西门子s7-300plc有v存储区吗?听到这个问题,绝大多数人都会笑起来,v存储区不就是s7-200的变量存储区吗?s7-300哪里有什么v区?有没有搞错?最近有个网友在网上询问这个问题:“我的疑问也是这个v区,被一堆人鄙视的说是200的吧。另外我有个疑问没见有谁用这个区域编程,麻烦有类似的例子给露露脸啊”,显出了几分急切和无奈。
我也曾经被这个问题困扰过,下面向大家介绍我寻找答案的过程。
首先在step 7的帮助中搜索“v区”,在参数类型any和pointer的帮助中有个存储区编码表,其中就有v区,其代码为16#87,对v区的描述为“先前的本地数据”。这几个字像天书一样,可能很难有人能看懂。
为了确认翻译的准确性,我将step 7切换到英语,“先前的本地数据”的英文为“previous local data”。local data一般翻译为“局部数据”,看来翻译没有问题。德国人的英语水平很高,德国大学图书馆的书籍和杂志大多数都是英语的,不用怀疑德语翻译为英语时失真。
v区与参数类型any和pointer有关,打开step 7的帮助目录中的附录,选中其中的“\数据类型和参数类型\参数类型\参数类型pointer的格式”,可以看到参数类型由6个字节组成,0号和1号字节是db块的编号,不是数据块内的地址时为0。2~5号字节的格式与寄存器间接寻址的格式相同。下面是寄存器间接寻址的32位指针格式:
x000 0rrr 0000 0bbb bbbb bbbb bbbb bxxx
其中第0~2位(xxx,最低位为第0位)为被寻址地址中位的编号(0~7),第3~18位(16个b)为被寻址地址的字节的编号。第24~26位(rrr)为被寻址地址的区域标识号,指针的最高位x 为0时,为区域内的间接寻址,最高位x 为1时,为区域间(交叉区域)间接寻址。
参数类型any可以用来传递一片连续的地址区,由10个字节组成。any和pointer用于在块调用时传递输入、输出参数。为了揭开v区之谜,编写了fc1,将地址区中相邻的若干个字累加。地址区的起始地址由参数类型为pointer的输入参数start_addr提供。p# db2.dbx0.0也可以改写为db2.dbx0.0。在ob1中调用fc1:
call fc 1
start_addr:=p#db2.dbx0.0 //数据区起始地址
number :=5 //需要累加的字数
result :=db2.dbd10 //保存运算结果的双整数
图1是运行时监控fc1的结果,累加器1(standard)中的数据为十六进制显示格式,ar1是地址寄存器1。终于看到了ar1中的v区地址了!
800)this.width=800>
图1中第一条指令的p#表示指针,第2个#号表示局部变量。p##start_addr就是调用fc1时,用输入参数start_addr传送给fc1的指针p#db2.dbx0.0(16#0002 8400 0000)存放的地址。p##start_addr(16#8700 00a8)最低字节16#a8对应的二进制数为2#10101000,其字节部分为2#10101,即十进制数21,最高字节16#87(2#1000 0111)表示存储区为v区。
第一条指令将p##start_addr送给累加器1,第二条指令将累加器1中的数据传送到ar1,传送后ar1中的地址为v21.0(即16#8700 00a8)。
那么v区到底是什么呢?根据帮助中的解释“先前的本地数据”(previous local data),猜想与局部数据堆栈有关。执行每个块时,它都有自己的临时局部数据。在ob1调用fc1时,ob1的临时局部数据被保存到局部数据堆栈,fc1则使用它自己的临时局部数据区,ob1的局部数据成为“previous local data”(以前的局部变量)。根据上述分析,v区很有可能是调用fc1的ob1的局部数据区。
怎样才能证实这个猜想呢?最好能看到ar1中的地址为v21.0时,ob1的局部数据。好在step 7的监控功能可以查看块调用时保存在堆栈中的数据。为了能看到某条指令执行后ob1的局部数据,在fc1的第2条指令处设置一个断点。执行完第2条指令后,cpu进入hold模式,此时打开cpu模块信息对话框的“堆栈”选项卡,选中b堆栈中的ob1,点击“l堆栈”按钮,打开l堆栈对话框,ob1的局部数据堆栈如图2所示。
800)this.width=800>
由图1可知,因为指针常数p#v21.0(16#8700 00a8)被送给ar1,监控区中的ar1列显示v21.0。此时ob1调用fc1的pointer格式的实参p#db2.dbx0.0(16#0002 8400 0000),存放在从ob1的局部变量lb21开始的6个字节中(见图2)。因此ar1中的p#v21.0表示指针常数p#db2.dbx0.0的值存放在ob1的局部变量区中的地址,换句话说,v区就是调用fc1时ob1的局部数据区。
难怪“没见有谁用这个区域编程”,v区用于监控,在编程时没有使用它。
最后我们来总结一下块调用时的参数传递过程。如果输入参数为简单数据类型,例如字节、字、整数和双整数,可以通过32位(4个字节)的累加器1直接传递参数。而any和pointer分别为10个和6个字节,不能用累加器1直接传递。因此将这些参数的实参(例如16#0002 8400 0000)暂时保存在ob1从v21.0开始的局部变量中。在被调用的fc1中, p##start_addr提供了保存参数start_addr的实参的地址v21.0,在fc1中用寄存器间接寻址指令“l w [ar1,p#0.0]”来读取pointer实参的第一个字(数据块编号),用指令“l d [ar1,p#2.0]”来读取pointer实参的2~5号字节(数据块内的变量地址p# dbx0.0)。间接寻址的操作数地址等于方括号中ar1的地址值加上逗号后面的地址偏移量。
说到这里,我们可以看到传递pointer参数类型的思路是非常清晰的,“previous local data”用词是准确的,只不过所用的笔墨太少,背后的复杂过程需要我们猜想和验证。
解决了这个问题后,有一些感触:
1.由于语言和思维方式的差异,老外写的用户手册有的地方很难理解,这并不奇怪。奇怪的是网上有一些高手的“用户手册万能论”。用户手册肯定不是万能的,不可能回答所有的问题,有的问题还需要我们设法去探索和发现,包括用程序来验证我们的假设。
2.这个问题的解决使我惊叹step 7强大的功能,如果没有断点和监控堆栈的功能,是不可能搞清楚这个问题的。还有别的plc有这些功能吗?