FB模块化程序的执行模块化程序的执行SIEMENSSIEMENS结构化编程结构化编程OB 1电机电机 1FC 1电机电机 2FC 1电机电机 3FC 1SIEMENSSIEMENS程序块类型程序块类型故障FBFBFBFCSFCSFBFB 带背景数据

3、块阴影:OB组织块组织块循环定时过程OB=组织块FB=功能块FC=功能SFB=系统功能块SFC=系统功能 操作系统SIEMENSSIEMENS 块类型块类型 特性特性 组织块 -操作系统和用户程序的接口(OB)-各层次的优先级(1 26)-局部数据堆栈中的特殊启动信息 功能块(FB)-带参数/数据保持-不带参数/数据保持 -不带参数/数据不保持 功能(FC)-只传递一个返回值 (调用时必须分配参数)-数据不保持-可带参数 数据块(DB)-结构化，局部存储(背景 DB)-结构化，全局数据存储 (在整个程序中均有效)用户定义的块用户定义的块SIEMENSSIEMENS用户块包括用户块包括组织块、功

4、能块、功能组织块、功能块、功能和和数据块数据块。组织块（组织块（OBOB）组织块是操作系统和用户程序之间的接口。组织块是操作系统和用户程序之间的接口。组织块只能由操作系统来启动。各种组织块由不组织块只能由操作系统来启动。各种组织块由不同的事件启动，且具有不同的优先级，而循环执同的事件启动，且具有不同的优先级，而循环执行的主程序则在组织块行的主程序则在组织块OB1OB1中。中。注意：各种块（除组织块外）的数目和代码的长度是与CPU不相关的，而组织块的数目则与CPU的操作系统相关。SIEMENSSIEMENS功能块（功能块（FBFB）功能块是通过数据块参数而调用的。它们有一功能块是通过数据块参数而

5、调用的。它们有一个放在数据块中的变量存储区，而数据块是与其个放在数据块中的变量存储区，而数据块是与其功能块相关联的，称为背景数据块。功能块相关联的，称为背景数据块。特点：每一个功能块可以有不同的数据块。这些特点：每一个功能块可以有不同的数据块。这些数据块虽然具有相同的数据结构，但具体数值可数据块虽然具有相同的数据结构，但具体数值可以不同。以不同。功能（功能（FCFC）功能没有指定的数据块，因而不能存储信息。功功能没有指定的数据块，因而不能存储信息。功能常常用于编制重复发生且复杂的自动化过程。能常常用于编制重复发生且复杂的自动化过程。数据块（数据块（DBDB）数据块中包含程序所使用的数据数据块中

6、包含程序所使用的数据。SIEMENSSIEMENS块类型块类型 特点特点 系统功能-存储在CPU的操作系统中(SFC)-用户可以调用此功能（不需要存储器）系统功能块-存储在CPU的操作系统中 (SFB)-用户可以调用此功能 （需要存储器）系统数据块-用于组态数据和参数的数据块(SDB)系统块系统块SIEMENSSIEMENS数据块类型和结构数据块类型和结构数据字节 0 数据字节 81918 位CPU314中块的大小是8K字节 数据块提供的最大存储空间依赖于CPU的型号07SIEMENSSIEMENS调用程序块调用程序块调用程序块调用程序块被调用的块被调用的块(OB,FB,FC)(FB,FC,S

7、FB,SFC)程序执行程序执行调用另一个块的指令块结束SIEMENSSIEMENS执行OB1中的程序(循环执行)事件(日期时间中断、硬件中断等)调用其他 OB，FB，FC输出模块A I 0.1A I 0.2=Q8.0块OB 1循环监视时间的开始启动块(OB 100)上电后执行一次从模块读信号状态，并保存到过程映象区(PII)把过程映象输出表(PIQ)写到输出模块CPU 循环循环输入模块循环程序执行循环程序执行SIEMENSSIEMENS过程映象过程映象字节 0字节 1字节 2:CPU 存储器区字节 0字节 1字节 2:PIIPIQ 用户程序 CPU 存储器区:A I2.0=Q4.3:11SIE

8、MENSSIEMENSS7-300 模块的编址模块的编址PSCPUSMSMSMSMSMSMSM模块 12 4 5 6 7 8 9 10槽号地址 0.0地址 0.7地址 1.0地址 1.7SIEMENSSIEMENS多层组态中的多层组态中的 DI/DO 编址编址机架 0槽 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 机架 396.0 to99.7100.0 to103.7104.0 to107.7108.0 to111.7112.0 to115.7116.0 to119.7120.0 to123.7124.0 to127.7IM(接受)PS机架 264.0 to67.768.0 to70.7

9、72.0 to75.776.0 to79.780.0 to83.784.0 to87.788.0 to91.792.0 to95.7IM(接受)PS机架1IM(接受)32.0 to35.736.0 to39.744.0 to47.748.0 to51.752.0 to55.756.0 to59.760.0 to63.740.0 to43.7PS 0.0 to 3.720.0 to23.724.0 to27.728.0 to31.712.0 to15.716.0 to19.7 4.0 to 7.7 8.0 to11.7IM(发送)CPUPSSIEMENSSIEMENSS7-300模拟量模块的寻址

10、模拟量模块的寻址IM256 to270336 to350352 to366368 to382304 to318320 to334272 to286288 to302(发送)槽口号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 384 to398400 to414432 to446448 to462464 to478480 to494496 to510416 to430机架机架 1R0电源模块IM(接收)电源模块CPU512 to526528 to542544 to558560 to574576 to590592 to606608 to622624 to638机架机架 2IM(接收)电源模块机架机

11、架 3640to654656to670672to686688 to702704 to718720 to734736 to750752 to766IM(接收)电源模块SIEMENSSIEMENSSTEP 7 的可能寻址范围的可能寻址范围设计的地址区设计的地址区访问区域访问区域缩写缩写加在一起的最大区域加在一起的最大区域过程映象过程映象 I/Q输入输入/输出位输出位I/Q0.0-65,535.7输入输入/输出字节输出字节 I/QB0-65,535输入输入/输出字输出字IW/QW0-65,534输入输入/输出双字输出双字ID/QD0-65,532存储器标志存储器标志存储器位存储器位M0.0-255.

12、7存储器字节存储器字节MB0-255存储器字存储器字MW0-254存储器双字存储器双字MD0-252I/Q 外部输入外部输入/输出输出I/Q 字节字节,外设外设PIB/PQB0-65,535I/Q 字字,外设外设PIW/PQW0-65,534I/Q 双字双字,外设外设PID/PQD0-65,532定时器定时器定时器定时器(T)T0-255计数器计数器计数器计数器(C)C0-255数据块数据块数据块数据块(DB)DB1-65,532数据块数据块用用OPN DB打开打开位位,字节字节,字字,双字双字DBX,DBBDBW,DBD0-65,532用用OPN DI打开打开位位,字节字节,字字,双字双字D

13、IX,DIBDIW,DID0-65,532SIEMENSSIEMENS数据在存储器中存取的方式数据在存储器中存取的方式二进制数的二进制数的1位位(bit)只有只有0和和1两种不同的取值，可两种不同的取值，可用来表示开关量用来表示开关量(或称数字量或称数字量)的两种不同的状态，的两种不同的状态，如触点的断开和接通，线圈的通电和断电等。如果如触点的断开和接通，线圈的通电和断电等。如果该位为该位为1，则表示梯形图中对应的编程元件的线圈，则表示梯形图中对应的编程元件的线圈“通电通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，反之，其常开触点接通，常闭触点断开，反之相反。位数据的数据类型为相反。位数据的数据类型为

14、BOOL(布尔布尔)型。型。(1)位、字节、字和双字位、字节、字和双字I5I0I1I2I3I47 6 5 4 3 2 1 0MSBLSBSIEMENSSIEMENSMB200LSB0MSB7MB200LSB低有效字节低有效字节0MSB15 高有效字节高有效字节MB201MB200LSB最低有效字节最低有效字节0MSB31 最高有效字节最高有效字节MB201MB202MB203两个字节组成两个字节组成1个字个字(Word)，两，两个字组成个字组成1个双字个双字(Double Word)。一般用二进制补码表。一般用二进制补码表示有符号数，其最高位为符号示有符号数，其最高位为符号位，最高位为位，最高

15、位为0时为正数，为时为正数，为1时为负数，最大的时为负数，最大的16位正数为位正数为7FFFH，H表示十六进制数。表示十六进制数。8位二进制数组成位二进制数组成1个字节个字节(Byte)，其中的第，其中的第0位为位为最低位最低位(LSB)、第、第7位为最高位位为最高位(MSB)。MW200MD200MW200MW202SIEMENSSIEMENS字节、字和双字的取值范围见表字节、字和双字的取值范围见表数据的位数数据的位数无符号数无符号数有符号整数有符号整数十十进进制制十六十六进进制制十十进进制制十六十六进进制制B B（字（字节节），），8 8位位值值025502550FF0FF-128127-

16、128127807F807FW W（字），（字），1616位位值值0655350655350FFFF0FFFF-3276832767327683276780007FFFF80007FFFFD D（双字），（双字），3232位位值值04294967204294967295950FFFFFFF0FFFFFFFF F214748364821474836482147483647214748364780000000800000007FFFFFFF7FFFFFFFSIEMENSSIEMENS 位存储单元位存储单元的地址由字节地址和位地址组成，的地址由字节地址和位地址组成，如如I3.2，其中的区域标识符，其

17、中的区域标识符“I”表示输入表示输入(Input)，字节地址为，字节地址为3，位地址为，位地址为2。这种存取方式称为。这种存取方式称为“字节字节.位位”寻址方式。寻址方式。（2）数据的存取方式）数据的存取方式 输入字节输入字节IB3(B是是Byte的缩写的缩写)由由I3.0-I3.7这这8位位组成。相邻的两个字节组成一个字，组成。相邻的两个字节组成一个字，MW200表示由表示由MB200和和MB201组成的组成的1个字，个字，MW200中的中的M为区为区域标识符，域标识符，W表示字表示字(Word)，200为起始字节的地址。为起始字节的地址。MD200表示由表示由MB200MB203组成的双字

18、，组成的双字，M为区为区域标示符，域标示符，D表示存取双字表示存取双字(Double Word)，200为为起始字节的地址。起始字节的地址。SIEMENSSIEMENS区域区域区域功能区域功能访问区域单访问区域单位位标识标识符符最大地址最大地址范围范围输输入入过过程程映映像像 存存 储储 区区（I）在在循循环环扫扫描描开开始始时时，从从过过程程中中读读取取输输入入信信号号至至过过程映像存储区程映像存储区输入位输入位输入字节输入字节输入字输入字输入双字输入双字IIBIWID065 535.7065 535065 534065 532输输出出过过程程映映像像 存存 储储 区区（Q）在在循循环环扫扫

19、描描期期间间，将将过过程程映映像像存存储储区区中中的的输输出出值值传传至输出模块至输出模块输出位输出位输出字节输出字节输出字输出字输出双字输出双字QQBQWQD065 535.7065 535065 534065 532位存储区位存储区（M）此此存存储储区区用用于于存存储储控控制制逻逻辑辑的的中中间状态间状态存储器位存储器位存储器字节存储器字节存储器字存储器字存储器双字存储器双字 MMBMWMD0255.7025502540252存储区及功能见下表：存储区及功能见下表：SIEMENSSIEMENS外部输入外部输入（PI）外部输出外部输出（PQ）用用户户可可通通过过此此区区域域直直接接访访问问输

20、输入入和和输输出出模模块块外部输入字外部输入字节节外部输入字外部输入字外部输入双外部输入双字字外部输出字外部输出字节节外部输出字外部输出字外部输出双字外部输出双字PIBPIWPIDPQBPQWPQD065 535065 534065 532065 535065 534065 532定时器定时器（T）访访问问此此区区域域可可以以得得到到定定时时剩剩余时间余时间定时器定时器（T）T0255计数器计数器（C）访访问问此此区区域域可可以以得得到到当当前前计计数值数值计数器计数器（C）C0255SIEMENSSIEMENS数据块数据块(DB)用用“OPEN DB”打打开开数数据据块块，用用“OPEN D

21、I”打打开开背景数据块背景数据块数据位数据位数据字节数据字节数据字数据字数据双字数据双字DB(I)XDB(I)BDB(I)WDB(I)D065535.7065 535065 534065 532本地数据本地数据（L）此此区区域域存存放放逻逻辑辑块块中中的的临临时时数数据据，当当逻逻辑辑块块结结束束时时，数据丢失数据丢失临时本地数据临时本地数据位位临时本地数据临时本地数据字节字节临时本地数据临时本地数据字字临时本地数据临时本地数据双字双字LLBLWLD065535.7065 535065 534065 532SIEMENSSIEMENS输入采样阶段输入采样阶段依次地读入所有输入状态和数据，并将它

22、们存入依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/OI/O映象映象区中的相应单元内。区中的相应单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/OI/O映象映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。读入。一个

23、扫描周期中与用户有关的三阶段一个扫描周期中与用户有关的三阶段SIEMENSSIEMENS用户程序执行阶段用户程序执行阶段PLCPLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。在扫描总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。在扫描每一条梯形图时，并按先左后右、先上后下的顺序进行逻每一条梯形图时，并按先左后右、先上后下的顺序进行逻辑运算，逻辑运算的结果存于映象区。辑运算，逻辑运算的结果存于映象区。上面的逻辑运算其运算结果会对下面的逻辑运算起作用；上面的逻辑运算其运算结果会对下面的逻辑运算起作用；相反，下面的逻辑运算其运算结果只能到下一个扫描周期相反，下面的逻辑运算其运算结果只能到下一个扫描周期才能对上

24、面的逻辑运算起作用。才能对上面的逻辑运算起作用。SIEMENSSIEMENS输出刷新阶段输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，当扫描用户程序结束后，PLCPLC就进入输出刷新阶段。在此就进入输出刷新阶段。在此期间，期间，CPUCPU按照存在按照存在I/OI/O映象区的运算结果，刷新所有对应映象区的运算结果，刷新所有对应的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是才是PLCPLC的真正输出。的真正输出。SIEMENSSIEMENSPLCPLC的工作特点的工作特点所有输入信号在程序处理前统一读入，并在程序处理过程所有输入信号在程序处理前统一读

25、入，并在程序处理过程中不再变化。而程序处理的结果也是在扫描周期的最后时中不再变化。而程序处理的结果也是在扫描周期的最后时段统一输出。其工作特点是将一个连续的过程分解成若干段统一输出。其工作特点是将一个连续的过程分解成若干静止的状态，极类似放映电影的原理。便于面向对象的思静止的状态，极类似放映电影的原理。便于面向对象的思维。维。PLCPLC仅在扫描周期的起始时段读取外部输入状态，该时段仅在扫描周期的起始时段读取外部输入状态，该时段相对较短，抗输入信号串入的干扰极为有利。相对较短，抗输入信号串入的干扰极为有利。这种方式对于高速变化的过程可能漏掉变化的信号，也会这种方式对于高速变化的过程可能漏掉变化

26、的信号，也会带来系统响应的滞后。为克服上述问题，可利用立即输入带来系统响应的滞后。为克服上述问题，可利用立即输入输出、脉冲捕获、高速计数器或中断技术。输出、脉冲捕获、高速计数器或中断技术。SIEMENSSIEMENS扫描工作方式对程序执行的影响扫描工作方式对程序执行的影响qI0.0I0.0代表外部的按纽，当按纽动作后，左面的程序只需要代表外部的按纽，当按纽动作后，左面的程序只需要一个扫描周期就可完成对一个扫描周期就可完成对M0.4M0.4的刷新，而右面的程序要经的刷新，而右面的程序要经过四个扫描周期才能完成对过四个扫描周期才能完成对M0.4M0.4的刷新。的刷新。q在扫描周期极为短的情况下（在扫描周期极为短的情况下（100ms100ms），），无时序配合要求，无时序配合要求，感觉不到这两段程序执行的的差异。感觉不到这两段程序执行的的差异。q在有时序配合的情况下，这种差异要引起注意。在有时序配合的情况下，这种差异要引起注意。