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西门子300 PLC 功能块及背景数据块的说明.

 S i e me n s   S T E P ' ／ 语言是 S i e me n s   s 7—3 0 0 、 4 0 0系列 P L C程序设计语言。s 7系列 P L C 
是 S 5系列 P L C 的更 新换 代 产 品 ， S T E P 7语言 是在 S T E P 5语言 基础 上扩 展而 形成 的， 指
令 、 语句格式基本 与 S T E P 5语言相 同。 

       对于熟悉掌握 s 5系列 P L C的人员来说， 若对不太复杂的控制系统 ， 按惯用的 s 5语言 方式进行设计的程序， 可以直接移植到 s 7系列 P L C上使用 ， 一般不会有太大的问题。对于 控制系统复杂且具有大量现场设施的对象， 用 S 5语言编制的程序 ， 在程序的阅读、 调试 、 故 障分析等方面往往较为吃力 ， 对此 S T E P 7语言可采用与实际含义*的符号( 如对应的英 文或中文名字) 来表示应的参数， 因此无论是程序的设计者还是其他人员， 在程序的阅读、  分析、 调试等方面较为方便且不易出错。若1 ％1 海水泵的启动按钮连接在 s 7系列 P L C的4  槽上模块的第 2个输入点 ， 按地址( s 5语言方式) 编程时 ， 程序中该按钮的地址用 1   0 ． 1 
来表示， 当有大量的输入点时， 1   0 ． 1 表示的是什么意思不易令人明白； 按 S 7语言编程， 在符 号表中输入对应 于 1   0 ． 1实际地址 的符号名字为 1 ％1海水泵启 动按钮 ( 或1 ％1 一 S ． W． P u m p —  S t a r t _ S B) ， 则在以后编制的程序中， 只要出现“ 1 ％1海水泵启动按钮” ( 或“ 1 ％1 一 S ． W． P u m p —  S t a r t _ S B ” ) ， 对任一个相关专业者阅读程序时都能明白无误地知道这是 1 号海水泵启动按 钮。此外 s 7语言还具有大量 s 5语言所没有的功能， 对初学者而言， 最易混淆及不易明白的 大致有符号表与变量声明表、 功能 F C与功能块 F B、 多个背景数据块与多重背景数据块等方 面 。 
1   符号表与变量 声明表
符号表是在编制各种程序块( OB、 F C、 F B) 的程序前*行编辑， 可对所有 P L C的绝 对地址分配符号名和数据类型， 通常对系统的每一个输入 、 输 出点 ， 程序中所用到的内部 存储器 ( 位 、 字节 、 字或双字 ) ， 定时器 、 计 数器 ， 甚 至组织 块 O B、 功能 F C、 功能块 F B、 数据 块 DB用与其含义相吻合的不超过 2 4个字符( 或 l 2个汉字) 的符号名字来表示 ， 当然也 可以在以后的程序编制过程中对符号表随时添加新的符号名字。符号表中的数据类型，  一般不会填错 ， 但作为程序块、 数据块之类 的符号名字 ， 其数据类型应填上的是与该块相 关联 的块及块号。如 F B1 ( 符号名字 为： 电动机 Y一△起动功能程序) 的背景数据块有 D B 1 ( 符号名字为： 1号海水泵数据块) 、 D B 2( 符号名字为： 2号海水泵数据块) 等 ， 则对应 符号名字为： “ 电动机 Y一△起动功能程序” 的数据类型应填 F B 1 ， 符号名字为 ： “ 1号海水 泵数据块” 的数据类型也应填 F B 1 ， “ 2号海水泵数据块” 的数据类 型同样应填 F B 1 ； 若 D B I O( 符号名字为： 机舱监测报警系统共用数据) 是共享数据块， 则符号名字为： “ 机舱监 测报警系统共用数据” 的数据类型应填 D BI O 。  符号表中的符号名字适用于整个项 目中所有程序块， 是共享符号名字或称全局符号 名字即是共享数据 。 
变量声明表是在编制每个程序块前*行编制的， 变量声明表声明的是形式参数 、 静 态变量 s t a t 与临时变量 t e mp 。

形式参数有三种类型 ， i n ： 输人参数 ( 只读)， o u t ： 输 出参数 ( 只写 )， i n _ o u t ： 输入／ 输 出参数 ( 读／ 写 ) 。对 于组织 块 OB， 变量 声 明表 只能 声 明临 时变 量 ； 功 能 F C， 变量声 明表能声 明形式 参数 与临时 变量 ； 功能块 F B， 能声 明形 式参 数 、 静态 变量 与临时变 量 。  变量声明表中所声明的形式参数或变量的名字不要与符号表中的符号名字相 同， 不能用汉字 ， 应以字母或一 开头的字母 、 数字与一 组合， 但不允许连续两个一 符号 ， 也不允 许一 结尾 ， 其长度同样为 2 4个字符。编程时程序中出现的符号名字用双引号 ( 需输入) ，  变量声明表中的形参或变量前用# 表示( 在增量编程方式下， 前缀# 自动生成) 。 
变量声明表中的形参和变量只适用于该程序块 ， 是局部数据或称局部符号名字、 局部 变量 。 
i n参数： 通常程序块中编制的程序只需要用到该参数 的状态或数值而不改变其状态 或数值大小时的形参 ， 如现场设备中的按钮、 压力继电器 、 热电偶、 程序 中用到的定时器、  计数器 等。 
o u t 参数： 通常程序块中编制的程序不需要该参数的状态或大小 ， 但该程序块的程序
会改变其状态或大小 ， 如现场设备中的指示灯、 电磁阀等。 
i n _o u t 参数 ： 通常程序块中编制的程序既要用到该参数的状态或大小 ， 又会在该程序 块中改变其状态或大小 ， 如内部存储器( 位、 字节、 字或双字) 、 现场设备中的继电器等。 

t e mp临时变量 ： 动态变量是块 内使用的局部变量， 由于临时变量的值存储在 L堆栈 中， 当该程序块执行完后 L堆栈接着为后面执行的程序块使用， 因此原程序块在 L堆栈 中的值全部丢失而后为下面的程序块继续使用。通常用作该程序块中使用的中间运算结
果， 如内部存储器( 位、 字节、 字或双字) 等。  形式参数是程序块间传递的数据 ， 变量是程序块内使用的数据。  一张符号表最多可容纳 1 6 8 8 0个符号名字， 一个程序块的变量声明表共可声明形参与静 态、 临时变量的总数是 2 5 6个字节， 由于所有组织块 O B变量声明表的前2 o个字节是 S 7系列 P I E 保留用于系统处理用 ， 因此 O B块的变量声明表用户声明的变量数应在 2 3 6个字节内。

  2 功能 F C与功 能块 F B 
功能 F C是一个用户 自己编制的不带数据块 的程序块 ， 没有静态变量 。由于没有相关 联的背景数据块 ， F C中的形式参数 i n 、 o u t 、 i n _ o u t 的值是被存储在指针指示地址内， 这一地 址就是该功能 F C被调用时由调用块所提供的实际参数地址； 临时变量 t e mp的值是存放在 L堆栈内， 当功能 F C执行结束后， 临时变量的数据也就丢失了， 若要保存 F C内相关数据作 储存， 可使用共享数据块。  功能块 F B是一个用户 自己编制 的带有 数据 块 的程序 块 ， 具有 与之 相关 联 的背景数 据 块 D B。变量声 明表 中的形参 ( i n 、 o u t 、 i n _ o u t ) 和静态变量 s t a t 的值是被存储在背景数据 块 内 ， 因此在该 块不被扫描执行 时 ， 形参和静 态变量 的值 仍被保 留。无论是 功能 F C还是

功 能块 F B、 组织块 O B， 临时变量 t e mp都是存 放在 L堆 栈中。功能块 F B一般至少具有一 个 背景数据块 D B( 在多重背景数据块 情况下除外 ) 。  调用功能块 F B时 ， 与此相关 联 的背景数 据块 必须 同时调 用 。如 F B 2的背 景数 据块
是 DB 8 ， 当某 一个程序块调用 F B 2时的指令 语句为 ： 
CALL  F B2， DB8 
调 用 F C、 F B时 ， 形参必须用实参来替代 ， 实参可 以是地址 、 可 以是符号表 中 的符 号名字 ， 也 可以是 调用块 变量声 明表中的局部符号名 。  F C、 F B内编制的功能程序是控制系统的子程序 ， 当该功能程序在整个扫描周期 内仅 需执行一次而不是反复调用的子程序时， 变量声明表中可以不设置形式参数 ， 若是一个反 复执行的公共功能子程序时必需设置形式参数。  在不涉及常数( 给定值) 、 定时器或计数器当前值的功能子程序时， 一般可在功能 F C  内编程 ， 反之则可在功能块 F B内编程。如机舱泵浦或通风机的电动机起动控制程序 、 监 测报警系统 中开关量输入信号点的处理程序等可在功能 F C内编程， 报警系统中模拟量 输入信号的处理程序可用功能块 F B编制。当然在 F C内编制的程序 ， 都可用功能块 F B  编制 ， 但此时需增加数据块的数量， 导致用户程序长度的增加 、 P L C扫描周期的增加 ， 因此 可用 F C编程 的 不要用 F B来 编程。 

3 多个背 景数据块与多重背景数据块 D B 
编制好 功能块 F B的变量声 明表 后 ， 建立 一个 与之 相关 联 的新 的背景数 据 块 D B， 该
D B的数据在建立与 F B相关联时即 自动生成。 
多个 背景数据块 ： 
一个功能块 F B可以有多个背景数据块 ， 适合在同一功能、 一个扫描周期 内的多次调 用， 每次调用均需各自的背景数据。如在一个扫描周期 内该功能块 F B被调用 5次， 则该 功能块 F B应具备与之相关联的背景数据块 D B数应也是 5个。  多重背 景数据块 ：  多重背景数据块有两种类型。一种是在某个功能块内多次调用同一个功能块 F B， 将 多次调用的背景数据共同存放在同一个背景数据块内； 第二种是多个功能块 F B共用一 个背景数据块， 这两种共用的背景数据块称为多重背景数据块。为了将这些多重背景在 一个背景数据块中实现， 必须在调用功能块 ( 其他程序块不允许 ) 的变量声 明表内为每个 独立背景定义一个静态变量 ， 该静态变量的数据类型为被调用功能块。第二种背景数据块应用实例如 下 ： 
例 ： 功能块 F B 6调 用 不 同功 能块 F B 2 0、 F B 2 1 、 F B 2 2程序结构如右图所示。  如 F B 2 0的变量声明表形参有 3个 、 2个 i n参数 ， 1个i n   o u t 参数； F B 2 1的变量声明表形参有 4个 ， 2个 i n参数， 2个 i n _ o u t 参数 ； F B 2 2的变量声明表形参有 6个， 5个i n参数 ， 1 个 i n _ o u t 参数。  分别先编 制好 功能块 F B 2 0 、 F B 2 1 、 F B 2 2， 然后 编 制功能块 F B 6， 在F B 6的变量 声明表 的静态 变量部 分 ， 分别 为3个功能块设 置 3个静态变量  F B 6变量声 明表编制完成后 ， 接 着 可编制 F B 6的应 用程 序 ， 也 可先建 立 F B 6的背 景 数据块如 DB 6 ， 这个背景数据块 D B 6就是第二种多重背景数据块。对应于功能块 F B 2 0 、  F B 2 1 、 F B 2 2的 3个 不同背 景 ， 则不需要再建立相应背景数据块 ， 此 时 F B 2 0 、 F B 2 1 、 F B 2 2相 对于 F B 6言， 是作为静态变量来处理 ， 而不看作功能块。  F B 6之背景数据块 D B 6 

西门子PLC模块维修保养规范

保养

设备定期测试、调整

（1） 每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况，若发现松动的地方及时重新坚固连接；

（2） 对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压；

设备定期清扫

（1） 每六个月或季度对PLC进行清扫，切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下，进行吹扫、清扫后再依次原位安装好，将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生；

（2） 每三个月更换电源机架下方过滤网；

检修前准备

（1） 检修前准备好工具；

（2） 为保障元件的功能不出故障及模板不损坏，必须用保护装置及认真作防静电准备工作；

（3） 检修前与调度和操作工联系好，需挂检修牌处挂好检修牌；

设备拆装顺序及方法

（1） 停机检修，必须两个人以上监护操作；

（2） 把CPU前面板上的方式选择开关从“运行”转到“停”位置；

（3） 关闭PLC供电的总电源，然后关闭其它给模坂供电的电源；

（4） 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下，然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝，电源机架就可拆下；

（5） CPU主板及I/0板可在旋转模板下方的螺丝后拆下；

（6） 安装时以相反顺序进行；

检修工艺及技术要求

（1） 测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的万能表测量

（2）电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；

（3） 在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能保证数据不混乱；

（4） 在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块RAM内容将丢失；

（5） 输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ（超时）灯亮；

（6） 拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品；

（7） 更换元件不得带电操作；

（8） 检修后模板安装一定要安插到位

西门子S7-300硬件介绍

能力改变命运，我们这能高效提高你的技术应用能力。

S7－300主要支持的硬件有：

（1）电源（PS）

电源模块提供了机架和CPU内部的供电电源，置于1号机架的位置。

（2）中央处理器（CPU）

CPU存储并处理用户程序，为模块分配参数，通过嵌入的MPI总线处理编程设备和PC、模块、其它站点之间的通讯，并可以为进行DP主站或从站操作装配一个集成的DP接口。置于2号机架。

（3）接口模块（IM）

接口模块将各个机架连接在一起。不同型号的接口模块可支持机架扩展或PROFIBUS DP连接。置于3号机架，没有接口模块时，机架位置为空。

（4）信号模块（SM）

通常称为I/O（输入/输出）模块。测量输入信号并控制输出设备。信号模块可用于数字信号和模拟信号，还可用于进行连接，如传感器和启动器的连接。

（5）功能模块（FM）

用于进行复杂的、重要的但独立于CPU的过程，如：计算、位置控制和闭环控制。

（6）通讯处理器（CP）

模块化的通讯处理器通过连接各个SIMATIC站点，如：工业以太网，PROFIBUS或串行的点对点连接等。

后三个模块在机架上可以任意放置，系统可以自动分配模块的地址。

需要说明的是，每个机架最多只能安装8个信号模块、功能模块或通讯模块。如果系统任务超过了8个，则可以扩展机架（每个带CPU的中央机架可以扩展3个机架）。

各个模块的性能具体如下：

（1）电源模块（PS）

电源模块用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。

（2）接口模块

接口模块用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架 (ER)。S7-300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。

（3）CPU模块

各种CPU 有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。

以上只是列出了部分指标，设计时还要参看相应的手册。

（4）信号模块

信号模块用于数字量和模拟量输入/输出，又分DI/DO（数字量输入/输出）和AI/AO（模拟量输入/输出）模块。

①数字量输入模块：

②数字量输出模块：

③数字输入/输出模块：

④继电器输出模块：

⑤模拟量输入模块

⑥模拟量输出模块：

⑦模拟量输入/输出模块：

（5）功能模块

西门子S7－300功能模块模块适用于各种场合，功能块的所有参数都在STEP7中分配，操作方便，而且不必编程。包括：计数器模块（FM350），定位模块（FM351），凸轮控制模块（FM352），闭环控制模块（FM355）等许多用于特定场合的模块。

（6）通讯模块（CP）

S7－300通讯模块是用于连接网络和点对点通讯用的模块，比如：用于S7－300和SIMATIC C7通过PROFIBUS通讯的模块CP343－5，用于S7－300和工业以网通讯的模块CP343－1及CP343－1 IT等。

二、S7－300CPU前面板说明

S7－300CPU前面板如上图所示。需要说明的是，S7－300系列有20种不同的CPU，每种CPU的前面板是不同的，但也是大同小异。现以CPU318－2为例，分别说明如下：

1、负载电源模块

负载电源模块用于将AC 220V电源转化为DC 24V，供CPU和I/O模块及其它模块使用。

2、后备电池

后备电池的作用是在PLC断电时，用来保证CPU实时时钟的正常运行，并可以保存用户的程序和数据（在RAM中）。有的低端的CPU因为没有实时时钟，没有后备电池。

3、DC 24V接线端子

CPU输出一个DC 24V，L＋和M分别是DC 24V的正极和负极。可用作CPU开关信号输入或外部元器件的电源。

4、模式选择开关

模式选择开关用来选择CPU的运行方式。有的该开关是一种钥匙开关，改变运行方式需要插入钥匙，用来防止未经*的人改变CPU的运行方式。

模式选择开关各位置的含义如下：

（1）RUN－P（运行－编程）位置：CPU不仅执行程序，还可以在线读出和修改程序及改变运行方式；

（2）RUN（运行）位置：CPU执行程序，可以读出程序，但不能修改程序；

（3）STOP（停机）位置：CPU不执行程序，可以读出和修改程序；

（4）MERS（清除存储器）位置：可以复位存储器，使CPU回到初始状态。此位置不能保持，当松开后，又会回到STOP的位置。

5、状态和故障指示灯

（1）SF（系统故障指示，红色）：CPU硬件故障或软件出错时常亮；

（2）BATF（电池故障，红色）：电池电压低或无电池时常亮；

（3）DC 5V（＋5V电源指示，绿色）：CPU和S7－300总线＋5V电源正常时常亮；

（4）FRCE（强制指示，黄色）：至少有一个I/O被强制时常亮；

（5）RUN（运行指示，绿色）：CPU处于RUN运行方式时常亮，重启动时以2Hz的频率闪亮，HOLD状态时以0.5Hz的频率闪亮；

（6）STOP（停机指示，黄色）：CPU处于STOP、HOLD状态时常亮；请求存储器复位时以0.5Hz的频率闪烁；正在复位时以2Hz的频率闪烁；

（7）BUSF（总线故障指示，红色）：Profibud－DP接口硬件或软件故障时常亮。

6、存储器卡

存储器卡用于在断电时保存用户程序和一些数据，可以扩展CPU的存储容量。

7、MPI接口

MPI接口用于CPU与其它PLC、PG/PC（编程器/个人计算机）、OP（操作员接口）通过MPI网络的通信。

8、前连接器

前连接器用于将传感器和执行元件连接到信号模块，前面有盖板（9）保护。

三、SIMATIC S7-300具有多种不同的通讯接口：

多种通讯处理器用来连接AS-i接口、PROFIBUS 和工业以太网总线系统。

通讯处理器用来连接点到点的通讯系统。

多点接口(MPI) 集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

----用户可以方便的使用Step7软件进行通讯组态。

----CPU 支持下列通讯类型：

过程通讯

通过总线(AS-i或PROFIBUS)对I/O模块周期寻址(过程映象交换) 。

数据通讯

在自动控制系统之间或人机界面(HMI)和几个自动控制系统之间，数据通讯会周期地进行或被用户程序或功能块调用。

通过PROFIBUS的过程通讯

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S7-300通过通讯处理器，或通过集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口连接到PROFIBUS-DP网络上。

----带有PROFIBUS-DP主站/从站接口的CPU可以使用户能够方便高效地进行组态。

----而且，用户通过PROFIBUS-DP分布式I/O就像处理集中的I/O一样，具有相同的组态、地址和编程。

----下列设备可以作为通讯的主站：

SIMATIC S7-300

(通过带PROFIBUS-DP 接口CPU或通过 PROFIBUS-DP)

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