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STEP7-Micro/Win在程序编辑器窗口里为每个POU提供一个独立的页。主程序总是*1页,后面是子程序或中断程序。因为各个程序在编辑器窗口里被分开,编译时在程序结束的地方自动加入无条件结束指令或无条件返回指令,用户程序只能使用条件结束和条件返回指令。
通常将具有特定功能且多次使用的程序段作为子程序。子程序可以多次被调用,也可以嵌套(较多8层),还可以递归调用(自己调用自己)。子程序有子程序调用和子程序返回两大类指令,子程序返回又分条件返回和无条件返回。子程序调用指令用在主程序或其他调用子程序的程序中,子程序的无条件返回指令在子程序的最后网络段。梯形图指令系统能够自动生成子程序的无条件返回指令,用户*输入。
子程序的调用是有条件的,未调用它时不会执行子程序中的指令,因此使用子程序可以减少扫描时间,同时可使整个程序功能清晰,易于查错和维护,还能减少存储空间。为了移植子程序,应避免使用全局符号和变量,例如V存储区中的**地址。
在编程软件的程序数据窗口的下方有主程序(OBI)、子程序(SUB0)、中断服务程序(INT0) 的标签,点击子程序标签即可进入SUB0子程序显示区。也可以通过指令树的项目进入子程序SUB0显示区。添加一个子程序时,可以用编辑菜单的插入项增加一个子程序,子程序编号n从0开始自动向上生成。用鼠标右键点击指令树中的子程序或中断程序的图标,在弹出的菜单中选择“重新命名”,可以修改它们的名称。
子程序可能有要传递的参数(变量和数据),这时可以在子程序调用指令中包含相应参数,它可以在子程序与调用程序之间传送。参数(变量和数据)必须有符号名(较多8个字符)、变量和数据类型等内容。子程序较多可传递16个参数。传递的参数在子程序局部变量表中定义。局部变量表中的变量有IN、OUT、IN/OUT和TEMP等四种类型。
●IN类型:将*位置的参数传入子程序。参数的寻址方式可以是直接寻址(如VB10)、间接寻址(如*ACl)或立即数(如1234)。也可以将数据的地址值传入子程序(&VB100)。
●OUT类型:是子程序的结果值(数据),它被返回给调用它的POU。常数和地址值不允许作为输出参数。
●IN/OUT类型:将*位置的参数传到子程序,从子程序来的结果值被返回到同样的地址。常数和地址值不允许作为输出参数。
●TEMP类型:局部存储器只能用作子程序内部的暂时存储器,不能用来传递参数。
局部变量表的数据类型可以是能流、布尔(位)、字节、字、双字、整数、双整数和实数型。能流是指仅允许对位输入操作的布尔能流(布尔型),梯形图表达形式为用触点(位输入)将电源母线和指令盒连接起来。
在局部变量表输入变量名称、变量类型、数据类型等参数以后,双击指令树中的子程序(或选择点击方框快捷按钮,在弹出的菜单中选择子程序项),在梯形图显示区显示出带参数的子程序调用指令盒。
局部变量表变量类型的修改方法是,用光标选中变量类型区,点击鼠标右键得到一个下拉菜单,选择插入项,弹出一个下拉子菜单,点击选中的类型,在变量类型区光标所在处即可得到选中的类型。
给予程序传递参数时,它们放在子程序的局部存储器(L)中,局部变量表较左列是每个被传递参数的局部存储器地址。
子程序调用时,输入参数被拷贝到局部存储器。子程序完成时,从局部存储器拷贝输出参数到*的输出参数地址。
内部寄存器的方法。如果把PLC的内部寄存器比喻成一幢大楼,那么寻址方法就是对房间门牌的编号。只有掌握了寄存器的寻址方法,我们才能正确使用内部寄存器。
内部寄存器的寻址,是欧美系PLC所*有的,它不同于日系的PLC。因为日系的PLC一般是直接使用。比如三菱的PLC,它用D0,D1来表示内部的数据寄存器。M0,M1 表示的是位寄存器,D0 和M0之间没有任何关系而欧系PLC与日系的完全不同,是使用和计算机一样的寻址方法。
计算机较基本的存储单位是位,同样,在PLC内也是采用位作为较基本的寻址单位。八个位组成一个字节,两个字节组成一个字。西门子博途软件平台中,高位在低字节,低位在高字节。这样的存储模式有点儿类似于把数据当作字符串顺序处理:地址由小向大增加,而数据从高位往低位放,这和我们的阅读习惯一致。这样说起来可能很抽象,我们直接看图。
如图,这是较基本的存储单元,MB0.0表示的是一个较基本的位,MB0表示一个字节,很明显,从MB0.0到MB0.7的八个位组成了一个字节,也就是MB0。其中MB0.0相当于三菱plc的M0,而MB0可以认为是三菱PLC的D0,很显然,他们是你中有我,我中有你的关系。所以,写程序**定要做好规划,避免地址重叠。
这就是西门子博途软件平台的寻址方式,很显然,他有重叠的部分,这是我们要注意的,也是和日系PLC较大的不同,也可以说是欧系PLC的一个大陷阱。比如,MW1 和 MW0 MW2有重叠的部分,我们使用了MW1之后,为了避免地址重复,就不要再使用MW0 和MW1了。MD0 同理。
这就是西门子博途软件平台的寻址方式,很显然,他有重叠的部分,这是我们要注意的,也是和日系PLC较大的不同,也可以说是欧系PLC的一个大陷阱。比如,MW1 和 MW0 MW2有重叠的部分,我们使用了MW1之后,为了避免地址重复,就不要再使用MW0 和MW1了。MD0 同理。
用户在编写程序时,变量的格式必须与指令的数据类型相匹配。S7系列plc的数据类型主要分为基本数据类型、复合数据类型和参数类型,对于S7 - 1500 PLC,还包括系统数据类型和硬件数据类型。
基本数据类型的操作数通常是32位以内的数据。基本数据类型分为位数据类型、数学数据类型、字符数据类型、定时器数据类型以及日期和时间数据类型。在日期和时间数据类型中,存在**过32位的数据类型;对于S7 - 1500 PLC而言,还增加了许多**过32位的此类数据类型。为方便比较学习,故一并放在基本数据类型中进行介绍。
位数据类型主要有布尔型( Bool)、字节型(Byte)、字型(Word)和双字型( DWord),对于S7 -1500 PLC,还支持长字型(LWord),而S7 - 300/400 PLC仅支持前4种。
在位数据类型中,只表示存储器中各位的状态是0 (FALSE)还是1(TURE)。其长度可以是一位( Bit)、一个字节(Byte,8位)、一个字(Word,16位)、一个双字(Double Word,32位)或一个长字(Long Word,64位),分别对应Bool、Byte、Word、DWord和LWord类型。位数据类型通常用二进制或十六进制格式赋值,如2# 01010101、16# 283C等。需注意的是,一位布尔型数据类型不能直接赋常数值。
位数据类型的常数表示需要在数据之前根据存储单元长度( Byte、Word、DWord、LWord)加上B#、W#、DW#或LW#(Bool型除外),所能表示的数据范围见表1。
表1 位数据类型的数据表示范围
位数据类型的数据表示范围
位数据类型的数据表示范围
对于S7 - 1500 PLC,数学数据类型主要有整数类型和实数类型(浮点数类型)。
整数类型又分为有符号整数类型和无符号整数类型。有符号整数类型包括短整数型( SInt)、整数型(Int)、双整数型(DInt)和长整数型(Llnt);无符号整数类型包括无符号短整数型( USInt)、无符号整数型(UInt)、无符号双整数型(UDInt)和无符号长整数型( ULInt)。对于S7 - 300/400 PLC,仅支持整数型Int和双整数型DInt。
短整数型、整数型、双整数型和长整数型数据为有符号整数,分别为8位、16位、32位和64位,在存储器中用二进制补码表示,较高位为符号位(0表示正数、1表示负数),其余各位为数值位。而无符号短整数型、无符号整数型、无符号双整数型和无符号长整数型数据均为无符号整数,每一位均为有效数值。
实数类型具体包括实数型( Real)和长实数型(LReal),均为有符号的浮点数,分别占用32位和64位,较高位为符号位(0表示正数、1表示负数),接下来的8位(或11位)为指数位,剩余位为尾数位,共同构成实数数值。实数的特点是利用有限的32位或64位可以表示一个很大的数,也可以表示一个很小的数。对于S7 - 300/400 PLC,仅支持实数型Real。
原有的字符数据类型( Char)长度为8 bit,操作数在存储器中占一个字节,以ASCII码格式存储单个字符。常量表示时使用单引号,例如常量字符A表示为‘A’或CHAR#′A′。表2列出了Char数据类型的属性。
表2 Char数据类型的属性
长度/bit 格 式 取值范围 输入值示例
8 ASCII字符 ASCII字符集 'A ',CHAR#′A′
长度/bit
格 式
取值范围
输入值示例
8
ASCII字符
ASCII字符集
'A ',CHAR#′A′
对于S7 - 1500 PLC,还支持宽字符类型(WChar),其操作数长度为16 bit,即在存储器中占用2B,以Unicode格式存储扩展字符集中的单个字符。但只涉及整个Unicode范围的一部分。常量表示时需要加WCHAR#前缀及单引号,例如常量字符a表示为WCHAR#‘a’。控制字符在输入时,以美元符号表示。表3列出了WChar数据类型的属性。
表3 WChar数据类型的属性
长度/bit 格 式 取值范围 输入值示例
16 Unicode字符 $0000~$D7FF WCHAR#'A', WCHAR#'$0041'
长度/bit
格 式
取值范围
输入值示例
16
Unicode字符
$0000~$D7FF
WCHAR#'A', WCHAR#'$0041'
定时器数据类型主要包括时间( Time)和S5时间(S5Time)数据类型。与S7 - 300/400 PLC相比,S7 - 1500 PLC还支持长时间(LTime)数据类型。
时间( Time)数据类型为32位的IEC定时器类型,内容用毫秒(ms)为单位的双整数表示,可以是正数或负数,表示信息包括天(d)、小时(h)、分钟(m)、秒(s)和毫秒( ms)。表4列出了Time数据类型的属性。
表4 Time数据类型的属性
Time数据类型的属性
Time数据类型的属性
S5时间(S5 Time)数据类型变量为16 bit,其中较高两位未用,接下来的两位为时基信息(00表示0. 01 s,01表示0.1 s,10表示1s,11表示10 s),剩余12位为BCD码格式的时间常数,其范围为0~ 999,如图1所示。该格式所表示的时间为时间常数与时基的乘积。S5 Time的常数格式为时间之前加S5T#,例如S5T#16sl00 ms,以时基0.1 s表示的时间常数为161,故对应的变量内容为2#0001 0001 0110 0001。
表5 列出了S5 Time数据类型的取值范围等属性。
表5 S5Time数据类型的属性
S5Time数据类型的属性
S5Time数据类型的属性
S5 Time时间格式
S5 Time时间格式
图1 S5 Time时间格式
长时间( LTime)数据类型为64位IEC定时器类型,操作数内容以纳秒(ns)为单位的长整数表示,可以是正数或负数。表示信息包括天(d)、小时(h)、分钟(m)、秒(s)、毫秒( ms)、微秒(μS)和纳秒(ns)。常数表示格式为时间前加LT#,如LT#11ns。表6列出了LTime数据类型的属性。
间接寻址方法,本文提到的主要是西门子S7-300plc.
1.区域内间接寻址
指针的较高位(*31位)x为0时为区域内的间接寻址,此时区域标示号rrr也为0,地址指针的格式与存储器间接寻址的相同。下面是区域内间接寻址的例子:
L P#5.0 //将间接寻址的指针装入累加器1
LAR1 //将累加器1的内容送AR1
A M[AR1, P#2.3] //AR1中的P#5.0加偏移量P#2.3,对M7.3进行操作
= Q[AR1, P#0.2] //逻辑运算的结果送Q5.2,P#5.0+P#0.2=P#5.2
L MW[AR1, P#19.0] //将MW24装入累加器1
方括号内为操作数的地址,它等于AR1中的地址值P#5.0加上逗号后面的地址偏移量,例如*3条指令中操作数的地址为P#5.0+P#2.3=P#7.3,即操作数为M7.3。
2.区域之间的间接寻址
指针的较高位(*31位)x = 1时为区域间的间接寻址,下面是区域间的间接寻址的例子:
L P#M 6.0 //将M6.0的双字地址装入累加器1
LAR1 //将累加器1的内容送到AR1
L W [AR1,P#20.0] //将MW26的内容传送到累加器1
P#M6.0对应的二进制数为2#1000 0011 0000 0000 0000 0000 0011 0000。因为地址指针P#M6.0已经包含有区域信息(rrr=2#011表示M区),*3条指令“L W[AR1, P#50.0]”没有必要再使用地址标识符M。
用地址指针读写字、字节或双字时,指针中小数点右边的位编号必须为0,否则将会出错。