西門子S7-200CN模塊6ES7223-1PM22-0XA8

時間：2023-03-30

SIMATIC S7-200 CN，數(shù)字量 I/O EM 223，僅用于 S7-22X CPU， 32 DE 24V DC，灌電流/拉電流， 32 DA 繼電器，2A/通道此 S7-200 CN 產品只具有 CE 認證

1．某些國外的小型PLC的程序結構——西門子PLC 這些PLC的用戶程序由主程序、子程序和中斷程序組成。在每一個掃描循環(huán)周期，CPU都要調用一次主程序。主程序可以調用子程序，小型控制系統(tǒng)可以只有主程序。中斷程序用于快速響應中斷事件。在中斷事件發(fā)生時，CPU將停止執(zhí)行當時正在處理的程序或任務，去執(zhí)行用戶編寫的中斷程序。執(zhí)行完中斷程序后，繼續(xù)執(zhí)行被暫停執(zhí)行的程序或任務。它們的子程序和中斷程序沒有局部變量，子程序沒有輸入、輸出參數(shù)。

2．西門子的S7-200的程序結構 過程映像輸入/輸出（I/Q）、變量存儲器V、內部存儲器位M、定時器T、計數(shù)器C等屬于全局變量。S7-200的程序組織單元(ProgramOrganizationalUnit，簡稱為POU)包括主程序、子程序和中斷程序。每個POU均有自己的64字節(jié)局部變量，局部變量只能在它所在的POU中使用。與此相反，全局變量可以在各POU中使用。

下面是子程序可以使用的局部變量： 　　

1)TEMP(臨時變量)是暫時保存在局部數(shù)據(jù)區(qū)中的變量。只有在執(zhí)行該POU時，定義的臨時變量才被使用，POU執(zhí)行完后，不再保存臨時變量的數(shù)值。　　

2)IN是由調用它的POU提供的輸入?yún)?shù)。　　

3)OUT是返回給調用它的POU的輸出參數(shù)(子程序的執(zhí)行結果)。　　

4)IN_OUT是輸入_輸出參數(shù)，其初始值由調用它的POU傳送給子程序，并用同一變量將子程序的執(zhí)行結果返回給調用它的POU。　　主程序和中斷程序的局部變量中只有臨時變量TEMP。具有輸入、輸出參數(shù)和局部變量的子程序易于實現(xiàn)結構化編程，對于長期生產同類設備或生產線的廠家尤為有用。這些廠家的編程人員為設備的各組件或工藝功能編寫了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的內部代碼，只要知道子程序的功能和輸入、輸出參數(shù)的意義，就可以通過程序之間的調用快速“組裝”出滿足不同用戶要求的控制程序。就好像用數(shù)字集成電路芯片組成復雜的數(shù)字電路一樣。子程序如果沒有輸入、輸出參數(shù)，它和調用它的程序之間沒有清晰的接口，很難實現(xiàn)結構化編程。子程序如果沒有局部變量，它和調用它的程序之間只能通過全局變量來交換數(shù)據(jù)，子程序內部也只能使用全局變量。將子程序和中斷程序移植到別的項目時，需要重新統(tǒng)一安排它們使用的全局變量，以保不會出現(xiàn)沖突。當程序很復雜，子程序和中斷程序很多時，這種重新分配地址的工作量非常大。如果子程序和中斷程序有局部變量，并且它們內部只使用局部變量，不使用全局變量，因為與其他POU沒有沖突，不需作任何改動，就可以將子程序移植到別的項目中去。

3．西門子的S7-300/400的程序結構 　　 S7-300/400將子程序分為功能（Function，或稱為函數(shù)）和功能塊（FunctionBlock）。　　 S7-300/400的功能與S7-200的子程序基本上相同。它們均有輸入、輸出參數(shù)和臨時變量，功能的局部數(shù)據(jù)中的返回值實際上屬于輸出參數(shù)。它們沒有**的存儲區(qū)，功能執(zhí)行結束后，不再保存臨時變量中的數(shù)據(jù)。可以用全局變量來保存那些在功能執(zhí)行結束后需要保存的數(shù)據(jù)，但是會影響到功能的可移植性。功能塊是用戶編寫的有自己**的存儲區(qū)（即背景數(shù)據(jù)塊）的程序塊，功能塊的輸入、輸出參數(shù)和靜態(tài)變量存放在*的背景數(shù)據(jù)塊中，臨時變量存儲在局部數(shù)據(jù)堆棧中。每次調用功能塊時，都要*一個背景數(shù)據(jù)塊。功能塊執(zhí)行完后，背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會丟失，但是不會保存局部數(shù)據(jù)堆棧中的數(shù)據(jù)。功能塊采用了類似于C++的封裝的概念，將程序和數(shù)據(jù)封裝在一起，具有很好的可移植性。S7-300/400的共享數(shù)據(jù)塊可供所有的邏輯塊使用。

4．IEC61131-3的程序結構 　　 IEC61131-3是PLC的編程語言標準。IEC61131-3是世界上**個，也是至今為止**的工業(yè)控制領域的編程語言標準。IEC 　　 61131-3有三種POU：程序、功能塊和功能。　　功能是有多個輸入?yún)?shù)和一個輸出參數(shù)（返回值）的POU，返回值的名稱與功能的名稱相同，需要定義返回值的數(shù)據(jù)類型。調用具有相同輸入值的功能總是返回相同的結果。功能可以調用其他功能，但是不能調用功能塊或程序。功能可定義的局部變量有VAR和VAR_INPUT。功能塊是有多個輸入/輸出參數(shù)和內部存儲單元的POU，功能塊的輸出參數(shù)值與其內部存儲單元的值有關。功能塊可以調用其他功能塊或功能，但是不能調用程序。在調用功能塊之前，必須在要調用功能塊的POU中為每次調用聲明功能塊的實例，操作系統(tǒng)將為每次調用分配功能塊**的存儲區(qū)類似于S7-300/400的背景數(shù)據(jù)塊）。功能因為沒有內部存儲區(qū)，調用時不需要實例化。程序的行為和用途類似于功能塊，程序具有輸入和輸出參數(shù)，而且可以具有內部存儲區(qū)。程序通常包含有對功能和功能塊的調用。IEC61131-3定義了若干標準的功能和功能塊。

5．S7-300/400與IEC61131-3程序結構的區(qū)別 　　

1）S7-300/400的功能可以有多個輸出參數(shù)，返回值也屬于輸出參數(shù)。IEC61131-3的功能只有一個返回值。　　

2）IEC61131-3的功能塊用于保存局部變量的**存儲區(qū)是在聲明功能塊的實例時分配的，它對用戶是不透明的，其他POU不能直接訪問該存儲區(qū)。S7-300/400的功能塊的局部變量（不包括臨時變量）保存在它的背景數(shù)據(jù)塊中。其他POU可以訪問背景數(shù)據(jù)塊中的變量。如果需要多次調用同一個功能塊來控制同一類型的被控對象，每次調用都需要*一個背景數(shù)據(jù)塊，但是這些背景數(shù)據(jù)塊中的變量又很少，這樣在項目中就出現(xiàn)了大量的背景數(shù)據(jù)塊?？梢允褂枚嘀乇尘皵?shù)據(jù)塊來減少背景數(shù)據(jù)塊的數(shù)量。但是需要增加一個用來管理多重背景的功能塊。　　

3）S7-300/400的功能塊的局部變量有臨時變量和靜態(tài)變量，IEC61131-3的功能塊的內部變量Var相當于S7-300/400的靜態(tài)變量。　　

4）S7-300/400將數(shù)據(jù)區(qū)劃分為數(shù)據(jù)塊來使用，數(shù)據(jù)塊的大小與數(shù)據(jù)塊中定義的變量的數(shù)據(jù)類型和變量的個數(shù)有關。IEC61131-3沒有數(shù)據(jù)塊的概念。

1．向高速度、大容量方向發(fā)展

為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有好的響應速度和大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標。

在存儲容量方面，有的PLC高可達幾十兆字節(jié)。為了擴大存儲容量，有的公司已使用了磁泡存儲器或硬盤。

2．向大型、小型兩個方向發(fā)展

當前中小型PLC比較多，為了適應市場的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向大型和小型兩個方向發(fā)展?，F(xiàn)已有I/O點數(shù)達14336點的大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。

小型PLC由整體結構向小型模塊化結構發(fā)展，使配置加靈活，為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經濟的小型微型PLC，小配置的I/O點數(shù)為8～16點，以適應單機及小型自動控制的需要，如三菱公司α系列PLC。

3．PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網通信能力

為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴展了PLC功能，又使用靈活方便，擴大了PLC應用范圍。

加強PLC聯(lián)網通信的能力，是PLC技術進步的潮流。PLC的聯(lián)網通信有兩類：一類是PLC之間聯(lián)網通信，各PLC生產廠家都有自己的專有聯(lián)網手段；另一類是PLC與計算機之間的聯(lián)網通信，一般PLC都有**通信模塊與計算機通信。為了加強聯(lián)網通信能力，PLC生產廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標準，以構成大的網絡系統(tǒng)，PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的重要組成部分。

4．增強外部故障的檢測與處理能力

根據(jù)統(tǒng)計資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設備占45%，輸出設備占30%，線路占5%。**項共20%故障屬于PLC的內部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理；而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。因此，PLC生產廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的**智能模塊，進一步提高系統(tǒng)的可靠性。

5．編程語言多樣化

在PLC系統(tǒng)結構不斷發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語言外，為了適應各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的**語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。

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