第六章结构化编程

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 结构化编程,主讲：程子华,6.1,程序设计方法,在,STEP7,中有三种编程方法：线性化编程、模块化编程、结构化编程。,线性化编程：线性化编程是将整个程序都放在循环控制组织块,OB1,中。在整个程序执行的过程中，每一步都被扫描，适用与一些比较简单的程序。如果是编写大型程序，要避免线性化编程。,模块化编程：将程序分成根据功能分成不同的逻辑块，没一逻辑块的功能不同，然后在,OB1,中可以根据条件调用不同的功能块，特点是易于分工合作，调试方便。,结构化编程：结构化编程是将过程要求中类似或相似的任务归类，在功能或功能块中编程，形成通用的解决方案。,一。块的分类,操作系统,用户程序,系统程序,组织块（,OB,），直接有系统调用,功能块（,FB,），由其他逻辑块调用,功能（,FC,），由其他逻辑块调用。,数据块（,DB,），,系统功能（,SFC,）,系统功能块（,SFB,）,系统数据块（,SDB,）,二。块的含义及调用,（一）,.,功能（,FC,）,功能是用户所编写的无固定存储区的块。它为不带“记忆”的逻辑块。所谓不带“记忆”表示没有背景数据块。当完成操作后，数据不能保持。这些数据为临时变量，对于那些需要保存的数据只能通过共享数据块（,SB,）来存储。调用功能时，需要用实参来代替形参。,（二）。功能块（,FB,）,功能块是用户所编写的有固定存储区的块。,FB,为带“记忆”的逻辑块。它有一个数据结构与功能块参数表完全相同的数据块（,DB,）。我们称该数据块为背景数据块，当数据块背执行时，数据块背调用；功能块结束，调用随之结束。存放在背景数据块中的数据在,FB,块结束以后，仍能继续保持，具有“记忆”功能。,一个功能块可以有多个背景数据块，使功能块可以被不同的对象使用。,数据块包含共享数据块和背景数据块两种类型，共享数据块存储的是全局变量，所有的逻辑块都可以从共享数据块中读取数据，背景数据块则从属于某个功能块，用于传递参数。,块的调用即为子程序调用，块可以嵌套调用，嵌套的层数与,CPU,的型号有关。,三,.,块的结构,块是有变量声明表和程序组成的。,变量声明表。每个逻辑块都有变量声明表，而变量声明表是用来说明块的局部数据，局部数据包含参数和局部变量两大类型，在不同的的逻辑块中可以重复声明和使用同一个局部数据，因为它们在每一个块中有效一次。,变量名,类 型,说 明,输入,IN,为调用逻辑块提供数据，输入给逻辑块。,输出,OUT,从逻辑块中输出数据结果,输入,/,输出,IN_OUT,参数值可以输入，也可以输出,静态变量,STAT,静态变量存储于背景数据块中，块调用结束后，变量被保留,临时变量,TEMP,临时变量存储于,L,堆栈中，块执行结束后，变量消失。,局部数据声明类型,6.2,功能和功能块编程及调用举例,一。 功能和功能块的编程步骤：,1.,定义局部变量，首先定义形参和临时变量。,2.,编写执行程序，在编程中使用变量名。,3.,在,OB1,中调用这个功能块。,案例,1.,做一个具有控制电动机正反转的功能，输入信号是正转，反转，停止，输出信号是电机正转，电机反转。,案例,2,：设计故障,I1.3,出现时，在操作面板上用一个指示灯（,Q4.3,）来指示，指示灯以,2HZ,的频率闪烁，系统复位输入是,I1.2,，用来检测故障是否存在，如果故障存在，指示灯停止闪烁，转为常亮，故障消除，指示灯熄灭。,二,.,功能块编程及举例,FB,块带有一个存储区，即背景数据块，那么背景数据块是如何生成的，有,2,中方法。,1,）在调用,FB,并为它指定一个背景数据块后，如果该数据块并不存在，则弹出一下提示信息：,”,Instance data block,DBx,does not exist. Do you want to generate it ?”,单击,”,Yes”,按钮可自动生成一个新的背景数据块。,2,）创建一个新的数据块时，选择其属性为“,Data block referencing a function block”,。,功能块,FB,的优点：当编写,FC,的程序时，用户必须寻找空的标志区或数据区来存储需要保持的数据，并且要自己编写程序来保存他们；而,FB,的静态变量可由,STEP7,的软件自动保存。,通过案例,2,说明,FC,和,FB,的区别,6.3 FC,和,FB,程序设计实例,任务描述：工业搅拌过程如下：两种配料（,A.B,）在一个混合罐中由搅拌器混合在一起，之后通过排料阀排出。工业搅拌示意图如下图所示。系统分为,4,个区：配料,A,，配料,B,搅拌区排料区。电动机和泵有,3,台：配料,A,进料泵，配料,B,进料泵，搅拌电动机。阀门有,5,个：配料,A,入口阀，配料,A,进料阀，配料,B,入口阀，配料,B,进料阀，排料阀。,各个区域的功能如下：,配料,A,和配料,B,的每个配料管都配,有一个入口阀和进料阀，还有一个,进料泵。配料管中还有流量传感,器，检查是否有配料流过。区域功,能为：,1.,进料泵 当罐的液面传感器指示,2.,混合罐装满后，进料泵必须关,闭。进料泵 当排料阀打开时，进,料泵同样也要关闭。,3.,阀门 在启动进料泵,1s,后，必须,打开入口阀和进料阀。,4.,阀门 在进料泵停止后，阀门必,须关闭，防止配料泄漏。,5.,故障检测 进料泵启动,7s,之后，,流量传感器会报溢出。,6.,故障检测 进料运行时，若流量,传感器没有流量信号，则进料泵关,闭。,7.,维护 进料泵启动次数大于,50,次，必须维护。,搅拌区的混合罐中装有,3,个传感,器：灌装满传感器（装满之后，触,点断开），罐不空传感器，罐液体,最低限位（达到最低限位，触点关,闭）。,搅拌区功能为：,1.,搅拌电动机 当液面指示“液面高,度低于最低限位”时，或者排料阀打,开时，搅拌电动机必须停止。,2.,故障检测 如果搅拌电动机在启动,后,10s,内没有达到电动机的额定转,速，则电动机必须断开。,3.,维护 搅拌电动机的启动次数超过,50,次，进行维护。,排料区中成品的排出由螺线管阀门,控制。排料区的功能为：,1.,罐空时，阀门必须关闭。,2.,当搅拌电动机工作时，或者罐空,时排料阀必须关闭，这一要求与搅,拌区功能的第一项要求一致。,在进行系统设计之前，首先分析系,统功能，可以看出系统有多台电动,机和多个阀门，如果直接用线性化,或模块编程，会有较多的重复编,程，而用结构化编程可以减少工作,量。,结构化编程分析,在进行系统设计之前，首先分析系统功能，可以看出系统有多台电动,机和多个阀门，如果直接用线性化或模块编程，会有较多的重复编,程，而用结构化编程可以减少工作量。将电动机设计封装在,FB1,中，以,不同的数据块分别表示不同的电动机：配料,A,的进料泵（,DB1,），配料,B,的进料泵（,DB2,），搅拌电动机（,DB3,）。阀门用,FC,来封装，分别表示,配料,A,和,B,的入口阀，进料阀和排料阀。分层结构图如下图所示。,习 题,1.,试用,FC,封装风扇控制。要求为：电动机起动（,Engine_On,）后，起动延时定时器,(,Timmer_On,),延时,(Time),，之后将风扇起动,(,Fan_On,),。,2.,试用,FB,封装发动机的控制，发动机有两种类型：汽油机和柴油机，要求为：输入为起动,(,Switch_On,),，停止,(,Switch_Off,),，故障,(Failure),，复位故障,(Reset),和转速设置,(,Actual_Speed,),；静态变量为：转速预设值,(,Preset_Speed,),；输出为运行,(,Engine_On,),，转速达到设置转速指示灯,(,Achieve_Speed_L,),和故障指示灯,(,Failure_L,),。编程要求起动和停止按钮使运行线圈工作或停止。转速达到给定转速时，显示转速达到预设值的指示灯亮。故障使故障灯亮。复位故障后，故障指示灯灭。,3.,将走马灯封装在,FC,中，输入为：起动和停止按钮，左转和右转按钮,(,Left,Right,),，定时间隔,(Time),，初值设置,(Initial),以及移位间隔,(Interval),；输出为,8,位（,Show,）,