臨汾西門子S7-400模塊代理商

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 1．PLC程序的結(jié)構(gòu)體系

    無論P(yáng)LC控制系統(tǒng)有多么復(fù)雜，歸根到底，PLC用戶程序都是由大量基本編程指令所組成的集合。

    設(shè)計(jì)者可以根據(jù)控制對(duì)象各部分的不同要求，通過對(duì)要求的分解，運(yùn)用基本指令編制出相應(yīng)的程序網(wǎng)絡(luò)（Network）或由幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)組成的簡(jiǎn)單“功能程序段"。在此基礎(chǔ)上，只要將這些程序網(wǎng)絡(luò)或功能程序段，按照控制系統(tǒng)的動(dòng)作要求，以S7程序規(guī)定的格式進(jìn)行排列與組合，就可以組成完整的PLC程序。

    所謂PLC的程序結(jié)構(gòu)，就是組成PLC程序的各種網(wǎng)絡(luò)(Network)或“功能程序段"在PLC內(nèi)部的組織、管理形式。

    在PLC上，從CPU操作系統(tǒng)對(duì)程序執(zhí)行管理的角度看，PLC程序可以分為“線性化結(jié)構(gòu)"與“分塊式結(jié)構(gòu)"兩種不同的結(jié)構(gòu)體系，每一體系又可以分若干不同的結(jié)構(gòu)形式。

    (1)線性化結(jié)構(gòu)體系

    采用線性化結(jié)構(gòu)體系的PLC用戶程序不分塊，全部指令都集中在同一個(gè)程序塊中。執(zhí)行PLC程序時(shí)，CPU的每次循環(huán)掃描都是按照從上至下的次序，行PLC用戶程序的所有指令。

    線性化結(jié)構(gòu)體系是一種控制對(duì)象相對(duì)較簡(jiǎn)單的小型PLC系統(tǒng)常用的結(jié)構(gòu)體系。

    (2)分塊式結(jié)構(gòu)體系

    分塊式結(jié)構(gòu)體系的PLC用戶程序由多個(gè)不同的“程序塊"所組成，執(zhí)行PLC程序時(shí)，需要根據(jù)外部輸入條件與程序中規(guī)定的控制要求，由負(fù)責(zé)管理的主程序通過對(duì)不同程序塊的調(diào)用與選擇，決定每次循環(huán)掃描實(shí)際需要執(zhí)行的程序塊。

    對(duì)于控制復(fù)雜、程序容量大的大中型PLC系統(tǒng)，出于方便設(shè)計(jì)、檢查、調(diào)試等方面的考慮，通常采用分塊式結(jié)構(gòu)。

    PLC用戶程序的兩種結(jié)構(gòu)體系各有其特點(diǎn)，實(shí)際使用時(shí)采用何種程序結(jié)構(gòu)體系，一方面決定于PLC所具備的功能，另一方面取決于程序設(shè)計(jì)者的選擇。

    2．線性化結(jié)構(gòu)

    按照線性化結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí)，程序常見的形式有“普通線性化結(jié)構(gòu)"與“分時(shí)管理線性化結(jié)構(gòu)"兩種。

    (1)普通線性化結(jié)構(gòu)

    普通的線性結(jié)構(gòu)程序zui為簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)者只需要將由基本指令組成的全部網(wǎng)絡(luò)與功能程序段，進(jìn)行逐網(wǎng)絡(luò)、逐段排列即可。

    只要程序中沒有特定的次序要求（如為了產(chǎn)生邊沿脈沖的需要等），組成程序的各網(wǎng)絡(luò)與功能程序段就可以在PLC程序中任意排列，其位置與程序的執(zhí)行結(jié)果無關(guān)。

    CPU執(zhí)行普通的線性結(jié)構(gòu)程序時(shí)，總是對(duì)全部程序指令按照輸入采樣、執(zhí)行程序、輸出刷新三個(gè)階段不斷循環(huán)，全部輸入、輸出信號(hào)的采樣與刷新時(shí)間統(tǒng)一，每次處理的時(shí)間（循環(huán)掃描時(shí)間）固定。

    在S7-200/300/400系列PLC中，如果將全部PLC用戶程序都編制在組織塊OB1中，即屬于此結(jié)構(gòu)。

    (2)分時(shí)管理線性化結(jié)構(gòu)

    在部分PLC中，為了滿足控制系統(tǒng)中需要高速處理的信號(hào)特殊控制要求，線性結(jié)構(gòu)的程序也可以采用“分時(shí)管理線性化結(jié)構(gòu)"的結(jié)構(gòu)形式（見圖11-1.1）。

    采用“分時(shí)管理線性化結(jié)構(gòu)"時(shí)，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，將線性化結(jié)構(gòu)的PLC用戶程序劃分為“高速掃描循環(huán)"與“普通掃描循環(huán)"兩部分。

    程序中的高速掃描部分可以由設(shè)計(jì)者定義掃描時(shí)間間隔，在執(zhí)行過程中這一時(shí)間間隔保持固定不變。即：對(duì)于高速掃描程序段，設(shè)計(jì)者可以人為地規(guī)定程序的執(zhí)行時(shí)間，CPU必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成高速掃描程序段的輸入采樣、執(zhí)行程序、輸出刷新循環(huán)過程，因此，PLC對(duì)“高速掃描循環(huán)"程序中輸入／輸出信號(hào)的處理速度，可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常PLC循環(huán)程序中對(duì)輸入／輸出信號(hào)的處理速度。

    程序中的其他部分為普通掃描部分，執(zhí)行正常速度的掃描。在程序的執(zhí)行過程中，如果普通掃描部分的程序執(zhí)行時(shí)間已經(jīng)到達(dá)高速掃描時(shí)時(shí)間間隔，CPU立即中斷普通掃描，保存執(zhí)行狀態(tài)，并轉(zhuǎn)入對(duì)高速程序段的掃描：等到高速段程序執(zhí)行結(jié)束后，再繼續(xù)恢復(fù)對(duì)普通程序的掃描（見圖11-1.1)。這樣的過程在整個(gè)PLC程序執(zhí)行中需要進(jìn)行多次。由于高速掃描的多次中斷，普通PLC程序段的掃描時(shí)間將比正常執(zhí)行的情況更長(zhǎng)。

    采用這種方式的特點(diǎn)是：在線性結(jié)構(gòu)體系的程序可以處理PLC的高速輸入／輸出信號(hào)，以滿足特殊的控制要求。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要，程序中也可以沒有高速掃描的程序段，但是，不可以將全部程序都作為高速程序。

    3．分塊式結(jié)構(gòu)

    分塊式結(jié)構(gòu)體系的PLC程序由多個(gè)程序塊組成，由統(tǒng)一的程序“組織塊"對(duì)各程序塊進(jìn)行組織與調(diào)度，“組織塊"根據(jù)規(guī)定的條件與順序依次調(diào)用各程序塊。

    采用了分塊式結(jié)構(gòu)體系的PLC程序，在實(shí)際處理過程中可以根據(jù)不同的外部輸入條件與控制要求，每次循環(huán)掃描可以跳過某些程序塊，僅對(duì)需要處理的程序塊進(jìn)行掃描，從而加快PLC程序的執(zhí)行速度，縮短掃描時(shí)間。

    根據(jù)PLC的不同，分塊式結(jié)構(gòu)體系的PLC程序可以采用主、子程序結(jié)構(gòu)、功能調(diào)用式結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)化編程等形式實(shí)現(xiàn)。