S7-1200 PLC程序结构、故障诊断及软件（高端培训）

工程师培训资料工程师培训资料 标题：S7-1200 PLC程序结构、故障诊断及软件程序结构、故障诊断及软件（高端培训）（高端培训）培训人：xx3 用户程序结构简介用户程序结构简介模块化编程模块化编程 1/3 模块化编程将复杂的自动化任务划分为对应于生产过程的技术功能的较小的子任务，模块化编程将复杂的自动化任务划分为对应于生产过程的技术功能的较小的子任务，每个子任务对应于一个称为每个子任务对应于一个称为“块块”的子程序，可以通过块与块之间的相互调用来组织的子程序，可以通过块与块之间的相互调用来组织程序。这样的程序易于修改、查错和调试。程序。这样的程序易于修改、查错和调试。块块简要描述简要描述组织块组织块(OB)操作系统与用户程序的接口，决定用户程序的结构操作系统与用户程序的接口，决定用户程序的结构功能块功能块(FB)用户编写的包含经常使用的功能的子程序，有专用的背景数用户编写的包含经常使用的功能的子程序，有专用的背景数据块据块功能功能(FC)用户编写的包含经常使用的功能的子程序，没有专用的背景用户编写的包含经常使用的功能的子程序，没有专用的背景数据块数据块背景数据块背景数据块(DB)用于保存用于保存FB的输入变量、输出变量和静态变量，其数据在编的输入变量、输出变量和静态变量，其数据在编译时自动生成译时自动生成全局数据块全局数据块(DB)存储用户数据的数据区域，供所有的代码块共享存储用户数据的数据区域，供所有的代码块共享4用户用户程序结构简介程序结构简介模块化编程模块化编程 2/3 块结构显著增加了块结构显著增加了PLC程序的组织透明性、可理解性和程序的组织透明性、可理解性和易维护性。易维护性。OB、FB、FC都包含代码，统称为代码块都包含代码，统称为代码块(Code)块。块。被调用的代码块又可以调用别的代码块，这种调用称为被调用的代码块又可以调用别的代码块，这种调用称为嵌套调用。嵌套调用。在块调用中，调用者可以是各种代码块，被调用的块是在块调用中，调用者可以是各种代码块，被调用的块是OB之外的代码块。调用功能时需要为它指定一个背景之外的代码块。调用功能时需要为它指定一个背景数据块。数据块。5用户用户程序结构简介程序结构简介模块化编程模块化编程 3/3 编程时被调用的块应该是已经存在的块，即应先创建被调用的块及其背景数据块。编程时被调用的块应该是已经存在的块，即应先创建被调用的块及其背景数据块。63.1 用户程序结构简介用户程序结构简介组织块组织块 1/6 组织块组织块(Organization Block，OB)是操作系统与用户程序的接口，是操作系统与用户程序的接口，由操作系统调用由操作系统调用，用，用于控制循环扫描和中断程序的执行、于控制循环扫描和中断程序的执行、PLC的启动和错误处理等。的启动和错误处理等。组织块的程序是用户组织块的程序是用户编写的。编写的。每个组织块必须有唯一的每个组织块必须有唯一的OB编号，编号，200之前的某些编号是保留的，其他之前的某些编号是保留的，其他OB的编号应的编号应大于等于大于等于200.没有可以调用没有可以调用OB的指令，的指令，S7-1200 CPU具有基于具有基于事件事件的特性，只有发生了某些特定事的特性，只有发生了某些特定事件，相应的件，相应的OB才会被执行。不要试图在才会被执行。不要试图在OB/FC/FB中调用某个中调用某个OB，除非用户触发与此，除非用户触发与此OB相关的相关的OB。例如用户可以在。例如用户可以在OB1中通过中通过SRT_DINT指令设置延迟时间，当延迟时间指令设置延迟时间，当延迟时间到达时，延迟中断到达时，延迟中断OB被触发。被触发。当特定事件发生时，相应当特定事件发生时，相应OB被调用，无论其是否包含程序代码。被调用，无论其是否包含程序代码。73.1 用户程序结构简介用户程序结构简介组织块组织块 2/6 l 程序循环组织块程序循环组织块(Program cycle OB)：OB1是用户程序中的主程序，是用户程序中的主程序，CPU循环执行操作系统程序，在每一次循环中，操作系循环执行操作系统程序，在每一次循环中，操作系统调用一次统调用一次OB1。因此。因此OB1中的程序也是循环执行的。中的程序也是循环执行的。允许有多个程序循环允许有多个程序循环OB，默认的是，默认的是OB1，其他程序循环，其他程序循环OB的编号应大于等于的编号应大于等于200。83.1 用户程序结构简介用户程序结构简介组织块组织块 3/6 l 启动组织块启动组织块(Startup OB)：当当CPU的工作模式从的工作模式从STOP切换到切换到RUN时，执行一次启动时，执行一次启动(Startup)组织块，来初始化程序组织块，来初始化程序循环循环OB中的某些变量。中的某些变量。执行完启动执行完启动OB后，开始执行程序循环后，开始执行程序循环OB。可以有多个启动可以有多个启动OB，默认的为，默认的为OB100，其他启动，其他启动OB的编号应大于等于的编号应大于等于200。93.1 用户程序结构简介用户程序结构简介组织块组织块 4/6 l 中断组织块中断组织块(Interrupt OB)：中断组织块用来实现对特殊内部事件或外部事件的快速响应。中断组织块用来实现对特殊内部事件或外部事件的快速响应。如果没有中断事件出现，如果没有中断事件出现，CPU循环执行组织块循环执行组织块OB1。如果出现中断事件，例如诊断中。如果出现中断事件，例如诊断中断和时间延迟中断等，因为断和时间延迟中断等，因为OB1的中断优先级最低，操作系统在执行完当前程序的的中断优先级最低，操作系统在执行完当前程序的当前指令后，立即响应中断。当前指令后，立即响应中断。CPU暂停正在执行的程序块，自动调用一个分配给该暂停正在执行的程序块，自动调用一个分配给该事件的组织块事件的组织块(即中断程序即中断程序)来处理中断事件。执行完中断组织块后，返回被中断的程来处理中断事件。执行完中断组织块后，返回被中断的程序的断点处继续执行原来的程序。序的断点处继续执行原来的程序。这意味着部分用户程序不必在每次循环中处理，而是在需要时才被及时处理。处理这意味着部分用户程序不必在每次循环中处理，而是在需要时才被及时处理。处理中断事件的程序放在该事件驱动的中断事件的程序放在该事件驱动的OB中。中。103.1 用户程序结构简介用户程序结构简介组织块组织块 5/6 时间延迟中断组织块时间延迟中断组织块(Time-delay OB)：此此OB可以通过可以通过SRT_DINT指令设置其延迟时间，当延迟时间到达时，延迟中断指令设置其延迟时间，当延迟时间到达时，延迟中断OB被触被触发。发。周期中断组织块周期中断组织块(Cyclic interrupt OB)：将在指定间隔之间被执行。将在指定间隔之间被执行。硬件中断组织块硬件中断组织块(Hardware interrupt OB)：将在指定的硬件事件发生时被执行，例如数字量输入信号的上升沿或下降沿。将在指定的硬件事件发生时被执行，例如数字量输入信号的上升沿或下降沿。113.1 用户程序结构简介用户程序结构简介组织块组织块 6/6 时间错误中断组织块时间错误中断组织块(Time-error interrupt OB)：此此OB将在检测到时间错误将在检测到时间错误(程序循环扫描程序循环扫描OB执行时间超出了执行时间超出了CPU属性中定义的最大扫属性中定义的最大扫描时间描时间)时被执行，此时被执行，此OB的编号只能是的编号只能是OB80。当。当CPU中没有此中没有此OB时，用户可以指定时，用户可以指定当时间错误发生时当时间错误发生时CPU是忽略此错误还是转换到是忽略此错误还是转换到STOP模式。模式。诊断错误中断组织块诊断错误中断组织块(Diagnostic error interrupt OB)：此此OB将在检测到诊断错误时被执行，此将在检测到诊断错误时被执行，此OB的编号只能是的编号只能是OB82。当。当CPU中没有此中没有此OB时，时，用户可以指定当诊断错误发生时用户可以指定当诊断错误发生时CPU是忽略此错误还是转换到是忽略此错误还是转换到STOP模式。模式。123.1 用户程序结构简介用户程序结构简介功能功能 功能功能(Function，FC)是用户程序编写的子程序，它包含完成特定任务的代码和参数。是用户程序编写的子程序，它包含完成特定任务的代码和参数。FC和和FB有与调用它的块共享的输入参数和输出参数。执行完有与调用它的块共享的输入参数和输出参数。执行完FC和和FB后，返回调用它后，返回调用它的代码块。的代码块。功能是快速执行的代码块，用于执行下列任务：完成标准的和可重复使用的操作，功能是快速执行的代码块，用于执行下列任务：完成标准的和可重复使用的操作，例如算术运算；完成技术功能，例如使用位逻辑运算的控制。例如算术运算；完成技术功能，例如使用位逻辑运算的控制。可以在程序的不同位置多次调用同一个可以在程序的不同位置多次调用同一个FC，这可以简化重复执行的任务的变成。，这可以简化重复执行的任务的变成。功能没有固定的存储区，执行结束后，其临时变量中的数据就丢失了。可以用全局功能没有固定的存储区，执行结束后，其临时变量中的数据就丢失了。可以用全局数据块或数据块或M存储区来存储那些在功能执行结束后需要保持的数据。存储区来存储那些在功能执行结束后需要保持的数据。133.1 用户程序结构简介用户程序结构简介功能块功能块 功能块功能块(Function Block，FB)是用户程序编写的子程序。调用功能块时，需要制定背景是用户程序编写的子程序。调用功能块时，需要制定背景数据块，是功能块专用的存储区。数据块，是功能块专用的存储区。CPU执行执行FB中的程序代码，将块的输入、输出参数中的程序代码，将块的输入、输出参数和局部静态变量保存在背景数据块中，以便可以从一个扫描周期到下一个扫描周期快和局部静态变量保存在背景数据块中，以便可以从一个扫描周期到下一个扫描周期快速访问它们。速访问它们。FB的典型应用是执行不能在一个扫描周期结束的操作。的典型应用是执行不能在一个扫描周期结束的操作。在调用在调用FB时，打开了对应的背景数据块，后者的变量可以供其他代码块使用。时，打开了对应的背景数据块，后者的变量可以供其他代码块使用。调用同一个功能块时使用不同的背景数据块，可以控制不同的设备。例如用来控制水调用同一个功能块时使用不同的背景数据块，可以控制不同的设备。例如用来控制水泵和阀门的功能使用包含特定的操作参数的不同的背景数据块，可以控制不同的水泵泵和阀门的功能使用包含特定的操作参数的不同的背景数据块，可以控制不同的水泵和阀门。和阀门。S7-1200的部分指令的部分指令(例如例如IEC标准的定时器和计数器指令标准的定时器和计数器指令)实际上是功能块，在调用它们实际上是功能块，在调用它们时需要指定配套的背景数据块。时需要指定配套的背景数据块。143.1 用户程序结构简介用户程序结构简介数据块数据块 数据块数据块(Data block，DB)是用于存放执行代码块时所需的数据的数据区，有两种类型的是用于存放执行代码块时所需的数据的数据区，有两种类型的数据块：数据块：全局全局(Global)数据块：存储供所有的代码块使用的数据，所有的数据块：存储供所有的代码块使用的数据，所有的OB、FB和和FC都可以都可以 访访问。问。背景数据块：存储供特定的背景数据块：存储供特定的FB使用的数据。使用的数据。153.2 PLC的工作原理的工作原理操作系统与用户程序操作系统与用户程序 CPU的操作系统用来组织与具体的控制任务无关的所有的的操作系统用来组织与具体的控制任务无关的所有的CPU功能，包括：处理暖启动、功能，包括：处理暖启动、刷新输入刷新输入/输出过程映像、调用用户程序、检测中断事件和调用中断组织块等。输出过程映像、调用用户程序、检测中断事件和调用中断组织块等。用户程序：处理具体的最大化任务必须的所有功能，包括：用户程序：处理具体的最大化任务必须的所有功能，包括：1