程序的组成与结构解析

PLC的CPU运行两种程序，即系统程序和用户程序。

系统程序主要负责更新输入过程映像表，输出过程映像表；调用用户程序，采集中断信息，调用中断OB；识别错误并进行错误处理；管理存储区域；与编程设备和其他通信设备进行通信等功能。

用户程序是用户为处理特定自动化任务所要求的功能编制的程序。用户程序完成的任务包括：处理过程数据；响应中断、处理正常程序周期中的干扰。

在STEP 7软件中，程序的基本单元是“块”。每个块是一个单个、独立的程序段。块间可以相互调用。调用块的类型不限，被调用块只能是功能块（OB除外的其他块）。在STEP 7用户程序内可使用多种类型的块如：

1）组织块（OB）：确定用户程序的结构。

2）系统功能块（SFB）和系统功能（SFC）：SFB和SFC集成在S7CPU中，提供一些重要的系统功能。

3）功能块（FB）：FB是带有用户可自行编程的“存储器”的块。

4）功能（FC）：FC包含频繁使用的功能的例行程序。

5）数据块（DB）：DB是用于存储用户数据的数据区。DB分为背景DB和共享DB。背景DB是属于特定的FB的，在创建时需要确定它所属的FB。共享数据块为用户程序提供一个可保存的数据区，可由任何一个块来定义和使用。

OB、SFB、SFC、FB、FC包含程序段，因此也称为逻辑块。每种块类型许可的块的数目和块的长度由CPU型号决定。

S7-300 PLC程序各部分的关系如图4-1所示，本节我们只简单介绍，如需详细了解，请查看本书第5章内容。

图4-1 程序组成关系(www.xing528.com)

主程序中，组织块（OB）确定单个程序段执行的顺序（启动事件）。一个OB调用可以中断另一个OB的执行。哪个OB允许中断另一个OB取决于其优先级。高优先级的OB可以中断低优先级的OB。背景OB的优先级最低。

1.功能块

功能块由两部分组成，一部分是变量声明表，用来声明这个块的局部数据（详见4.1.2节内容）；另一部分是指令代码组成的程序，程序使用变量表中定义的局部数据。

当要调用一个功能块时，要给它提供参数，称为参数传递。这些参数值赋给变量表中的变量，块程序执行时会使用它们。功能块具有通用性，不同的参数值会产生不同的运行结果。所以功能块可以被其他块调用，完成多个类似的任务。

变量声明表中的局部数据分为参数和局部变量两类，局部变量又分为静态变量和临时变量。参数指调用块与被调用块间传递的数据，局部变量是只供块本身使用的数据。FC和FB是用户自己编写的程序块，它们都可以带有参数，参数类型见表4-1。

表4-1 FB与FC的参数类型

FC与FB的区别在于数据存储区。FB拥有数据存储区，即背景DB。而FC没有自己的数据区。就是说，在参数类型中，静态变量（stat）只能存在于FB中。功能块（FB）的参数存储在它的背景DB中，其内容可以保持，所以在调用时如果不给它的形式参数赋值，它会自动读取背景DB中的参数值。功能（FC）在调用时必须给其形式参数赋值。

系统功能（SFC）和系统功能块（SFB）是系统提供的编制好的FC和FB，可供用户程序调用。SFC和SFB固化在系统程序中，通常提供一些系统级的功能调用。

2.组织块

组织块（OB）是操作系统和用户程序之间的接口。用户程序一般由启动程序、主程序和各种中断响应程序等模块组成，这些模块就是组织块。组织块由操作系统调用，控制循环、中断、驱动的程序执行以及PLC启动特性和错误处理等。可以对组织块进行编程来确定CPU的工作特性，不同型号的CPU支持不同的OB。OB1是一个特殊的组织块，操作系统在每次程序循环运行中，都会调用主程序中的组织块OB1，即循环执行OB1中的用户程序，是STEP 7程序的主干部分。其他的OB对应启动程序、背景程序及各类中断处理程序。

由于组织块的调用是操作系统管理的，所以它只有定义在L堆栈中的临时变量。