STEP 7的模块化程序结构——组织方块OB1的作用和

    在开始进行编程之前，我们首先要了解STEP 7的模块化程序结构，这种结构将复杂的任务分解成一些可单独解决的分任务。    STEP 7软件将应用程序分解为若干种模块，即OB（组织块）、FB（功能块）、FC（功能）和DB（数据块）等。    STEP7中的块，诸如功能(FC)和功能块(FB)，可以赋予参数，通过使用这些块便实现了结构化编程的概念。这意味着解决单个任务的块，使用局部变量来实现对其自身数据的管理。块仅通过其块参数来实现与“外部”的通信，也即，与过程控制的传感器和执行器，或者与用户程序中的其他块之间的通信。在块的指令段中，一般不直接访问如输入、输出、位存储器或DB中的变量这样的全局地址，只有在调用这些块时才用全局地址去替换块中的局部变量（形式参数）。    结构化编程具有如下一些优点：    1)各单个任务块的创建和测试可以相互独立地进行。    2)通过使用参数，可将块设计得十分灵活。比如，可以创建一钻孔循环，其坐标和钻孔深度可以通过参数传递进来。    3)块可以根据需要在不同的地方以不同的参数数据记录进行调用，也就是说这些块能够被再利用。    4)在预先设计的库中，能够提供用于特殊任务的“可重用”块。    下面首先说明OB0组织块( OB)是CPU的操作系统和用户程序之间的接口，OB将用来执行特殊的程序段，主要有循环执行用户程序（例如OB1）、定时执行用户程序(例如OB30~ OB38)、响应I/O模板的硬件中断信号执行的用户程序（例如OB40~OB47）、响应I/O模板的诊断信号执行的用户程序（诊断中断，例如OB82）、CPU启动方式组织块（例如OB90、OB100、OB101、OB102）等。    本节主要介绍OB1（主循环程序）的作用和编程方法。    在STEP 7中，OB1是由CPU执行的主循环程序，CPU一行行地读取并且执行程序命令，当CPU返回到第一程序行时，它就精确地完成了一个循环周期。此过程所需要的时间就是一个扫描周期时间。    下面根据选择使用的编程语言，分别介绍用梯形图( LAD)、语句表(STL)和功能块图( FBD)来编写OB1程序。    在用STEP 7建立S7程序时，可以选择3种标准编程语言中的一种，即梯形图(LAD)逻辑语言、语句表( STL)语言或者功能块图(FBD)语言。LAD适合于熟悉继电器逻辑的电气工程师，STL适合于熟悉计算机编程语言的工程师，FBD对习惯于使用逻辑图设计的工程师更为合适。图3-20是分别使用这3种编程语言的示例。
    图3-20    用3种不同编程语言编写程序的示例    在工具条上单击打开图，打开OB1方块，在弹出的对话框中选择项目Getting Started，单击OK按钮确认。单击打开对话框中的Browse（浏览）按钮，选择用某一种编程语言来对OB1进行编程，在出现的路径菜单(C:＼SIEMENS＼STEP7＼EXAMPLES)中，选择打开以下的项目样板：ZEn01_01_STEP7_STL_1-9、ZEn01_03_STEP7_FBD_1-9或者ZEn01 _05_STEP7_LAD_1-9。    在图3-21的中间部分，显示了这3个项目样板。    对选中的样板，例如ZEn01_05_ STEP7_ LAD_1-9，采用导航的方法，一直到出现符号表Symbols，用鼠标选中目标并按住鼠标左键，即将符号表复制到项目Getting Started的S7程序文件夹中，然后关闭项目ZEn01_05_STEP7_LAD_1-9的窗口。用鼠标选中目标并按住鼠标左键，拖动目标到所选择的位置，释放鼠标左键，完成复制。图3-21图解说明了这一过程。
    图3-21    复制符号地址表和打开OB1程序组织方块    在Getting Started项目的右边窗口，双击OB1，从而打开了用LAD（或STL/FBD）来编写OB1程序的编程窗口。图3 -22所示为这一窗口的各个部分。
    图3-22    S7程序的编程窗口（以梯形图逻辑语言的编程为例）    图3-23和图3-24采用图解的方法举例说明，怎样使用梯形图逻辑语言来编写一个串联电路和并联电路的程序。图3-25进一步说明怎样编写一个存储置位、复位电路。图3-26所示为梯形图逻辑语言编程中的绝对地址和符号地址。
    图3-23    用梯形图逻辑语言编写一个串联电路程序示例
    图3-24    用梯形图逻辑语言编写一个并联电路程序示例
    图3-25    用梯形图逻辑语言编写SR单元（存储置位、复位）程序示例
    图3-26    梯形图逻辑语言编程中的绝对地址和符号地址    以上介绍了使用梯形图( LAD)逻辑语言编写的串联电路、并联电路和SR触发器的程序网络段。下面将用语句表( STL)语言和功能块图(FBD)语言来编写同样的电路程序，如图3-27~图3-33所示。
    图3-27    用语句表语言完成“与”(AND)指令语句程序示例    在用语句表语言编程的过程中，如果出现红色符号，这表明在已经建立的符号表中没有该符号，或者存在语法错误。    在编程过程中，也可以直接从符号表中插入符号名。单击？？．？符号，然后单击菜单命令Insert→Symbol，通过下拉表的滚动条，找到相应的符号名，选择这一符号名，即可自动地替代？？．？地址。    在图3-28中，网络段1的说明是，当两个输入点“Key_1”和“Key_2”都激活时（都是信号状态“1”= 24V），则“Green_Light”激活。亦即为了使“绿灯”接通，必须两个输入同时为“1”状态。    网络段2的说明是，当两个输入点“Key_3”和“Key_4”中有一个激活时（有一个是信号状态“1”= 24V），则输出“Red_Light”激活。亦即为了使“红灯”接通，只需两个输入中有一个为“1”状态。
    图3-28    用语句表语言编写“或”指令和“存储置位/复位”指令程序示例
    图3-29    语句表语言编程中的绝对地址和符号地址
    图3-30    用功能块图语言编写“与”(AND)逻辑功能程序示例
    图3-31    用功能块图语言编写“或(OR)”逻辑功能程序示例
    图3-32    用功能块图语言编写SR功能（存储置位/复位）程序示例    网络段3的说明是，当输入“Automatic_On”激活时，由于S指令的作用，输出“Au tomatic_Mode”被激活，且一直保持激活状态，即使输入“Automatic_On”又变成非激活状态，对输出也没有影响。当输入“Manual_On”激活时，R指令起作用，输出“Automatic_Mode”复位到非激活状态，且一直保持非激活状态，即使输入“Manual_On”又变成非激活状态，对输出也没有影响。输出的状态是由S (Set)和R(Reset)操作来决定的。    如果两个输入同时被激活，则首先是置位功能，随后是处理复位功能，由于主程序( OB1)是顺序执行，因此一个OB1周期结束时的结果使输出处于复位状态，这种情况称复位优先。
    图3-33    功能块图语言编程中的绝对地址和符号地址