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西门子TIA博途中OB、DB、FC、FB介绍及应用

作者:一个发芽的土豆

一、OB(Organization block) 组织块

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OB(Organization block)英文翻译即组织块,它是操作系统和用户程序之间的接口,用于执行具体的程序。

  • 在 CPU 启动时
  • 循环程序处理
  • 在循环或延时时间到达时
  • 当发生外部条件触发时
  • 当发生故障、错误时

在TIA Portal中我们最常用的OB块即Main函数(OB1) ,通过Main函数调用 FB、FC,并且这些 FB、FC 还可以继续向下嵌套调用 FB、FC。除主程序和启动 OB 以外,其他 OB 的执行是根据各种中断条件(错误、时间、硬件等)来触发的,OB 无法被 FB、FC 调用。

嵌套深度:是指可从 OB 调用功能 (FC) 或功能块 (FB) 等程序代码块的深度。

1、从程序循环 OB 或启动 OB 开始调用 FC 和 FB 等程序代码块,嵌套深度为 16 层;

2、从其他中断 OB 开始调用 FC 和 FB 等程序代码块,嵌套深度为 6 层;

OB 事件

每个组织块都有各自的优先级,在低优先级 OB 运行过程中,高优先级 OB 到来会打断低优先级执行。

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注:V4.0 版本 CPU 以前,延时中断 OB + 循环中断 OB 数量 <=4

V4.0 版本 CPU 开始支持

V4.1 版本 CPU 开始支持

V4.2 版本 CPU 开始支持

关于各OB的使用说明,可查看TIA Portal中帮助文件;

二、DB(Data block) 数据块

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定义

DB(Data Block)数据块可以分为:全局数据块和背景数据块。数据块用于存储用户数据及程序中间变量,其中背景数据块由背景功能块FB生成,内部数据结构由FB的接口定义区决定;

寻址方式

在TIA Portal中可通过绝对地址寻址或通过符号寻址;使用绝对地址寻址,需要将优化块访问选择取消(默认使用优化块访问)。

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符号地址寻址

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绝对地址:寻址即通过地址DB编号+地址偏移量组成,例如:DB100.dbx0.0

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三、FC(Function) 和 FB(Function Block)

定义

FC(Function)功能:是不含存储区的代码块,常用于对一组输入值执行特定运算,例如:可使用 FC 执行标准运算和可重复使用的运算(例如数学计算)或者执行工艺功能(如使用位逻辑运算执行独立的控制)。

FB(Function Block)功能块:带背景数据块的FC--功能。

块接口

FB 、FC块都有一个块接口区,可以用来定义块接口。在块接口区域中可以定义的接口类型:Input(输入)、Output(输出)、InOut(输入输出)、Static(静态变量,FC无)、Temp(临时变量)以及 Constant (常量)注:FC 或 FB可带参数或者不带参数

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对于带参数的 FB 或FC 块,有形参和实参 2 个概念,如下图所示。

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  • 形参:块接口区域定义的 Input,Output,InOut 参数;在调用块时,会以引脚方式出现在块上。Input 和 InOut 类型的变量出现在块的左侧;Output 类型的变量出现在块的右侧。
  • 实参:在调用带参数的块时,为形参填写的实际变量。

四、FC块和FB块 区别和应用

FB和FC有什么区别, 在什么场景下应用FC,什么场景下应用FB?

首先,从字面意思来看FC(Function)-功能, FB(Function Block)-功能块;这两个之间差了一个"块",这个块就是我们常说的背景数据块(Background DB),FB使用背景数据块作为存储区,FC没有独立的存储区,使用全局DB或M区;这是FB与FC的最主要区别;

其次, FB局部变量有STAT和TEMP,FC由于没有自己的存储区因此不具有STAT,且TEMP本身出不能设置初始值。

FB块优点:

1、易于移植性,对于相同控制逻辑不同参数的被控对象,只要使用不同的背景DB,同一个FB块就可以方便

2、多重背景,减少重复工作,提高效率

3、多次调用时,参数修改方便

4、有独立的存储区

FC块优点:

1、小巧灵活,对于非多次调用的程序更易理解

2、不占用额外的存储资源

FC应用范围:

1、由于FC不具备背景存储区,因此FC常用来做为子程序入口使用,保持程序简介易懂, 易复制;例如:工艺段1程序全部放在FC1里面,再由FC1调用相应程序;工艺段1程序全部放在FC2里面,再由FC2调用相应程序;

2、用于执行不含逻辑运算或公共部分程序的功能,例如:处理IO映射、报警程序处理

3、由输入“直接”到输出的逻辑功能块,直接即中间不需要使用临时变量,只在输入和输出之间传递参数的功能;例如:将1个16位word转化为16个Bit输出功能,或将输入数据做等比例输入等功能;

FB应用范围:

FB应用范围较广,可完成所有FC实现的功能,但一般情况FB常用来作为某一类相同对象的控制功能块,然后在FC中调用FB;例如:可将FB应用于电机控制块,在FB中实现电机的启动,停止,报警,计时等功能,每个不同的背景DB即可看做一个对象;可大提高程序的设计效率;

常见问题:

  • 为何定义的FB,FC块,多次调用后程序混乱?

对于,多次调用的程序块,FB块建议更换调用不同的背景DB;FC则需要确保使用的存储地址不重复,即每次调用,块中调用的地址不重复。

  • 为何含有定时器或计数器的FB或FC单次调用ok,多次调用时定时器或计数器混乱?

对于多次调用的FB,FC,如为S7定时器,计数器,则需要在IN接口中定义TIMER或Counter,每调用一次FB或FC,均赋不同的定时器或计数器号。如为IEC定时器,计数器,则需要在IN接口定义Block_DB,每调用一次FB或FC,均赋不同的DB块给其中的IEC定时器或计数器。