说起PLC的程序结构,大家都知道PLC有主程序、子程序(S7-300/400称为功能和功能块)和中断程序,好像没有什么好讨论的。实际上不同的PLC的程序结构有很大的区别,程序结构体现了编程思想是否先进,决定了程序是否有很好的可重用性(可移植性)。可以说程序结构是设计一个理想的自动化PLC产品首先应解决的最重要的问题。不少国产PLC在程序结构方面存在较大的问题,采用理想的程序结构的国产PLC不多。例如有一家国产PLC自称与三菱的FX2N兼容,但是居然没有中断功能!
一、几种典型的PLC程序结构
下面介绍几种常见的PLC的程序结构及其特点:
1.某些国外的小型PLC的程序结构
这些PLC的用户程序由主程序、子程序和中断程序组成。在每一个扫描循环周期,CPU都要调用一次主程序。主程序可以调用子程序,小型控制系统可以只有主程序。中断程序用于快速响应中断事件。在中断事件发生时,CPU将停止执行当时正在处理的程序或任务,去执行用户编写的中断程序。执行完中断程序后,继续执行被暂停执行的程序或任务。它们的子程序和中断程序没有局部变量,子程序没有输入、输出参数。
2.西门子的S7-200的程序结构
过程映像输入/输出(I/Q)、变量存储器V、内部存储器位M、定时器T、计数器C等属于全局变量。S7-200的程序组织单元(ProgramOrganizationalUnit,简称为POU)包括主程序、子程序和中断程序。每个POU均有自己的64字节局部变量,局部变量只能在它所在的POU中使用。与此相反,全局变量可以在各POU中使用。
下面是子程序可以使用的局部变量:
1)TEMP(临时变量)是暂时保存在局部数据区中的变量。只有在执行该POU时,定义的临时变量才被使用,POU执行完后,不再保存临时变量的数值。
2)IN是由调用它的POU提供的输入参数。
3)OUT是返回给调用它的POU的输出参数(子程序的执行结果)。
4)IN_OUT是输入_输出参数,其初始值由调用它的POU传送给子程序,并用同一变量将子程序的执行结果返回给调用它的POU。
主程序和中断程序的局部变量中只有临时变量TEMP。
具有输入、输出参数和局部变量的子程序易于实现结构化编程,对于长期生产同类设备或生产线的厂家尤为有用。这些厂家的编程人员为设备的各组件或工艺功能编写了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的内部代码,只要知道子程序的功能和输入、输出参数的意义,就可以通过程序之间的调用快速“组装”出满足不同用户要求的控制程序。就好像用数字集成电路芯片组成复杂的数字电路一样。
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