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1．PLC程序的結(jié)構(gòu)體系
無(wú)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(méi)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(wú)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(jiàn)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(guò)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(guò)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(guò)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(jiàn)圖11-1.1),。這樣的過(guò)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(méi)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(guò)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(guò)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)。
(1)主,、子程序結(jié)構(gòu)
采用主,、子程序結(jié)構(gòu)的PLC用戶程序，一般可以由主程序,、子程序、中斷程序等不同的程序塊所組成,，并且按照規(guī)定的順序排列（如在S7-200中,，程序塊按照主程序,、子程序、中斷程序的順序依次排列）,。
在主,、子程序結(jié)構(gòu)程序中,，主程序?yàn)镻LC每次掃描都必須執(zhí)行的程序塊,，必須予以編制,；而子程序,、中斷程序可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行編寫(xiě)與調(diào)用,。
主,、子程序結(jié)構(gòu)的PLC程序與線性化結(jié)構(gòu)相類(lèi)似，如果程序中沒(méi)有編制子程序、中斷程序,，它便成了線性結(jié)構(gòu)的程序。
(2)功能調(diào)用式結(jié)構(gòu)
功能調(diào)用式結(jié)構(gòu)的PLC程序執(zhí)行過(guò)程與主、子程序結(jié)構(gòu)類(lèi)似,，但組成程序的各邏輯塊按照不同的功能進(jìn)行編排,，無(wú)主,、子之分。組成功能調(diào)用式結(jié)構(gòu)的每一程序塊都代表著控制對(duì)象的一組相對(duì)獨(dú)立動(dòng)作，邏輯塊由特定的“塊”進(jìn)行統(tǒng)一的管理與調(diào)用,。
在S7-300/400系列PLC中,，以上用于管理與調(diào)用的程序塊稱(chēng)為組織塊(OBl),，其余邏輯塊分別稱(chēng)程序塊(FC)、功能塊(FB),、數(shù)據(jù)塊(DB)等,。
一般而言，功能調(diào)用式PLC程序在CPU的一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)同一程序塊的調(diào)用次數(shù)不會(huì)超過(guò)一次；當(dāng)超過(guò)一次時(shí)則稱(chēng)為“結(jié)構(gòu)化編程”,。
(3)結(jié)構(gòu)化編程
結(jié)構(gòu)化編程的程序結(jié)構(gòu)形式與調(diào)用式*相同,，程序同樣由多個(gè)程序塊組成,，并通過(guò)“組織塊”對(duì)其進(jìn)行組織與管理，但它采用了“參數(shù)化編程”的方法,。
采用結(jié)構(gòu)化編程的程序,，在同- PLC掃描周期內(nèi)可以多次重復(fù)調(diào)用程序中的同一程序塊，因此，對(duì)于動(dòng)作相同或相似的程序,，可以通過(guò)在PLC程序中編寫(xiě)一個(gè)“公用程序塊”,，利用重復(fù)調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了保證“公用程序塊”能控制不同的對(duì)象,，必須將組成程序的各種操作數(shù)進(jìn)行“參數(shù)化”,，即：
①“公用程序塊”中的所有信號(hào)的地址必須是可以變化的，即“公用程序塊”中一般不能使用“地址”,，而應(yīng)采用“程序變量”（形式參數(shù)）進(jìn)行編程,。
②調(diào)用“公用程序塊”前，為了使得程序中的所有信號(hào)有明確的含義,，必須對(duì)“程序變量”（形式參數(shù)）進(jìn)行賦值,，即將“程序變量”定義成有明確含義的地址。因此,，CPU必須劃分一個(gè)專(zhuān)門(mén)的存儲(chǔ)器區(qū)域用于存儲(chǔ)這些賦值參數(shù),。S7-300/400中的“局部變量堆棧L”與“即時(shí)數(shù)據(jù)塊DI”就是為了實(shí)現(xiàn)這一目的而專(zhuān)門(mén)設(shè)定的存儲(chǔ)區(qū)域。
結(jié)構(gòu)化編程的程序簡(jiǎn)潔,，所占用的內(nèi)存容量小,，但需要涉及程序塊、功能塊,、數(shù)據(jù)塊,、局部變量等概念，對(duì)編程人員的要求高,。
西門(mén)子PCS7ET200PA代理,西門(mén)子代理,西門(mén)子模塊,基于本地過(guò)程行業(yè)的需求,，PCS 7 SMART系列中集成了全新設(shè)西門(mén)子PCS7ET200PA代理,西門(mén)子代理，西門(mén)子模塊計(jì)的分布式I/O設(shè)備——ET 200PA SMART,。ET 200PA SMART具有ET 200M分布式I/O系統(tǒng)致的主要技術(shù)參數(shù),，由接口模塊IM650和ET 200PA SMART I/O模塊組成。西門(mén)子PCS7ET200PA代理,西門(mén)子代理,西門(mén)子模塊.
基于本地過(guò)程行業(yè)的需求,，PCS 7 SMART系列中集成了全新設(shè)計(jì)的分布式I/O設(shè)備——ET 200PA SMART,。ET 200PA SMART具有ET 200M分布式I/O系統(tǒng)一致的主要技術(shù)參數(shù)，由接口模塊IM650和ET 200PA SMART I/O模塊組成,。
ET 200PA SMART支持與如下控制器配合使用：
• 固件版本不低于8.1的CPU 410 ,；
• 固件版本不低于8.1 的CPU 410 SMART
ET 200PA SMART的外部尺寸、基本功能與標(biāo)準(zhǔn)ET200M系列模塊一致,，模塊附件,，例如標(biāo)簽紙,、前連接器等均可通用。但ET 200PA SMART是一個(gè)獨(dú)立、完整的產(chǎn)品系列，包括信號(hào)模塊、安裝底板模塊、接口模塊等，在PCS 7和PCS 7 SMART中均有自動(dòng)生成相應(yīng)的模塊驅(qū)動(dòng),，無(wú)需擔(dān)心兼容性問(wèn)題。SMART I/O模塊基于應(yīng)用為廣泛的,、 ET200M 中的高性能模塊開(kāi)發(fā)而成,，既以可靠的性能滿足各個(gè)場(chǎng)合的應(yīng)用，又以經(jīng)濟(jì)性的價(jià)格降低實(shí)際項(xiàng)目中的成本壓力,；
■ 全系列ET 200PA SMART,，包括接口模塊和IO模塊， 均提供一款對(duì)應(yīng)的包含防護(hù)涂層的版本,，可滿足苛刻環(huán)境下的使用需求,，例如化纖行業(yè)；
■ 全新設(shè)計(jì)的高精度 16通道AI 模塊,，大大降低模擬量模塊的單通道成本,，尤其適合用化工、玻璃等行業(yè),；
■ ET 200PA SMART面向本地市場(chǎng)的項(xiàng)目型應(yīng)用,，具有顯著的高性?xún)r(jià)比特點(diǎn)。結(jié)合具備同樣優(yōu)勢(shì)的CPU 410 SMART和PCS 7 SMART軟件使用,，項(xiàng)目整體性?xún)r(jià)比更具優(yōu)勢(shì),；
■ 除了SMART I/O之外，ET 200PA SMART接口模塊還可連接標(biāo)準(zhǔn)I/O模塊1,、Hart模塊,、計(jì)數(shù)模塊FM350以及串口通訊模塊CP341等；
■ SMART I/O模塊可與西門(mén)子MTA模塊配合使用,，亦支持魏德米勒專(zhuān)為SMART開(kāi)發(fā)的MTA模塊2,。
作為PCS 7 SMART中的主流分布式I/O設(shè)備，提供更具吸引力的性?xún)r(jià)比,，并秉承一如既往的高質(zhì)量,。
用于 S7-400H 和 S7-400F/FH 的 CPU可在 S7-400H 容錯(cuò)自動(dòng)化系統(tǒng)中使用可通過(guò) F 運(yùn)行版授權(quán)作為具有 F 功能的 CPU 在 S7-400F/FH 全相關(guān)系統(tǒng)中使用組合了 MPI/PROFIBUS DP-主接口,，帶有 2 個(gè)用于同步模塊的連接插槽
應(yīng)用
CPU 412–3H 可用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH,。 它可建立故障容錯(cuò) S7-400H 系統(tǒng)。 也可結(jié)合 F 運(yùn)行授權(quán)一起用于 S7-400F/FH 故障全自動(dòng)化系統(tǒng),。 內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口使它能夠作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線,。
設(shè)計(jì)
CPU 412-5H 擁有：功能強(qiáng)大的處理器：CPU 處理每條二進(jìn)制指令的時(shí)間小于 31.25 ns。1 MB RAM（512 KB 用于程序,，512 KB 用于數(shù)據(jù)）,；裝載存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ) S7-400H F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶程序和參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù),；高速 RAM 用于用戶程序的順控相關(guān)部分
