功能块的生成与调用技巧

1.发动机控制系统的程序结构

块调用即子程序调用，在OB1中可以调用不包括OB的逻辑块。

在块调用中，调用者可以是各种逻辑块，被调用的块是OB之外的逻辑块。调用功能块和系统功能块时需要为它们指定一个背景数据块，后者随这些块的调用而打开，在调用结束时自动关闭。

下面以发动机控制系统的用户程序为例，介绍生成和调用功能和功能块的方法。

用STEP 7的新项目向导创建一个名为“Motor Control”的项目。

图8-28中的组织块OB1是主程序，用功能块FB1来分别控制汽油机和柴油机，控制参数在背景数据块DB1和DB2中。此外还用不同的实参调用功能FC1来控制汽油机和柴油机的风扇。

2.功能块

（1）生成功能块

选中SIMATIC管理器左边窗口中的“Blocks”图标，用右键点击右边窗口，执行出现的快捷菜单中的“Insert New Object”→“Function Block”，生成一个新的功能块。

图8-28 程序结构

（2）局部变量

双击SIMATIC管理器中的FB1的图标，打开程序编辑器，在变量声明表中声明块专用的局部变量，局部变量只能在它所在的块中使用，如图8-29所示。

变量声明表的左边窗口给出了该表的总体结构，选中某一变量类型，在表的右边显示的是局部变量的详细情况。

图8-29 变量声明表

由图8-29可知，功能块有5种局部变量：

IN（输入变量）：由调用它的块提供的输入参数。

OUT（输出变量）：返回给调用它的块的输出参数。

IN_OUT（输入_输出变量）：初值由调用它的块提供，块执行后返回给调用它的块。

TEMP（临时变量）：暂时保存在局部数据区中的变量。只是在执行块时使用临时变量，执行完后，不再保存临时变量的数值，它可能被别的数据覆盖。

STAT（静态变量）：从功能块执行完，到下一次重新调用它，静态变量的值保持不变。

双击变量声明表左边窗口中的“IN”，在右边窗口中生成两个Bool变量和一个Int变量。用类似的方法生成其他局部变量。变量声明表中的局部变量与FB1的背景数据块中的变量相同，如图8-30所示。

图8-30 背景数据块DB1

块中的局部变量名必须以字母开始，只能由英语字母、数字和下划线组成，不能使用汉字，但是在符号表中定义的共享数据的符号名可以使用其他字符。

图8-31 FB1的梯形图程序

在变量声明表中赋值时，不需要制定存储器的地址；根据各变量的数据类型，程序编辑器自动地为所有局部变量指定存储器地址。

（3）生成梯形图程序

图8-31所示是功能块FB1的梯形图程序。

FB1用自锁电路控制发动机的运行，功能块的输入变量Start和Stop分别用来接收起动命令和停止命令。输出信号Engine_On用来控制发动机的运行。比较指令用来监视转速，检查实际速度Actual_Speed是否大于等于预置转速Preset_Speed。如果满足条件，Bool型输出变量#Overspeed为1。

操作系统自动地在局部变量前面加上“#”，共享变量名被自动加上双引号。

（4）背景数据块

背景数据块是专门指定给某个功能块（FB）或系统功能块（SFB）使用的数据块，它是FB或SFB运行时的工作存储区。

背景数据块用来保存FB和SFB的实参和静态数据，背景数据块中的数据是自动生成的。功能块被执行完后，它的背景数据块中的存储数据不会丢失。

使用不同的背景数据块调用功能块，可以控制多个同类的对象。(www.xing528.com)

生成功能块后，可以首先生成它的背景数据块，然后再调用该功能块时使用它。选中SIMATIC管理器左边窗口中的“Blocks”图标，用右键点击右边窗口，执行出现的快捷菜单中的“Insert New Object”→“Data Block”，生成一个新的数据块。在出现的数据块属性对话框中，采用系统自动生成的名称DB1，选择数据块的类型为“Shared DB”，如果有多个功能块，还需要选择它是哪一个功能块的背景数据块。

图8-30所示是FB1的背景数据块中的数据，与图8-29中的变量声明表相比较，可以看出两者之间的对应关系。

功能块的变量声明表决定了它的背景数据块的结构和变量。不能直接修改背景数据块，只能通过对应的功能块的变量声明表来修改它。

3.功能

如果程序块不需要保存它自己的数据，可以用功能FC来替代。与功能块FB相比较，FC不需要配套的背景数据块。

（1）生成功能

选中SIMATIC管理器左边窗口中的“Blocks”图标，用右键点击右边窗口，执行出现的快捷菜单中的“Insert New Object”→“Function”，生成一个新的功能。

（2）局部变量和梯形图程序

双击SIMATIC管理器中FC1的图标，打开程序编辑器。FC1的变量声明表如图8-32所示。

图8-32 FC1的变量声明表

与功能块的变量声明表（见图8-29）相比，功能没有静态变量（STAT），但是多了一个返回值RET_VAT。调用功能时，可以指定一个地址作为实参来存储返回值。使用返回值之前应设置它的数据类型。FC没有静态变量，退出FC后不能保存它的临时局部变量的值。

功能FC1用来控制发动机的风扇，其程序如图8-33所示，要求在发动机运行信号Engine_On变成1时起动风扇，发动机停车后，用变量Fan_On控制风扇继续运行30s后关断。

（3）功能与功能块的区别

FB和FC均为用户编写的子程序，局部数据变量均有IN、OUT、IN_OUT和TEMP，临时变量TEMP储存在局部数据堆栈中。有无静态变量（STAT）是两者的局部变量的本质区别。

图8-33 FC1的梯形图程序

只有功能块有背景数据块，调用功能块时需要指定它的背景数据块。只能在功能内部访问功能的局部变量，可以在功能块外部的用户程序中，或通过HMI（人机界面）访问背景数据块中的变量。

不能给功能的局部变量设置初始值，可以给功能块的局部变量（不包括TEMP）设置初始值。在调用功能块时如果采用输入变量的初始值，可以省略这些输入变量的实参。

（4）组织块与其他逻辑块的区别

组织块是对应的事件发生时操作系统调用的，其他逻辑块是用户程序在逻辑块中调用的。

组织块中的程序是用户编写的，只有临时局部变量，没有背景数据块、输入、输出变量和静态变量。组织块的局部数据区的20B的启动信息是由操作系统提供的。

4.功能块和功能的调用

OB1通过两次调用FB1和FC1实现对汽油机和柴油机的控制，以下只给出了控制汽油机的程序，控制柴油机的程序与之相似。

（1）功能块的调用

块调用分为条件调用和无条件调用。用梯形图调用块时，块的使能（Enable，EN）输入端有能流输入时执行块中的程序，反之则不执行。条件调用时使能输入端EN受到触点电路的控制。块被正确执行时使能输出端（Enable Output，ENO）为1，反之为0。

将OB1左边窗口中的“FB blocks”文件夹中的“FB1”拖放到程序段1水平线上。FB1的符号名为“发动机控制”，方框的左边是功能块的输入，右边是输出。方框内的Start等是FB1的变量声明表中定义的IN和OUT变量，称为形式参数，简称为形参。方框外的符号地址起动发动机等是方框内的形参对应的实际参数，简称为实参。形参是局部变量在逻辑块中的名称，实参是调用块时指定的具体的输入、输出参数。调用功能或功能块时应将实参赋值给形参，并保证实参与形参的数据类型一致。将不同的实参赋值给形参，就可以实现对类似的但不完全相同的多个被控对象进行（例如汽油机和柴油机）控制。

图8-34 在主程序OB1中调用FB1（一）

图8-35 在主程序OB1中调用FC1（二）

在调用块时，CPU将实参分配给形参的值存储在背景数据块中。如果调用时没有给形参指定实参，功能块使用背景数据块中形参的数值。该数值可能是在功能块的变量声明表中设置的形参，也可能是上一次调用时储存在背景数据块中的数值。

可以在两次调用FB1时，使用不同的实参和不同的背景数据块，使FB1分别用于控制汽油机（DB1）和柴油机（DB2）。两个背景数据块中的变量相同，区别仅在于变量的实际参数不同。在主程序OB1中调用FB1如图8-34所示。

（2）功能的调用

将OB1左边窗口中的“FB blocks”文件夹中的“FB1”拖放到程序段1水平线上，如图8-35所示。方框的左边是输入，右边是输出。方框内的Engine_On等是FC1的变量声明表中定义的IN和OUT变量（形参），方块外的符号地址“汽油机运行”等是形参对应的实参。

在符号表中定义了FC1的符号、两次调用FC1时使用的定时器、用于起动风扇的FC1的输入变量和输出变量的符号。