SIMATIC-PCS7-標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)2程序結(jié)構(gòu)解析課件

1、SIMATIC PCS7 標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)PCS7 程序結(jié)構(gòu)2022/8/20第1頁，共37頁。內(nèi) 容PLC的工作原理PLC的程序結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)空間和地址表示數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)表示SIMATIC PCS7的編程方法SIMATIC PCS7的程序結(jié)構(gòu)2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS72第2頁，共37頁。PLC 工作原理PLC的基本構(gòu)成PLC的循環(huán)掃描工作方式2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS73第3頁，共37頁。PLC 的基本構(gòu)成CPU： 中央處理器；程序存儲(chǔ)區(qū)：存放主程序；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)：存放執(zhí)行過程中使用的數(shù)據(jù)；輸入通道

2、：從現(xiàn)場(chǎng)儀表獲取過程信號(hào)；輸出通道：運(yùn)算結(jié)果輸出到執(zhí)行器；I/O擴(kuò)展端口：連接更多I/O模塊；通訊端口：與上位機(jī)或其它PLC相連。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS74第4頁，共37頁。PLC 的工作原理圖2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS75第5頁，共37頁。PLC 的循環(huán)掃描工作方式各種PLC均采用循環(huán)掃描工作方式：PLC上電初始化；主程序周期運(yùn)行；輸入輸出端口周期刷新；程序掃描周期與程序量有關(guān)，并受PLC允許的最大掃描時(shí)間限制。2022/8/20Sciample Training - SIMATI

3、C PCS76第6頁，共37頁。S7 PLC的程序結(jié)構(gòu)程序塊結(jié)構(gòu)OB塊與程序調(diào)用S7 PLC的運(yùn)行周期FB塊與FC塊2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS77第7頁，共37頁。程序塊結(jié)構(gòu)SIEMENS S7 PLC的程序由不同的程序塊構(gòu)成：OB：組織塊FB：功能塊FC：功能DB：數(shù)據(jù)塊S7 PLC的編程主要是對(duì)不同的功能塊的編程；整個(gè)程序經(jīng)程序塊的相互調(diào)用實(shí)現(xiàn)。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS78第8頁，共37頁。程序塊分類2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7

4、9第9頁，共37頁。OB 組織塊OB 組織塊的作用：操作系統(tǒng)和用戶程序之間的一個(gè)接口控制循環(huán)和中斷程序的執(zhí)行控制CPU如何啟動(dòng)處理錯(cuò)誤響應(yīng)，通過編程指定CPU對(duì)錯(cuò)誤反應(yīng)OB塊的分類：循環(huán)掃描、故障中斷、事件處理等OB塊具有優(yōu)先級(jí)2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS710第10頁，共37頁。OB 組織塊分類（1）2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS711第11頁，共37頁。OB 組織塊分類（2）2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS712第12頁，共37頁。OB1 主

5、掃描2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS713第13頁，共37頁。塊的調(diào)用2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS714第14頁，共37頁。S7 PLC 的運(yùn)行周期2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS715第15頁，共37頁。FB 和 FC 塊將程序按照功能分割成不同的程序塊；將常用的功能編寫成FC或FB塊；在OB塊或其他FC和FB塊中調(diào)用；可以簡(jiǎn)化編程，減少重復(fù)代碼；FC和FB的區(qū)別：背景數(shù)據(jù)塊；FC常用于簡(jiǎn)單的需要多次重復(fù)使用的程序，F(xiàn)B常用于較復(fù)雜的算法程序；可

6、以將相對(duì)獨(dú)立的程序部分寫入一個(gè)FC塊，方便系統(tǒng)維護(hù)和故障診斷；SFB和SFC是S7 PLC集成的程序塊。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS716第16頁，共37頁。FB 和 FC 塊的調(diào)用2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS717OBDBInstance DBFB/SFBInstance DBFB/SFBFC/SFCFC/SFCDB第17頁，共37頁。存儲(chǔ)空間和地址表示PLC 的存儲(chǔ)空間分布存儲(chǔ)地址表示方式2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS718第18頁，共3

7、7頁。SIEMENS PLC 存儲(chǔ)空間程序存儲(chǔ)區(qū)：裝載存儲(chǔ)區(qū)：靜態(tài)保存程序，斷電保持；工作存儲(chǔ)區(qū)：PLC運(yùn)行時(shí)程序被復(fù)制到工作存儲(chǔ)區(qū)中執(zhí)行，斷電不保持；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)：輸入和輸出：獨(dú)立編址的存儲(chǔ)空間；過程映象區(qū)：輸入和輸出的緩存；定時(shí)器和計(jì)數(shù)器：系統(tǒng)資源，獨(dú)立存儲(chǔ)空間；位存儲(chǔ)區(qū)：過程數(shù)據(jù)，可以在程序中直接訪問；堆棧區(qū)：存儲(chǔ)過程數(shù)據(jù)。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS719第19頁，共37頁。SIEMENS PLC 存儲(chǔ)空間圖2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS720第20頁，共37頁。存儲(chǔ)空間與存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)空

8、間由順序排列的存儲(chǔ)單元構(gòu)成；用 “地址”來表示存儲(chǔ)單元的位置和長(zhǎng)度；存儲(chǔ)單元的最小單位是位，地址表示的基本單位是字節(jié)。地址表示分為三部分：存儲(chǔ)區(qū)名：M, I, Q, PI, PQ數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：B, W, D存儲(chǔ)地址：20, 27.42022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS721第21頁，共37頁。地址表示示例2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS722第22頁，共37頁。SIEMENS PLC 地址表示2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS723第23頁，共37頁。數(shù)據(jù)類型和

9、數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示基本數(shù)據(jù)類型復(fù)合數(shù)據(jù)類型2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS724第24頁，共37頁。數(shù)據(jù)類型PLC中的數(shù)據(jù)表示單位是字節(jié)（Byte）最小數(shù)據(jù)單位是位（Bit）數(shù)據(jù)的二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制表示通過采用不同的字長(zhǎng)可以表示各種數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型包含了編程中常用的數(shù)據(jù)類型復(fù)合數(shù)據(jù)類型可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在做復(fù)雜運(yùn)算時(shí)可以簡(jiǎn)化編程。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS725第25頁，共37頁。S7 基本數(shù)據(jù)類型2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS7

10、26第26頁，共37頁。復(fù)合數(shù)據(jù)類型DATE_AND_TIME（日期和時(shí)間）STRING（字符串）ARRAY（數(shù)組）STRUCT（結(jié)構(gòu)）UDT（用戶定義的數(shù)據(jù)類型）FB,SFB（用于多重背景）2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS727第27頁，共37頁。PCS7 的編程方法PCS7 的構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)編程語言結(jié)構(gòu)化編程SCL圖形化編程CFC和SFCPCS7 的編程方法2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS728第28頁，共37頁。PCS7 的構(gòu)成2022/8/20Sciample Training - SIMATIC

11、 PCS729IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)工具操作員站組態(tài)工具程序及控件庫結(jié)構(gòu)化編程語言過程設(shè)備管理器圖形化編程語言第29頁，共37頁。標(biāo)準(zhǔn)編程語言STL：語句表近似匯編語言，功能強(qiáng)大；缺乏直觀，易讀性差。LAD：梯形邏輯圖直觀易讀FBD：功能塊圖直觀易讀編程較復(fù)雜，對(duì)于復(fù)雜的算法和功能編程困難。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS730第30頁，共37頁。結(jié)構(gòu)化編程SCL結(jié)構(gòu)化編程語言以Pascal為基礎(chǔ)的語法格式可以實(shí)現(xiàn)在LAD中無法實(shí)現(xiàn)的算法可以充分利用PCS7中豐富的功能塊庫適用于編寫復(fù)雜的函數(shù)和運(yùn)算模塊是圖形化編程語言CFC和SFC的基礎(chǔ)2

12、022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS731第31頁，共37頁。幾種編程語言的對(duì)比2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS732LADFBDSTLSCL第32頁，共37頁。圖形化編程CFC連續(xù)功能圖，適用于組態(tài)控制回路；圖形化的編程界面；只需連接管腳，不必關(guān)心程序運(yùn)行的細(xì)節(jié)；調(diào)用PCS7內(nèi)容豐富的程序庫中的功能塊；可以編寫專用的功能塊。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS733第33頁，共37頁。圖形化編程SFC順序功能圖，適于編寫順序控制功能；圖形化的編程界面；可以通過

13、SFC可視化從WinCC中讀取順序執(zhí)行情況。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS734第34頁，共37頁。PCS7 的編程方法用LAD、FBD、STL等直接編寫功能塊，實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單、固定的功能；用STL和SCL編寫源代碼，經(jīng)過編譯生成功能塊，實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的運(yùn)算功能；在CFC圖中調(diào)用庫中的功能塊或調(diào)用按照上述生成的功能塊，組建面向應(yīng)用的程序；在SFC圖中組建順序控制程序；在編譯過程中，先將CFC和SFC圖轉(zhuǎn)換成SCL源代碼，之后再編譯生成一系列的功能塊；所有的功能塊構(gòu)成了PCS7程序的可執(zhí)行代碼。2022/8/20Sciample Training - SIMATIC PCS735第35頁，共37頁。PCS7 程序結(jié)構(gòu)Charts圖形程序（CFC SFC）Sources源代碼（SCL STL）Blocks程序塊（LAD FBD STL）2022/8/20Sciample Training -