葛東霞

（濟南工程職業(yè)技術(shù)學院，山東濟南250014）

0 引言

西門子博圖的PLC編程軟件中，帶有背景數(shù)據(jù)塊的基本指令主要是定時器和計數(shù)器指令。這兩個指令在編程時使用率是極高的，這兩個指令的背景數(shù)據(jù)塊在主程序OB、功能塊FC和FB塊中有單個實例、多重實例、參數(shù)實例三種不同的應(yīng)用形式[1]。本文將詳細介紹這兩個指令三種背景數(shù)據(jù)塊形式的區(qū)別和應(yīng)用。

1 指令的背景數(shù)據(jù)塊

西門子博圖的PLC編程軟件中，有些指令是不帶背景數(shù)據(jù)塊的，比如位邏輯運算指令、比較指令、數(shù)學運算指令、移位循環(huán)指令等。即使個別指令需要數(shù)據(jù)存儲通常也是1個存儲位就可以解決，不再單獨設(shè)立背景數(shù)據(jù)塊，比如邊沿指令會把上一個掃描周期的數(shù)據(jù)存儲在中間寄存器區(qū)M的1個位中以便進行比較，這個位在添加指令時直接設(shè)置即可。

基本指令中的定時器、計數(shù)器指令除了有輸入、輸出信號，還有其他的設(shè)置信號和過程數(shù)據(jù)，比如定時器指令會設(shè)置定時時間、復(fù)位信號等，過程數(shù)據(jù)會有當前時間；計數(shù)器會設(shè)置計數(shù)個數(shù)、復(fù)位信號或加載信號，過程數(shù)據(jù)會有當前個數(shù)等。為了提升指令使用的便利性，博圖專門為這樣的指令設(shè)計了對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊用于存儲數(shù)據(jù)。在添加指令時，博圖會自動加載對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊支持指令的運行，這個數(shù)據(jù)塊稱作指令帶有的背景數(shù)據(jù)塊。當然，工藝指令比如PID指令、運動控制等指令也是帶有背景數(shù)據(jù)塊的，但是這些指令不屬于本文提到的基本指令類型，其應(yīng)用也是不同的，請讀者注意區(qū)分。

基本指令背景數(shù)據(jù)塊單個實例、多重實例、參數(shù)實例這三種應(yīng)用形式主要是根據(jù)指令的背景數(shù)據(jù)塊的來源及使用特點進行區(qū)分的。下面介紹三種應(yīng)用形式在主程序OB塊和功能塊FC、FB塊中的特點和應(yīng)用。

2 在主程序OB塊中的應(yīng)用

以定時器為例，在主程序OB塊中添加定時器指令時，博圖彈出的調(diào)用選項對話框中只有單個實例的背景數(shù)據(jù)塊可以選擇。指令添加后，該數(shù)據(jù)塊可以在“項目樹”中通過“程序塊—系統(tǒng)塊—程序資源”路徑進行查看，并且數(shù)據(jù)塊會顯示在指令上方。而且，每使用一個定時器就會在程序資源處生成一個對應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊，當使用較多的定時器或者計數(shù)器指令時會占用較多的數(shù)據(jù)塊資源，同時也不方便管理。這里需要注意的是，在使用定時器時，不同的定時器嚴禁共用背景數(shù)據(jù)塊，否則會導致定時錯誤。

3 在功能塊FC塊中的應(yīng)用

功能塊FC塊是沒有專用存儲區(qū)的函數(shù)塊[2-3]，在FC塊中使用定時器、計數(shù)器指令時，它們的背景數(shù)據(jù)塊如何存儲就成為一個問題。以定時器為例，在功能塊FC塊中添加定時器指令時，博圖彈出的調(diào)用選項對話框中有單個實例和參數(shù)實例兩種背景數(shù)據(jù)塊形式可以選擇，下面分別進行介紹。

3.1 單個實例

FC塊中添加定時器使用單個實例的背景數(shù)據(jù)塊與在OB塊中的單個實例形式是相同的，數(shù)據(jù)塊仍是在程序資源中可以查看，同樣存在占用數(shù)據(jù)塊資源、不方便管理的問題。

3.2 參數(shù)實例

FC塊中添加定時器使用參數(shù)實例是指函數(shù)塊將指令的背景數(shù)據(jù)塊保存在指定塊參數(shù)的實例中，這里提到的指定塊是指用戶為存儲數(shù)據(jù)單獨設(shè)置的數(shù)據(jù)塊，具體操作如下：

在程序塊中添加一個名為“數(shù)據(jù)塊_1”的全局類型的數(shù)據(jù)塊，在“數(shù)據(jù)塊_1”中添加名為“定時器”、數(shù)據(jù)類型為“IEC_TIMER”的數(shù)據(jù)，這就為FC塊中的定時器準備好了數(shù)據(jù)存儲空間，如圖1所示。

圖1 添加指定數(shù)據(jù)塊

在FC功能塊中添加定時器指令，選擇參數(shù)實例，此時指令的背景數(shù)據(jù)塊將作為輸入/輸出（InOut）類型參數(shù)[1]，出現(xiàn)在功能塊接口參數(shù)的輸入/輸出類型參數(shù)中，如圖2所示。

圖2 接口參數(shù)中的參數(shù)實例

由于是輸入/輸出類型參數(shù)，當在OB1中調(diào)用FC塊時需要對其賦值，這時則需要將提前建好的指定數(shù)據(jù)塊“數(shù)據(jù)塊_1”中的“定時器”數(shù)據(jù)賦值給定時器的背景數(shù)據(jù)塊。此時，定時器的具體定時時間仍是未知的，可以在程序中使用MOVE指令將具體定時時間傳送到“數(shù)據(jù)塊_1”.定時器.PT中，這樣在FC功能塊中為添加的定時器選擇參數(shù)實例背景數(shù)據(jù)塊的操作步驟就結(jié)束了。

建立專有數(shù)據(jù)塊使用參數(shù)實例，將指令的背景數(shù)據(jù)塊整合在指定數(shù)據(jù)塊中，可以解決占用很多數(shù)據(jù)塊資源和背景數(shù)據(jù)塊不方便管理的問題。在建立數(shù)據(jù)塊時，如果同種類型的背景數(shù)據(jù)塊較多，可以通過在指定數(shù)據(jù)塊中設(shè)置該類型的數(shù)組來實現(xiàn)并提高效率。另外，建立用戶數(shù)據(jù)類型（UDT）也是提高工作效率的好方法，本文最后會進行介紹。

4 在功能塊FB塊中的應(yīng)用

FB塊是帶有自身存儲區(qū)的函數(shù)塊[2-3]。主程序OB每一次調(diào)用FB塊，博圖軟件都會自動給FB塊分配對應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊用于存儲數(shù)據(jù)。函數(shù)塊的所有數(shù)據(jù)都可以永久存儲在自身的背景數(shù)據(jù)塊中，塊執(zhí)行結(jié)束后這些數(shù)據(jù)也不會丟失，這樣對于需要存儲數(shù)據(jù)的指令來說就會方便許多。

仍然以定時器為例，在功能塊FB塊中添加定時器指令時，博圖軟件彈出的調(diào)用選項對話框中有單個實例、多重實例和參數(shù)實例三種背景數(shù)據(jù)塊形式可以選擇，下面分別進行介紹。

4.1 單個實例

FB塊中添加定時器使用單個實例的背景數(shù)據(jù)塊與在OB塊、FC塊中的單個實例形式相同。

4.2 多重實例

FB塊中添加定時器使用多重實例的背景數(shù)據(jù)塊是指將指令本身的數(shù)據(jù)保存在調(diào)用函數(shù)塊的背景數(shù)據(jù)塊中。因為只有FB功能塊在調(diào)用時博圖會分配背景數(shù)據(jù)塊，所以多重實例形式只有FB塊可以使用，F(xiàn)C塊由于沒有存儲區(qū)是不能使用的。在FB功能塊中添加定時器指令，選擇多重實例，指令的背景數(shù)據(jù)塊作為靜態(tài)（Static）類型參數(shù)，將出現(xiàn)在功能塊接口參數(shù)的靜態(tài)類型參數(shù)中，如圖3所示。當在主程序OB塊中調(diào)用FB塊時，可以在博圖分配的函數(shù)塊背景數(shù)據(jù)塊中看到定時器的數(shù)據(jù)塊，如圖4所示。由于靜態(tài)類型參數(shù)不同于輸入/輸出類型參數(shù)，在功能塊調(diào)用時是不產(chǎn)生賦值端口的，定時器的具體定時時間仍然可以在程序中使用MOVE指令賦值到FB塊背景數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的定時器中（本例位置“塊_2_DB”.IEC_Timer_0_Instance.PT），如圖5所示，注意這里賦值的目的地與FC塊參數(shù)實例的賦值到指定數(shù)據(jù)塊不同。

圖3 接口參數(shù)中的多重實例圖

圖4 函數(shù)塊背景數(shù)據(jù)塊

圖5 使用函數(shù)塊背景數(shù)據(jù)塊為定時器賦值

多重實例實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中，又不像FC塊那樣需要單獨建立數(shù)據(jù)塊，是很多編程人員的首選。

4.3 參數(shù)實例

FB塊中添加定時器使用參數(shù)實例的背景數(shù)據(jù)塊與在FC功能塊中的參數(shù)實例形式相同，指令的背景數(shù)據(jù)塊出現(xiàn)在功能塊接口參數(shù)的輸入/輸出（InOut）類型參數(shù)中。用戶需要建立指定數(shù)據(jù)塊以支持指令數(shù)據(jù)的存儲，此時在FB塊本身的背景數(shù)據(jù)塊中出現(xiàn)的指令數(shù)據(jù)塊是不可用的。

5 用戶數(shù)據(jù)類型（UDT）的應(yīng)用[1]

對于一組多類型變量需要多次重復(fù)設(shè)置并使用時，為提高工作效率，會使用到用戶數(shù)據(jù)類型。由于本文討論的是帶有背景數(shù)據(jù)塊的基本指令，所以假設(shè)用戶數(shù)據(jù)類型僅為使用定時器而設(shè)立。在“項目樹”PLC數(shù)據(jù)類型中添加名為“定時器組”的新數(shù)據(jù)類型，并在該類型中建立多個定時器需要的“IEC_TIMER”類型的數(shù)據(jù)，如圖6所示。在功能塊FC、FB中可以選擇“定時器組”數(shù)據(jù)類型快速完成參數(shù)的建立。

圖6 在UDT中建立“定時器組”

5.1 多重實例形式

如果在添加定時器指令時選用多重實例形式，則需要將“定時器組”用戶數(shù)據(jù)類型添加在功能塊接口參數(shù)的靜態(tài)（Static）類型參數(shù)中。其他操作與前面講到的多重實例應(yīng)用相同，與此對應(yīng)，所有指令數(shù)據(jù)將歸到FB塊的背景數(shù)據(jù)塊中，如圖7所示。當然，此種用途只有FB功能塊可以支持。

5.2 參數(shù)實例形式

如果在添加定時器指令時選用參數(shù)實例形式，則需要將“定時器組”用戶數(shù)據(jù)類型添加在功能塊接口參數(shù)的輸入/輸出（InOut）類型參數(shù)中。其他操作與前面講到的參數(shù)實例應(yīng)用相同，與此對應(yīng)，用戶需要建立指定數(shù)據(jù)塊以支持指令數(shù)據(jù)存儲，如圖7所示。功能塊FC、FB塊均可以使用。

圖7 多重實例形式和參數(shù)實例形式

6 結(jié)語

帶有背景數(shù)據(jù)塊的基本指令的單個實例、多重實例、參數(shù)實例三種背景數(shù)據(jù)塊應(yīng)用形式中，單個實例有占用數(shù)據(jù)塊資源、不方便管理的特點。多重實例可以將指令本身的數(shù)據(jù)保存在調(diào)用函數(shù)塊的背景數(shù)據(jù)塊中，只有FB塊可以使用。參數(shù)實例將指令本身的數(shù)據(jù)保存在用戶建立的指定塊參數(shù)的實例中，F(xiàn)C塊、FB塊都可以使用。