西门子PLC全国代理SMART200模块

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PLC程序变量

 (1) 变量与参数。“变量”与“参数”是S7中常用的名词，在不同的使用场合有不同的含义。为了防止概念的混淆，可根据不同的用途，将S7中的变量分为“程序变量”与“诊断变量”两大类;将参数分为"程序参数"与"配置参数(组态参数)"两大类。

  “诊断变量”用于PLC调试阶段，如“变量表调试”所指的就是“诊断变量”。诊断变量包括的范围很广、凡是PLC中可以赋值或进行显示的信号与数据统称为诊断变量(Varlable)，它包括输入、输出、内部标志寄存器、定时器、计数器、数据块中的内容等。

  “配置参数(组态参数)”用于PLC硬件的配置(组态)，通过“配置参数(组态参数)”的设定，可以定义PLC的组成模块、I/O地址、通信接口等。

  “程序变量”与“程序参数”是在PLC程序设计阶段需要使用的“变量”与“参数”。因此，除非特别说明，这里所讲的“变量”均是指“程序变量”，“参数”均是指“程序参数”;而在调试部分，硬件组态(配置)部分所述的“变量”均是指“诊断变量”，“参数”均是指“配置参数”。

  S7可以使用的"程序变量"包括程序参数、局部变量(又称临时变量Temporary)、静态变量(Static)3 种基本类型，并且有规定的使用范围。

  (2) 变量的作用。在PLC程序中可以使用变量，是S7系列PLC的特点之一。在S7中使用变量可以实现以下功能：

  1) 增加程序的通用性。在PLC程序设计阶段，为了提高程序的通用性，可以通过变量使得同一逻辑块用在不同的控制场合。

  例如：对于图5-35所示的逻辑块，假设其功能为实现逻辑运算C=B·A;D=D 1，并且采用变量进行编程。

  调用该逻辑块时，若对变量A赋值为I0.1、变量B 赋值为I0.2、变量D赋值为MW10、变量C赋值为Q01 时，程序的执行结果为：

  Q0.1=I02·I0.1:MW10=MW10 1。

  图5-35 变量的作用

  2) 便于程序检查。使用了变量后，在调用该逻辑块时，在调用指令中可以显示该逻辑块所需要的相应输入、输出信号(见图5-36)，以方便程序设计与检查。

  由于S7对变量与符号地址有规定的格式要求(不可以使用S7关键词，有关S7的关键词可以参见附录)，因此，在图5-36中已经将图5-35所对应的逻辑块变量A、B、C、D、分别采用了符号地址IN_A、IN_B、OUT_C、INOUT_D进行编程。

  图5-36 调用变量编程的块

  (3) 变量的分类与使用范围。S7可以使用的"程序变量"包括程序参数、局部变量(又称临时变量Temp)、静态变量(Stat)3种基本类型。

  1) 程序参数。S7的程序参数用于传递逻辑块之间的数据。当采用调用式结构时，应通过参数定义执行被调用的逻辑块所需要的数据;也可以通过参数将被调用的逻辑块的执行结果返回给调用的块。

  在S7中，从参数的用途与功能上，程序参数可以分为输入参数(IN)、输出参数(OUT)、输入/输出参数(IN_OUT)3种;从参数的性质上可以分为形式参数(Format Parameter)与实际参数(Actual Parameter)2种。

  ● 输入参数(IN)：它是逻辑块执行所需要的基本输入参数，在逻辑块中只能进行"读"操作，由调用它的其他逻辑块予以赋值。

  例如，在图5-35中，信号A、B在逻辑块中为"触点"信号，它由调用它的块将其定义为I0.1、10.2或11.1、11.2等具体而明确的输入地址(可以是地址或符号地址，参见图5-36)。

  ● 输出参数(OUT)：它是逻辑块执行结果存储所需要的基本输出参数，在逻辑块中只能进行"与"操作，由调用它的其他逻辑块定义地址，执行结果可以用于其他逻辑块。

  例如，在图5-35中的信号C在逻辑块中为输出"线圈"信号，同样由调用它的逻辑块将其定义为Q0.1或Q1.1等具体而明确的输出地址(可以是地址或符号地址，参见图5-36)。

  ● 输入/输出参数(IN_OUT)：它是逻辑块执行所需要的基本输入/输出参数，在逻辑块中可以进行“读/写”操作。在逻辑块中一方面要求有“初始值”输入(初始值可以在变量表中设定)，另一方面又可以进行结果输出。因此，由调用它的其他逻辑块或变量表给定"初始值";但在逻辑块的执行过程中将改变参数值，改变后的输入/输出参数同样可以用于其他逻辑块。

  例如，在图5-35中的D在逻辑块需要进行加"1"运算，它由调用它的块给定初始值(MW10)，运算结果同时又保存在MW10中(参见图5-36)。

  ● 形式参数与实际参数：在使用了变量后，功能块中所使用的信号与数据只能以“符号”的形式出现，如图5-35中的A、B、C、D等，这些“符号”称为形式参数(Format Parameter)。而在调用块中对“符号”所赋予的实际地址或实际数值，如图5-36中的10.1、10.2、00.1、MW10等称为实际参数(Aetual Parameter)。

  2) 局部变量。S7中的局部变量又称为"临时变量(Temporary)"，它用于存储逻辑块内中间状态暂存的寄存器(堆栈L)，堆栈的状态仅在所在的逻辑块内生效，不可以用于其他逻辑块。

  3) 静态变量。静态变量(Static)只能用于功能块FB，它存储在与功能块配套的即时数据块DI中，仅对所调用的FB块有效，结果可以记忆，但只能与FB配套使用，不能用于其他逻辑块。

  4) 变量的使用范围。程序变量在逻辑块中的使用有规定的范围，具体如下。

  ●组织块OB：只能使用临时变量(Temp);

  ● 程序块FC;可以使用临时变量(Temp)与程序参数输入(IN)、输出(OUT)与输入/输出(IN/out);

  ● 功能块FB：可以使用全部变量。

为什么说用PLC实现对系统的控制是非常可靠的

  用PLC实现对系统的控制是非常可靠的。这是因为PLC在硬件与软件两个方面都采取了很多措施，确保它能可靠工作。事实上，如果PLC工作不可靠，就无法在工业环境下运用，也就不成其为PLC了。

    1·在硬件方面：

    PLC的输入输出电路与内部CPU是电隔离。其信息靠光耦器件或电磁器件传递。而且，CPU板还有抗电磁干扰的屏蔽措施。故可确保PLC程序的运行不受外界的电与磁干扰，能正常地工作。

    PLC使用的元器件多为无触点的，而且为高度集成的，数量并不太多，也为其可靠工作提供了物质基础。

    在机械结构设计与制造工艺上，为使PLC能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可确保PLC耐振动、耐冲击。使用环境温度可高达摄氏50多度，有的PLC可高达80--90度。

    有的PLC的模块可热备，一个主机工作，另一个主机也运转，但不参与控制，仅作备份。一旦工作主机出现故障，热备的可自动接替其工作。

    还有更进一步冗余的，采用三取一的设计，CPU、I/O模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。三套同时工作，终输出取决于三者中的多数决定的结果。这可使系统出故障的机率几乎为零，做到万无一失。当然，这样的系统成本是很高的，只用于特别重要的场合，如铁路车站的道叉控制系统。

    2．在软件方面：

    PLC的工作方式为扫描加中断，这既可它能有序地工作，避免继电控制系统常出现的"冒险竞争"，其控制结果总是确定的；而且又能应急处理急于处理的控制，了PLC对应急情况的及时响应，使PLC能可靠地工作。

    为监控PLC运行程序是否正常，PLC系统都设置了"看门狗"（Watchingdog）监控程序。运行用户程序开始时，先清"看门狗"定时器，并开始计时。当用户程序一个循环运行完了，则查看定时器的计时值。若超时（一般不超过100ms），则报警。严重超时，还可使PLC停止工作。用户可依报警信号采取相应的应急措施。定时器的计时值若不超时，则重复起始的过程，PLC将正常工作。显然，有了这个"看门狗"监控程序，可PLC用户程序的正常运行，可避免出现"死循环"而影响其工作的可靠性。

    PLC还有很多防止及检测故障的指令，以产生各重要模块工作正常与否的提示信号。可通过编制相应的用户程序，对PLC的工作状况，以及PLC所控制的系统进行监控，以确保其可靠工作。

    PLC每次上电后，还都要运行自检程序及对系统进行初始化。这是系统程序配置了的，用户可不干预。出现故障时有相应的出错信号提示。

    正是PLC在软、硬件诸方面有强有力的可靠性措施，才确保了PLC具有可靠工作的特点。它的平均无故障时间可达几万小时以上；出了故障平均修复时间也很短，几小时以至于几分钟即可。

    曾有人做过为什么要使用PLC的问卷调查。在回答中，多数用户把PLC工作可靠作为选用它的主要原因，即把PLC能可靠工作，作为它的指标。