《PLC应用项目工单实践教程》课件 模块6 函数、函数块、数据块及应用

《PLC应用项目工单实践教程（S7-1500）》模块1

S7-1500PLC初步使用模块2S7-1500PLC位指令应用模块3S7-1500PLC定时器/计数器指令应用模块4S7-1500PLC其它基础指令应用模块5组织块的编程及应用模块6函数、函数块、数据块及应用模块7S7-1500系列PLC顺序控制设计法的应用模块8S7-1500系列PLC模拟量的应用模块9S7-1500PLC网络通信应用教材章节目录项目6.1两台电动机启停控制——FC的应用项目6.2两组灯闪烁控制——FB的应用项目6.3多电机运行监控——FB多重背景的应用

章节测试模块6函数、函数块、数据块及应用目录1、学习目标项目6.1两台电动机启停控制

——FC的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6返回学习目标学习目标知识目标掌握函数FC的使用技能目标掌握函数FC的使用掌握形参与实参直接的数据交互熟悉TIAPortal软件操作和编程调试掌握PLC的外部接线2、控制要求项目6.1两台电动机启停控制

——FC的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6控制要求两台电动机均需要Y-△降压启动控制，编写函数FC，调用两次分别控制两台电动机的运行。每台电动机按下启动按钮时，电动机绕组Y形连接，降压启动；延时N秒后，电动机绕组自动转换为△连接，全压运转。当按下停止按钮或发生过载故障时，电动机断电停止运转。3、硬件电路设计项目6.1两台电动机启停控制

——FC的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6硬件电路设计

4、项目知识储备项目6.1两台电动机启停控制

——FC的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6项目知识储备

用户程序结构TIAPortal软件编程有线性化、模块化和结构化三种编程结构。2.线性化编程所谓线性化编程，就是将整个用户程序连续放置在一个循环程序块（OB1）中，块中的程序按顺序执行，CPU循环扫描执行OB1中的全部指令来实现自动化控制任务。这种结构和PLC所代替的硬接线继电器控制类似，CPU逐条地处理指令。事实上所有的程序都可以用线性化编程实现，不过，线性化编程一般适用于相对简单的、没有控制分支的逻辑控制程序编写。项目知识储备

3.模块化编程所谓模块化编程，就是将整个程序按任务分成若干个独立的部分，并分别放置在不同的函数（FC）、函数块（FB）及组织块中，在一个块中可以进一步分解成段。主程序OB1中的指令决定程序的调用。在模块化的程序中，没有无数据交换，也不存在重复利用的程序代码。函数（FC）和函数块（FB）不传递也不接收参数，其本质就是划分为块的线性编程。分部程序结构的编程效率比线性程序有所提高，程序调试也较方便。对不太复杂的控制程序可考虑采用这种程序结构。项目知识储备

4.结构化编程所谓结构化编程，就是处理复杂自动化控制任务时，把过程要求类似或相关的功能进行分类，分为可用于多个任务的通用小任务，这些小任务以相应的程序块表示，这些程序块是独立的，称为函数（FC）或函数块（FB）。OB1通过直接或间接调用这些程序块来完成整个自动化控制任务。在这些块编程时使用的是“形参”，调用的时候需要“实参”赋值给“形参”。每个块（FC或FB）在程序中可能会被多次调用，以完成具有相同过程工艺要求的不同控制对象。结构化编程可简化程序设计过程、减小代码长度、提高编程效率，比较适合于较复杂自动化控制任务的设计。项目知识储备

5.FC定义函数（FC）是用户编写的不含存储区的程序块。可以被其它程序块（OB、FB、FC）调用。由于没有可以存储块参数值的数据存储器，因此，调用函数时，必须给所有形参分配实参。形参以名称的方式表现，在FC的内部使用；实参是在调用FC的时给形参赋予的实际值。通过函数可在用户程序中传送参数。因此，函数特别适合取代频繁出现的复杂结构。项目知识储备

2.函数的接口函数没有可以存储块参数值的数据存储器。因此，调用函数时，必须给所有形参分配实参。在新建一个函数FC后，打开FC会看到接口结构如图所示。项目知识储备

2.函数的接口（1）输入参数（Input）每次块调用前，只能读取输入参数一次。这样，在块中写入一个输入参数时，不会对实参造成影响，而仅写入形参。项目知识储备

（2）输出参数（Output）每次块调用之后，只能读取输出参数一次。这样，就不会读取块中的输出参数。如果在函数中没有写入该函数的输出参数，那么将使用为特定数据类型预定义的值。项目知识储备

（3）输入/输出参数（InOut）在块调用之前读取输入/输出参数并在块调用之后写入。在FC中用到边沿存储位时，将参数（InOut）作为函数（FC）中的边沿存储位。作为边沿存储位，数据值需要具有读写权限而且为多个循环保留。由于输入参数(input)为只读，而输出参数(output)为只写，因此无法作为边沿存储位。临时局部数据(Temp)也不能用作边沿存储位，这是因为它只能用于一个循环中。项目知识储备

（4）临时局部数据（Temp）在进行块处理过程中，支持临时局部数据，Temp是本地数据，在处理块时将其存储在本地数据堆栈。FC调用结束后，一旦块执行结束，堆栈的地址将被重新分配用于其它程序块使用，此地址上的数据不会被清零，直到被其他程序块赋予新值。临时局部数据（Temp）需要遵循“先赋值，再使用”的原则。项目知识储备

（5）常量（Constant）常量是为代码块指定的常数值。（6）函数值(Return)函数会计算函数值。可以通过输出参数RET_VAL将此函数值返回给调用块。为此，必须在函数的接口中声明输出参数RET_VAL。RET_VAL始终是函数的首个输出参数。参数RET_VAL可以是除ARRAY、STRUCT、TIMER和COUNTER参数类型之外的所有数据类型。5、项目实施项目6.1两台电动机启停控制

——FC的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6项目实施

1.PLC硬件组态填写项目名称、存储路径注意CPU的订货号和版本号与实际的PLC一致项目实施

1.PLC硬件组态——查看输入输出地址项目实施

2.编写程序根据输入输出变量，编写变量表项目实施

2.编写程序（1）添加FC函数块，并编写FC接口参数项目实施

2.编写程序（2）编写FC1函数项目实施

2.编写程序（3）编写OB1程序项目实施3.仿真运行选中PLC_1保存编译启动仿真下载PLC_SIM切换至项目视图在SIM表中添加仿真变量1234项目实施3.仿真运行选中PLC_1保存编译启动仿真下载PLC_SIM切换至项目视图在SIM表中添加仿真变量项目实施3.仿真运行选中PLC_1保存编译启动仿真下载PLC_SIM切换至项目视图在SIM表中添加仿真变量项目实施3.仿真运行在主程序中点击在SIM表中修改输入变量值观察SIM表及程序中变量的变化。项目实施4.联机调试（1）断电情况下电路原理图接线。（2）接通电源，下载程序。（3）监控程序运行，监控PLC变量及程序，观察电机运行状态，分析是否满足控制要求。6、项目扩展项目6.1两台电动机启停控制

——FC的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6项目扩展

新建函数FC2通过FC1嵌套调用FC2完成控制任务。1、学习目标项目6.2两组灯闪烁控制

——FB的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6返回学习目标学习目标知识目标掌握函数块FB的使用技能目标能利用函数块对PLC进行初始化能为函数块分配背景数据块并使用熟悉TIAPortal软件操作和编程调试掌握PLC的外部接线2、控制要求项目6.2两组灯闪烁控制

——FB的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6控制要求有两组指示灯各有八个指示灯，分别有启动和停止按钮控制。每组八个指示灯可独立进行控制，当启动按钮按下指示灯依次以设定的时间间隔点亮，按下停止按钮指示灯熄灭；在函数块FB中编写程序并调用两次。3、硬件电路设计项目6.2两组灯闪烁控制

——FB的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6硬件电路设计

4、项目知识储备项目6.2两组灯闪烁控制

——FB的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6项目知识储备

1.

FB定义函数块（FB）是用户编写的具有自己存储区的程序块，可以被其它程序块（OB、FB、FC）调用，在调用时必须为其分配背景数据块，函数块的输入、输出和输入/输出参数和静态变量均存储在背景数据块中，从而在执行函数块之后，这些值依然有效。所以函数块也称为“有存储器”的块。函数块也可以使用临时变量。临时变量并不存储在背景数据块中，而在本地数据堆栈中，只用于一个循环。项目知识储备

2.函数块的接口函数块FB的接口结构如图所示。相对于FC而言FB有自己的背景数据块，有了Static参数，没有返回值。静态变量Static用于在背景数据块中存储静态中间结果，其数据会一直保留直到被重新赋值，在函数块中作为多重背景的块也存储在静态变量中。在FB的使用过程中，如果函数块的输入、输出或输入/输出参数尚未赋值，且参数在上一个循环中已经有赋值，将使用所存储的值。5、项目实施项目6.2两组灯闪烁控制

——FB的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6项目实施

1.PLC硬件组态填写项目名称、存储路径注意CPU的订货号和版本号与实际的PLC一致项目实施

1.PLC硬件组态——查看输入输出地址项目实施

1.PLC硬件组态——启用时钟存储器——时钟存储器字节为MB0项目实施

2.编写程序根据输入输出变量，编写变量表项目实施

2.编写程序(1)添加新建FB块，并在FB1中添加接口参数项目实施

2.编写程序(2)在FB1中编程项目实施

2.编写程序(3)在OB1中编程项目实施3.仿真运行选中PLC_1保存编译启动仿真下载PLC_SIM切换至项目视图在SIM表中添加仿真变量1234项目实施3.仿真运行选中PLC_1保存编译启动仿真下载PLC_SIM切换至项目视图在SIM表中添加仿真变量项目实施3.仿真运行选中PLC_1保存编译启动仿真下载PLC_SIM切换至项目视图在SIM表中添加仿真变量项目实施3.仿真运行在主程序中点击在SIM表中修改输入变量值观察SIM表及程序中变量的变化。项目实施4.联机调试（1）断电情况下电路原理图接线。（2）接通电源，下载程序。（3）监控程序运行，监控PLC变量及程序，观察灯运行状态，分析是否满足控制要求。6、项目扩展项目6.2两组灯闪烁控制

——FB的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6项目扩展

1.改变硬件电路，所有的指示灯一端接24V，一端接PLC的输出，PLC上电后所有指示灯处于熄灭状态。2.在函数块FB1中编写程序使用SIMATIC定时器产生脉冲，定时器时间存储在静态变量Static中，并可在主程序OB1中进行修改。1、学习目标项目6.3多电机运行监控

——FB多重背景的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6返回学习目标学习目标知识目标了解函数块FB多重背景技能目标掌握函数块FB多重背景的使用熟悉TIAPortal软件操作和编程调试掌握PLC的外部接线2、控制要求项目6.3多电机运行监控

——FB多重背景的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6控制要求有两台电动机，编写程序分别控制电机的启停，并设置电机的运行累计时间，当时间达到后电动机停止运行，要求使用多重背景进行程序编写。3、硬件电路设计项目6.3多电机运行监控

——FB多重背景的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6硬件电路设计

4、项目知识储备项目6.3多电机运行监控

——FB多重背景的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6项目知识储备

1.多重背景的概念当程序有多个函数块时，为每一个函数块均配置一个背景数据块，程序中需要使用较多的背景数据块，影响程序的执行效率。当函数块（FB）调用另外一个函数块时，将被调用的FB背景数据块以Static变量的形式存储在调用FB的背景数据块中，这种块的调用称为多重背景。使用多重背景可以将多个函数块共用一个背景数据块，减少背景数据块的数量，提高程序执行效率。项目知识储备

2.多重背景的结构如图所示为一个多重背景的结构实例。函数块FB1和FB2共用一个背景数据块DB1，增加了一个函数块FB10来调用作为“局部背景”的FB1和FB2，相应的FB1和FB2的背景数据块放在FB10的背景数据块DB1中，如不使用多重背景，则FB1和FB2调用多少次将需要多少个背景数据块，使用多重背景后只需要一个背景数据块。5、项目实施项目6.3多电机运行监控

——FB多重背景的应用控制要求2硬件电路设计3项目知识储备45项目实施学习目标1项目扩展6项目实施

1.PLC硬件组态填写项目名称、存储路径注意CPU的订货号和版本号与实际的PLC一致项目实施

1.PLC硬件组态——查看输入输出地址项目实施

2.编写程序根据输入输出变量，编写变量表项目实施

2.编写程序(1)添加函数块FB1和FB2,在FB1中添加接口参数如图所示，并在FB1中编写程序：项目实施

2.编写程序(2)在FB1中使用IEC定时器TONR分配背景数据块时，选择多重实例，并在接口参数中的名称处选择已经建立的数据类型为IEC_TIMER的Static变量“Timer1”，如图所示。项目实施

2.编写程序（3）在FB2中添加接口参数如图所示。其中Static变量在添加时在数据类型选择的下拉列表中选择“块1”生成多重背景数据，展开后的Static变量如图所示。项目实施

2.编写程序（4）FB2中程序（5）OB1中程序项目实施3.仿真运行选中PLC_1保存编译启动仿真下载PLC_SIM切换至项目视图在SIM表中添加仿真变量1234项目实施3.仿真运行选中PLC_1保存编译启动仿真下载PLC_SIM切换至项目视图在SIM表中添加仿真变量项目实施3.仿真运行选中PLC_1保存编译启动仿真下载PLC_SIM切换至项目视图在SIM表