下麵介紹幾種常見的plc的程序結構及其特點:
1.某些國外的小型PLC的程序結構
這些PLC的用戶程序由主程序、子程序和中斷程序組成。在每一個(ge) 掃描循環周期,CPU都要調用一次主程序。主程序可以調用子程序,小型控製係統可以隻有主程序。中斷程序用於(yu) 快速響應中斷事件。在中斷事件
發生時,CPU將停止執行當時正在處理的程序或任務,去執行用戶編寫(xie) 的中斷程序。執行完中斷程序後,繼續執行被暫停執行的程序或任務。它們(men) 的子程序和中斷程序沒有局部變量,子程序沒有輸入、輸出參數。
2.西門子的S7-200的程序結構
過程映像輸入/輸出(I/Q)、變量存儲(chu) 器V、內(nei) 部存儲(chu) 器位M、定時器T、計數器C等屬於(yu) 全局變量。S7-200的程序組織單元(ProgramOrganizationalUnit,簡稱為(wei) POU)包括主程序、子程序和中斷程序。每個(ge) POU均有
自己的64字節局部變量,局部變量隻能在它所在的POU中使用。與(yu) 此相反,全局變量可以在各POU中使用。
下麵是子程序可以使用的局部變量:
1)TEMP(臨(lin) 時變量)是暫時保存在局部數據區中的變量。隻有在執行該POU時,定義(yi) 的臨(lin) 時變量才被使用,POU執行完後,不再保存臨(lin) 時變量的數值。
2)IN是由調用它的POU提供的輸入參數。
3)OUT是返回給調用它的POU的輸出參數(子程序的執行結果)。
4)IN_OUT是輸入_輸出參數,其初始值由調用它的POU傳(chuan) 送給子程序,並用同一變量將子程序的執行結果返回給調用它的POU。
主程序和中斷程序的局部變量中隻有臨(lin) 時變量TEMP。
具有輸入、輸出參數和局部變量的子程序易於(yu) 實現結構化編程,對於(yu) 長期生產(chan) 同類設備或生產(chan) 線的廠家尤為(wei) 有用。這些廠家的編程人員為(wei) 設備的各組件或工藝功能編寫(xie) 了大量的通用的子程序。即使不知道子程序
的內(nei) 部代碼,隻要知道子程序的功能和輸入、輸出參數的意義(yi) ,就可以通過程序之間的調用快速“組裝”出滿足不同用戶要求的控製程序。就好像用數字集成電路芯片組成複雜的數字電路一樣。
子程序如果沒有輸入、輸出參數,它和調用它的程序之間沒有清晰的接口,很難實現結構化編程。
子程序如果沒有局部變量,它和調用它的程序之間隻能通過全局變量來交換數據,子程序內(nei) 部也隻能使用全局變量。將子程序和中斷程序移植到別的項目時,需要重新統一安排它們(men) 使用的全局變量,以保證不會(hui) 出現地址衝(chong) 突。當程序很複雜,子程序和中斷程序很多時,這種重新分配地址的工作量非常大。
如果子程序和中斷程序有局部變量,並且它們(men) 內(nei) 部隻使用局部變量,不使用全局變量,因為(wei) 與(yu) 其他POU沒有地址衝(chong) 突,不需作任何改動,就可以將子程序移植到別的項目中去。
3.西門子的S7-300/400的程序結構
S7-300/400將子程序分為(wei) 功能(Function,或稱為(wei) 函數)和功能塊(FunctionBlock)。
S7-300/400的功能與(yu) S7-200的子程序基本上相同。它們(men) 均有輸入、輸出參數和臨(lin) 時變量,功能的局部數據中的返回值實際上屬於(yu) 輸出參數。它們(men) 沒有專(zhuan) 用的存儲(chu) 區,功能執行結束後,不再保存臨(lin) 時變量中的數據可以用全局變量來保存那些在功能執行結束後需要保存的數據,但是會(hui) 影響到功能的可移植性。 功能塊是用戶編寫(xie) 的有自己專(zhuan) 用的存儲(chu) 區(即背景數據塊)的程序塊,功能塊的輸入、輸出參數和靜態變量存放在指定的背景數據
可以用全局變量來保存那些在功能執行結束後需要保存的數據,但是會(hui) 影響到功能的可移植性。
功能塊是用戶編寫(xie) 的有自己專(zhuan) 用的存儲(chu) 區(即背景數據塊)的程序塊,功能塊的輸入、輸出參數和靜態變量存放在指定的背景數據塊中,臨(lin) 時變量存儲(chu) 在局部數據堆棧中。每次調用功能塊時,都要指定一個(ge) 背景數據塊。功能塊執行完後,背景數據塊中的數據不會(hui) 丟(diu) 失,但是不會(hui) 保存局部數據堆棧中的數據。
功能塊采用了類似於(yu) C++的封裝的概念,將程序和數據封裝在一起,具有很好的可移植性。
S7-300/400的共享數據塊可供所有的邏輯塊使用。
4.IEC61131-3的程序結構
IEC61131-3是PLC的編程語言標準。IEC61131-3是世界上第一個(ge) ,也是至今為(wei) 止唯一的工業(ye) 控製領域的編程語言標準。IEC61131-3有三種POU:程序、功能塊和功能。
功能是有多個(ge) 輸入參數和一個(ge) 輸出參數(返回值)的POU,返回值的名稱與(yu) 功能的名稱相同,需要定義(yi) 返回值的數據類型。調用具有相同輸入值的功能總是返回相同的結果。功能可以調用其他功能,但是不能調用功能塊或程序。功能可定義(yi) 的局部變量有VAR和VAR_INPUT。
功能塊是有多個(ge) 輸入/輸出參數和內(nei) 部存儲(chu) 單元的POU,功能塊的輸出參數值與(yu) 其內(nei) 部存儲(chu) 單元的值有關(guan) 。功能塊可以調用其他功能 塊或功能,但是不能調用程序。 在調用功能塊之前,必須在要調用功能塊的POU中為(wei) 每次調用聲明功能塊的實例,操作係統將為(wei) 每次調用分配功能塊專(zhuan) 用的存儲(chu) 區
(類似於(yu) S7-300/400的背景數據塊)。