電氣控制與PLC主講教師：曾新紅選用教材：《電氣控制與PLC應用技術》曾新紅

等主編廣州航海學院教學目標

通過本節(jié)的學習，主要了解數(shù)據(jù)塊的作用和數(shù)據(jù)類型的分類，及其在用戶程序結構中的應用。進一步了解結構化編程的理念，掌握在TIAPortal編程軟件中添加變量表、添加新塊和調(diào)用功能塊，掌握全局數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)類型，學會如何進行PLC的調(diào)試與診斷。全局數(shù)據(jù)塊與數(shù)據(jù)類型4.3.1全局數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊(DB)是用于存放執(zhí)行代碼塊時所需的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)。與代碼塊不同，數(shù)據(jù)塊沒有指令，STEP7軟件中按數(shù)據(jù)生成的順序自動地為數(shù)據(jù)塊中的變量分配地址。有兩種類型的數(shù)據(jù)塊：

1）全局數(shù)據(jù)塊存儲供所有的代碼塊使用的數(shù)據(jù)，所有的OB、FB和FC都可以訪問它們。

2)背景數(shù)據(jù)塊存儲的數(shù)據(jù)供特定的FB使用。背景數(shù)據(jù)塊中保存的是對應的FB的Input（輸入）、Output（輸出）、InOut（輸入輸出）和Static（靜態(tài)）變量。FB的臨時數(shù)據(jù)（Temp）沒有用背景數(shù)據(jù)塊保存。在項目FB_FC中生成一個名為Globa1DB1的全局數(shù)據(jù)塊DB5（見圖4-20），在第2行生成一個名為INC100ms的無符號整數(shù)變量。在設置CPU的屬性時，令MB0為時鐘存儲器字節(jié)，在OB1中用M0.0產(chǎn)生的10Hz的時鐘脈沖，使變量INC100ms每100ms加1。在DB5中還生成了一個名為“發(fā)電機”的結構，和名為“功率”的數(shù)組（見圖4.20）結構和數(shù)組“偏移量”列是它們在數(shù)據(jù)塊中的起始地址，可以看出結構“發(fā)電機”占8B。點擊數(shù)據(jù)塊窗口的工具欄上的按鈕（見圖4.20），在選中的變量的下面增加一個空白行，點擊工具欄上的按鈕，在選中的變量的上面增加一個空白行。點擊按鈕，切換到擴展模式，將顯示或隱藏“初始值”列，同時自動顯示或隱藏結構和數(shù)組的元素。

圖4.20全局數(shù)據(jù)塊

選中項目樹中的PLC_l，將PLC的組態(tài)數(shù)據(jù)和塊下載到CPU，將CPU切換到RUN模式。打開DB5后，點擊工具欄上的按鈕，啟動監(jiān)視功能，出現(xiàn)“監(jiān)視值”列（見圖4.20），可以看到變量INC100ms的值在不斷地增大。

用鼠標右鍵點擊項目樹中的DB5，執(zhí)行出現(xiàn)的快捷菜單中的“屬性”命令，選中打開的對話框左邊的“屬性”組（見圖4.21），再選中右邊的復選框“在設備中寫保護數(shù)據(jù)塊”，可以使數(shù)據(jù)塊具有寫保護（只讀）功能。數(shù)據(jù)塊可以按位（例如DBX3.5）、字節(jié)(DBB)、字(DBW)和雙字（DBD）來訪問。在訪問數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)時，應指明數(shù)據(jù)塊的名稱，例如DBI.DBW20。

圖4.21設置數(shù)據(jù)塊的屬性1、數(shù)據(jù)類型的分類必須為用戶程序中使用的所有數(shù)據(jù)設置數(shù)據(jù)類型?？梢允褂孟铝械臄?shù)據(jù)類型：

1)基本數(shù)據(jù)類型：用來描述數(shù)據(jù)的長度和屬性。

2)復雜數(shù)據(jù)類型：由基本數(shù)據(jù)類型組合而成。

3)參數(shù)數(shù)據(jù)類型：用于定義傳送到功能和功能塊的參數(shù)。

4)系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型：由系統(tǒng)生成，可供用戶使用，具有預定義的不能修改的結構。

5)硬件數(shù)據(jù)類型；用于識別硬件元件、事件和中斷OB等寫硬件有關的對象。用戶程序使用與模塊有關的指令時，用硬件數(shù)據(jù)類型的常數(shù)來作指令的參數(shù)。用戶程序中的操作與特定長度的數(shù)據(jù)對象有關，例如位邏輯指令使用位(bit)數(shù)據(jù)，Move指令使用字節(jié)、字和雙字數(shù)據(jù)。

2、復雜數(shù)據(jù)類型復雜數(shù)據(jù)類型由其他數(shù)據(jù)類型組合而成，有下列4種復雜數(shù)據(jù)類型：1)DTL：用于表示用日期和時間定義的時刻，包括年、月、日、星期、小時、分、秒和納秒，其長度為12B。2)String：最多由254個字符組成的字符串。

4.3.2

數(shù)據(jù)類型

3)Array：由固定個數(shù)的相同數(shù)據(jù)類型的元素組成的數(shù)組。4)Struct:由固定個數(shù)的元素組成的結構，其元素可以具有不同的數(shù)據(jù)類型。

PLC變量表只能定義基本數(shù)據(jù)類型的變量，不能定義復雜數(shù)據(jù)類型的變量?？梢栽诖a塊的界面區(qū)或全局數(shù)據(jù)塊中定義復雜數(shù)據(jù)類型的變量。3、結構的生成與結構元素的使用在數(shù)據(jù)塊DB5的第3行生成一個名為“發(fā)電機”的結構（見圖4.21），數(shù)據(jù)類型為Struct。未生成結構的元素時，Struct所在的單元的背景色為表示出錯的粉紅色。生成一個結構的元素后，其背景色變?yōu)檎５陌咨?。輸入完結構“發(fā)電機”的4個元素后，點擊“發(fā)電機”左邊的按鈕，它變?yōu)?，同時結構的元素被隱藏起來。在結構“發(fā)電機”的下面一行生成一個名為“功率”的數(shù)組（見圖4.21）。

4、參數(shù)類型在FB和FC中定義代碼塊之間傳送數(shù)據(jù)的形式參數(shù)時，可以使用基本數(shù)據(jù)類型、復雜數(shù)據(jù)類型、系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型和硬件數(shù)據(jù)類型，此外還可以使用參數(shù)類型。有兩個參數(shù)數(shù)據(jù)類型：Variant和Void。Variant數(shù)據(jù)類型的參數(shù)是指向各種數(shù)據(jù)類型或參數(shù)類型變量的指針。Variant可以識別結構并指向它們，還可以指向結構變量的單個元件。5．系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型

系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型由固定個數(shù)的元素組成，它們具有不能更改的不同的數(shù)據(jù)結構。系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型只能用于某些特定的指令，表4-1給出了可以使用的系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型和它們的用途。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型字節(jié)數(shù)描述IEC_Timer16用于定時器指令的定時器結構IEC_SCounter3用于數(shù)據(jù)類型為SInt的計數(shù)器指令的計數(shù)器結構IEC_USCounter3用于數(shù)據(jù)類型為USInt的計數(shù)器指令的計數(shù)器結構IEC_UCounter6用于數(shù)據(jù)類型為UInt的計數(shù)器指令的計數(shù)器結構IEC_Counter6用于數(shù)據(jù)類型為Int的計數(shù)器指令的計數(shù)器結構IEC_DCounter12用于數(shù)據(jù)類型為DInt的計數(shù)器指令的計數(shù)器結構IEC_UDCounter12用于數(shù)據(jù)類型為UDInt的計數(shù)器指令的計數(shù)器結構ErrorStruct28編程或I/O訪問錯誤的錯誤信息結構，用于GET_ERROR指令CONDITIONS52定義啟動和結束數(shù)據(jù)接收的條件，用于RCV_GFG指令TCON_Param64用于指定存放PROFINET開發(fā)通信連接描述的數(shù)據(jù)塊的結構Void-該數(shù)據(jù)類型沒有數(shù)值，用于輸出不需要返回值的場合。例如可以用于沒有錯誤信息的STAYUS輸出表4-1系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型6．硬件數(shù)據(jù)類型硬件數(shù)據(jù)類型的個數(shù)與CPU的型號有關。指定的硬件數(shù)據(jù)類型常數(shù)與硬件組態(tài)時模塊的設置有關。在用戶程序中插入控制或激活模塊的指令時，將使用硬件數(shù)據(jù)類型常數(shù)來作指令的參數(shù)。表4-2給出了可以使用的硬件數(shù)據(jù)類型和它們的用途。表4-2硬件數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型描述HW_ANYWord用于識別任意的硬件部件，例如模塊HW_IOHW_ANY用于識別I/O組件HW_SUBMODULEHW_IO用于識別中央I/O組件HW_INTERFACEHW_SUBMODULE用于識別接口組件HW_HSCHW_SUBMODULE用于識別高速計數(shù)器，例如用于CTRL_HSC指令HW_PWMHW_SUBMODULE用于識別脈沖寬度調(diào)制，例如用于CTRL_PWM指令HW_PTOHW_SUBMODULE用于在運動控制中識別脈沖傳感器AOM_IDENTDWord用于識別AS運行系統(tǒng)中的對象EVENT_ANYAOM_IDENT用于識別任意的事件EVENT_ATTEVENT_ANY用于識別可以動態(tài)地指定給一個OB的事件，例如用于ATTACH和DETACH指令EVENT_HWINTEVENT_ATT用于識別硬件中斷事件OB_ANYInt用于識別任意的OBOB_DELAYOB_ANY出現(xiàn)時間延遲中斷時，用于識別OB調(diào)用，例如SRT_DINT和CAN_DINT指令OB_CYCLICOB_ANY出現(xiàn)循環(huán)中斷時，用于識別OB調(diào)用OB_ATTOB_ANY用于識別可以動態(tài)地指定給事件的OB，例如用于ATTACH和DETACH指令OB_PCYCLEOB_ANY用于識別可以指定給循環(huán)事件級別的事件的OBOB_HWINTOB_ANY出現(xiàn)硬件中斷時，用于識別OB調(diào)用OB_DIAGOB_ANY出現(xiàn)診斷錯誤中斷時，用于識別OB調(diào)用OB_TIMEERROROB_ANY出現(xiàn)時間錯誤時，用于識別OB調(diào)用OB_STARTUPOB_ANY出現(xiàn)啟動事件時，用于識別OB調(diào)用PORTUInt點對點通信時用于識別通信接口CONN_ANYWord用于識別任意的連接CONN_OUCCONN_ANY用于識別PROFINET開放通信的連接變量表的“常數(shù)”選項卡列出了項目中的硬件數(shù)據(jù)類型的值，即硬件組件的標識符。其中的變量與項目中組態(tài)的硬件結構和組件的型號有關。4.3.3數(shù)據(jù)類型的轉換1．數(shù)據(jù)類型的轉換方式一個指令有關的操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型應是協(xié)調(diào)一致的，這一要求也適用于塊調(diào)用時的參數(shù)設置。如果操作數(shù)具有不同的數(shù)據(jù)類型，應對它們進行轉換。有兩種不同的轉換方式。1）隱式轉換：執(zhí)行指令時自動地進行轉換。2)顯式轉換：在執(zhí)行指令之前使用轉換指令進行轉換。2．隱式轉換如果操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型兼容，將自動執(zhí)行隱式轉換。兼容性測試可以使用不同的標準：

1)使用IEC檢查，采用嚴格的兼容性規(guī)則，指令有關的操作數(shù)必須具有相同的數(shù)據(jù)類型。2)不使用IEC檢查，兼容性測試采用不太嚴格的標準。不要求指令有關的操作數(shù)具有相同的數(shù)據(jù)類型，但是必須具有相同的數(shù)據(jù)位數(shù)，例如16位的數(shù)據(jù)類型Int、UInt和Word。Real和Time之間的轉換是例外，不允許這樣的隱式轉換。3、顯式轉換操作數(shù)不兼容時，不能執(zhí)行隱式轉換，可以使用顯式轉換指令。轉換指令在指令列表的“數(shù)學函數(shù)”、“字符串+字符”和“轉換操作”文件夾中。顯式轉換的優(yōu)點是可以檢查出所有不符合標準的問題，并用EN0的狀態(tài)指示出來。

4、設置IEC檢查功能如果激活了“IEC檢查”，在執(zhí)行指令時，將會采用嚴格的數(shù)據(jù)類型兼容性標準。

(1)設置對項目中所有新的塊進行IEC檢查執(zhí)行“選項”菜單中的“設置”命令，選中出現(xiàn)的“設置”編輯器對話框左邊窗口的“PLC編程”中的“出軌”組，用復選框選中右邊窗口“新塊的默認設置”區(qū)中的“IEC檢查”，新生成的塊默認的設置將使用IEC檢查。(2)設置單獨的塊進行IEC檢查如果沒有設置對項目中所有新的塊進行IEC檢查，可以設置對單獨的塊進行IEC檢查。用鼠標右鍵點擊項目樹中的某個代碼塊，執(zhí)行快捷菜單中的“屬性”命令，選中打開的對話框左邊窗口的“屬性”組（見圖4-22），用右邊窗口中的“LEC檢查”復選框激活這個塊的IEC檢查功能。保存項目時才保存這個設置。