当功能块fb1在组织块中被调用时,使用了与fb1相关联的背景数据块。这样fb1有几次调用,就必须配套相应数量的背景数据块。当fb1的调用次数较多时,就会占用更多的数据块。使用多重背景数据块可以有效地减少数据块的数量,其编程思路是创建一个比fb1级别更高的功能块,如fb10,对于fb1的每一次调用,都将数据存储在fb10的背景数据块中。这样就不需要为fb1分配任何背景数据块。
下面以发动机组控制系统为例,介绍如何编辑和使用多重背景数据块。
例 发动机组控制系统设计——使用多重背景
设某发动机组由1台汽油发动机和1台柴油发动机组成,现要求用plc控制发动机组,使各台发动机的转速稳定在设定的速度上,并控制散热风扇的启动和延时关闭。每台发动机均设置一个启动按钮和一个停止按钮。
项目的编程步骤如下:
(1)创建s7项目。使用菜单“文件”à“新建工程”向导创建发动机组 控制系统的s7项目,并命名为“多重背景”。cpu选择cpu 315- 2dp,项目包含组织块ob1。
(2)硬件配置。在“多重背景”项目内打开“simatic 300(1)”文件夹,打开硬件配置窗口,并按图1完成硬件配置。
图1 硬件配置
(3)编辑如图2所示的符号表。
(4) 规划程序结构。程序结构规划如图3所示。fb10为上层功能块,它 把fb1作为其“局部实例”,通过二次调用本地实例,分别实现对汽 油机和柴油机的控制。这种调用不占用数据块db1和db2,它将每次调用(对于每个调用实例)的数据存储到体系的上层功能块fb10的背景数据块db10中。
(5)编辑功能(fc)。fc1用来实现发动机(汽油机或柴油机)的风扇控制,按照控制要求,当发动机启动时,风扇应立即启动;当发动机停止后,风扇应延时关闭。因此fc1需要一个发动机启动信号、一个风扇控制信号和一个延时定时器。
1) 定义局部变量声明表。局部变量声明表如表1所示,表中包含3个变量,两个in变量,1个out变量。
表1 变量声明表
2) 编辑fc1的控制程序。fc1所实现的控制要求:发动机启动时风扇启动,当发动机再次关闭后,风扇继续运行4s,然后停止。定时器采用断电延时定时器,控制程序如图4所示。
图4 fc1控制程序
(6)编辑共享数据块。共享数据块db3可为fb10保存发动机(汽油机和柴油机)的实际转速,当发动机转速都达到预设速度时,还可以保存该状态的标志数据。db3的数据如图5所示。
(7) 编辑功能块(fb)。在该系统的程序结构内,有2个功能块:fb1和fb10。fb1为底层功能块,所以应首先创建并编辑;fb10为上层功能块,可以调用fb1。
1) 编辑底层功能块fb1。在项目内创建fb1,符号名“engine”。定义功能块fb1的变量声明表如表2所示。
fb1主要实现发动机的启停控制及速度监视功能,其控制程序如图6所示。
图6 fb1程序
2) 编辑上层功能块fb10。在项目内创建fb10,符号名“engines”。在fb10的属性对话框内激活“多情景标题”选项,如图7所示。
图7 将fb10设置成使用多重背景的功能块
要将fb1作为fb10的一个“局部背景”调用,需要在fb10的变量声明表中为fb1的调用声明不同名称的静态变量,数据类型为fb1(或使用符号名“engine”),如表3所示。
表3 fb10的变量声明表
在变量声明表内完成fb1类型的局部实例:“petrol_engine”和“diesel_engine”的声明以后,在程序元素目录的“多重实例”目录中就会出现所声明的多重实例,如图8所示。接下来可在fb10的代码区,调用fb1的“局部实例”。
编写功能块fb10的控制程序如图9所示。调用fb1局部实例时,不再使用独立的背景数据块,fb1的实例数据位于fb10的实例数据块db10中。发动机的实际转速可直接从共享数据块中得到,如db3.dw0(符号地址为“s_data”.pe_actual_speed)。
图9 fb10的控制程序
(8) 生成多重背景数据块db10。在项目内创建一个与fb10相关联的多重背景数据块db10,符号名“engine_data”。如图10所示。
图10 db10的数据结构
(9) 在ob1中调用功能(fc)及上层功能块(fb)。ob1控制程序如图11所示,“程序段4”中调用了fb10。
图11 ob1控制程序
使用多重背景时应注意以下问题:
(1) 首先应生成需要我次调用的功能块(如例中的fb1)。
(2) 管理多重背景的功能块(如例中的fb10)必须设置为有多重背景功能。
(3) 在管理多重背景的功能块的变量声明表中,为被调用的功能块的每一次调用定义一个静态(stat)变量,以被调用的功能块的名称(如fb1)作为静态变量的数据类型。
(4) 必须有一个背景数据块(如db10)分配给管理多重背景的功能块。背景数据块中的数据是自动生成的。
(5) 多重背景只能声明为静态变量(声明类型为“stat”)。