用户程序中的块及其优化方式

STEP7编程软件允许用户将编写的程序和程序所需的数据放置在块中，使用户程序结构化，易于程序修改、查错和调试。块结构显著地增加了PLC程序的组织透明性、可理解性和易维护性。各种块的简要介绍见表6-1。

表6-1 用户程序中的块

1.组织块（OB）

组织块是操作系统与用户程序之间的接口，它们由操作系统调用，用于控制循环和中断程序的执行以及PLC的起动和错误处理等。组织块根据操作系统调用的条件（如时间中断、报警中断等），可以分成不同的类型，每种类型有不同的优先级，高优先级的OB可以中断低优先级的OB。当OB起动时，提供触发它的初始化起动事件的详细信息，这些信息可以在用户程序中使用。

OB1是主程序循环块，用于循环处理，操作系统在每一次循环中调用一次组织块OB1。一个循环周期分为输入、程序的执行、输出和其他任务，例如下载、删除块、接收和发送全局数据等。根据过程控制的复杂程度，可将所有程序放入OB1中进行线性编程，或将程序用不同的逻辑块加以结构化，通过OB1调用这些逻辑块，并允许块间的相互调用。这样可以把一个复杂的自动化任务分解为能够反映过程的工艺、功能或可以反复使用的小任务，使控制变得更加容易。

块的调用指令中止当前块的运行调用，然后执行被调用块的所有指令，当前正在执行的块在当前语句执行完后被停止执行（被中断），操作系统将会调用一个分配给该事件的组织块。该组织块执行完后，被中断的块将从断点处继续执行。

2.局域数据

生成逻辑块（OB、FC、FB）时可以声明临时局域数据。这些数据是临时的，退出逻辑块时不保留临时局域数据。它们又是一些局域（Local，或称局部）数据，只能在生成它们的逻辑块内使用。CPU按优先级划分局域数据区，同一优先级的块共用一片局域数据区。可以用STEP7改变S7-400每个优先级的局域数据的数量。

3.功能（FC）与功能块（FB）

功能（FC）是用户编写的没有固定的存储区的块，其临时变量存储在局域数据堆栈中，功能执行结束后，这些数据就丢失了。利用共享数据区可以存储那些在FC执行结束后需要保存的数据，由于FC没有自己的数据存储区，所以不能为FC的局域数据分配初始值。

调用FC和FB时用实参（实际参数）代替形参（形式参数）。形参是实参在逻辑块中的名称，FC不需要背景数据块。FC和FB用输入（IN）、输出（OUT）和输入/输出（IN/OUT）参数做指针，指向调用它的逻辑块提供的实参。另外，FC可以为调用它的块提供数据类型为RE-TURN的返回值。

功能块（FB）是用户编写的具有自己存储区域（背景数据块）的块，每次调用FB时需要提供各种类型的数据给FB，FB也要返回变量给调用它的块。这些数据以静态变量（STAT）的形式存放在指定的背景数据块（DI）中，临时变量TEMP存储在局域数据堆栈中。

调用FB或SFB时，必须指定DI的编号，调用时DI被自动打开。在编译FB或SFB时，系统会自动生成背景数据块中的数据。用户可以在用户程序中或通过HMI（人机接口）来访问这些背景数据。

可以在FB的变量声明表中给形参赋初值，它们被自动写入相应的背景数据块中。在调用块时，CPU将实参分配给形参的值存储在DI中。如果调用块时没有提供实参，将使用上一次存储在DI中的参数。

4.数据块（DB）(www.xing528.com)

数据块（DB）是用于存放执行用户程序时所需的变量数据的数据区。与逻辑块不同，在DB中没有STEP7的指令，STEP7按数据生成的顺序自动地为DB中的变量分配地址。DB分为共享数据块和背景数据块，其最大容量与CPU型号有关。

（1）共享数据块

共享数据块存储的是全局数据，所有的FB、FC或OB（统称为逻辑块）都可以从共享数据块中读取数据，或将数据写入共享数据块。CPU可以同时打开一个共享数据块和一个背景数据块。如果某个逻辑块被调用，它可以使用它的临时局域数据区（即L堆栈）。逻辑块执行结束后，其局域数据区中的数据丢失，但是共享数据块中的数据不会被删除。

（2）背景数据块

背景数据块中的数据是自动生成的，它们是功能块的变量声明表中的数据（不包括临时变量TEMP）。背景数据块用于传递参数，FB的实参和静态数据存储在背景数据块中。调用功能块时，应同时指定背景数据块的编号或符号，背景数据块只能被指定的功能块访问。

应首先生成功能块，然后生成它的背景数据块。在生成背景数据块时指明它的类型为背景数据块（Instance），并指明功能块的编号。在调用功能块时使用不同的背景数据块，可以控制多个同类的对象。例如一个用于电动机控制的FB，可以通过对每个不同的电动机使用不同的背景数据集，来控制多台电动机（见图6-1）。

（3）系统功能块（SFB）和系统功能（SFC）

系统功能块（SFB）和系统功能（SFC）是S7 CPU提供的标准的已经为用户编制好程序的块，用户可以直接调用它们，以便高效地编制自己的程序，但不能修改这些功能块。它们是操作系统固有的一部分，不占用户程序空间。其中系统功能块（SFB）有存储功能，其变量保存在指定给它的背景数据块中。

图6-1 用于不同对象的背景数据块

（4）系统数据块（SDB）

系统数据块（SDB）是由STEP7产生的程序存储区，包含系统组态数据，例如硬件模块参数和通信连接参数等用于CPU操作系统的数据。

（5）块的调用

在程序编制过程中，可以用CALL、CU（无条件调用）和CC（RLO=1时调用）指令调用没有参数的FC和FB。这里需要注意用CALL指令调用FB和SFB时，必须指定背景数据块，而且静态变量和临时变量不能出现在调用指令中。