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PLC程序块调用和线性化结构化编程

  STEP7的主程序结构如图3-3所示。从图中可以看出，操作系统自动循环扫描OB1，OB1安排其他程序块的调用条件和调用顺序。FC和FB可以互相调用。功能块FB1后面的阴影部分表示伴随着FB的背景数据块。程序块的调用与计算机中子程序的调用情况相同。程序块的调用情况如图3-4所示。

  线性化编程与结构化编程

  如果把整个用户程序都写在OB1中，操作系统会自动地按顺序扫描处理OB1中的每一条指令并不断地循环，这种编程方式就称为线性化编程。这种梯形图程序如果打印出来，看起来就和继电控制原理展开图很像。这种编程方式简单明了，适合比较简单的控制任务，是许多小型PLC常采用的编程方式。

  但是，这种编程方式存在若干原理性的缺陷。首先，这种编程方式浪费了CPU的一些资源。因为，在这种编程方式下，CPU在每个扫描周期都要处理程序中的全部指令，而实际上许多指令并不需要每个扫描周期都去处理。例如，在机器手动操作的时候，与自动操作相对应的程序就不需要处理;反之亦然。其次，它不利于在比较复杂的程序编制时的分工合作，*主要的是它不利于程序的结构化。

  所谓结构化编程，是对应于一些典型的控制要求编写通用的程序块，这些程序块可以反复被调用以控制不同的目标。这些通用的程序块就称为结构，利用各种结构来组成程序就称为结构化编程。要实现结构化编程有两个必要条件：一是程序能够分割;二是能够实现参数赋值。S7程序是由块组成的，程序块也可以实现参数赋值，所以可以实现结构化。结构化编程除了可以避免上述缺点外，还有许多优点。它使程序通用化、标准化，缩短了程序的长度，减少编程工作量。

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④为了清楚地表达输入回路的逻辑关系，有时需要设计不属于本系统而属于其他系统的电气元件和连接关系，此时应将这些元件放在虚线框内。

  ⑤对于24V电平信号或低频脉冲信号，其信号的负端或低端和PLC的COM端连接，正端或高端和PLC的输入端连接。

  ⑥对于NPN型接近开关，如果采用三线制，则电源接PLC的24VDC，接近开关的公共端和PLC的COM端连接，信号输出端接PLC的输入端。如果是PNP型接近开关，则需增加相应的转换回路。

  ⑦对于非24V的电平信号或交流信号，增加相应的中间继电器进行转换。使用外部信号驱动中间继电器的线圈，将中间继电器的触点连接到PLC的输入和COM端。

  ⑧矩阵式输入回路的设计。当PLC系统的输入点数不够用时，可以采用矩阵式输入，其原理如图5-2所示。PLC的输出公共端COM1和PLC的输入公共端COM必须连接，以形成回路，地址PLC的Y0～Y3依次输出矩阵的列信号，依次通过PLC的X0～X3读入矩阵的行信号，结合输出的列信号状态和读入的行信号状态即可获悉每个按钮的状态。例如，Y1=ON，如果X0=ON则说明SB5已接通;如果X1=ON，则说明SB6被接通;依此类推。为了节省扫描时间，可先将Y0～Y3置为全1(全为ON，Y0～Y3的输出晶体管导通)，读入X0～X3，如果不全为0，则说明至少有一个按钮接通，此时可通过依次扫描获取已接通的按钮，否则不进行依次扫描。

  ⑨模拟量输入回路。一般系统的模拟量输入模块可直接实现0～5V、0～10V、-10～ 10V 等电压信号或0～20mA、4～20mA或-20～ 20mA 等电流信号。有的PLC 系统的模拟量模块还能直接处理热偶信号和热阻信号。对于低电平模拟量信号或小信号，在设计输入电路图时应采用差动输入方式，大信号或高电平信号既可采用单端输入方式，也可采用差动输入方式。对于小信号输入，应采用屏蔽双绞线，并设计屏蔽接地。对于同一种规格的模拟量信号应分配到同一个模块，以便设置统一的分辨率来提高系统的精度。PLC系统的周围一般都有大功率电机等设备，因此，PLC系统和传感器或变送器之间以电流信号进行传输。

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