功能块(FB)教材全解.doc
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1、目录第一章 功能块(FB)编程概述11.1功能块(FB)简介11.2功能块(FB)使用特点11.3 功能块(FB)使用环境21.3.1 支持FB功能的PLC类型21.3.2.支持FB功能的软件21.3.3 CX-Programmer6.0功能块特点2第二章 梯形图功能块32.1 梯形图功能块编程基础32.1.1梯形图功能块结构介绍32.1.2 梯形图功能块编辑区介绍42.2 创建功能块42.2.1 新建梯形图FB52.2.2 设置功能块变量52.2.3 编写FB内梯形图72.3 使用功能块82.3.1 调用梯形图功能块82.3.2 梯形图FB的嵌套92.3.3 保存梯形图FB102.3.4 调
2、试梯形图FB112.4 FB内存分配注意事项12第三章 高级语言(ST语言)功能块143.1ST语言功能块编程基础143.1.1 高级语言编程概念143.1.2 ST语言编程特点143.2ST语言编程系统介绍153.2.1 ST语言常用运算符163.2.2 ST语言基本命令173.2.3 ST语言编程规则203.3创建ST语言FB213.4ST语言FB的使用223.4.1 调用ST语言FB223.4.2 ST语言FB的嵌套223.4.3 ST语言FB的保存和调试23第四章 功能块FB库244.1 FB库概述244.1.1 FB库特点244.1.2 FB库应用简介244.2 FB库内容介绍264
3、.2.1 FB库内容简介264.2.2 FB库功能分类264.3 FB库功能块使用274.3.1 创建FB库中的功能块274.3.2 阅览FB库中的功能块程序284.3.3 调用FB库中的功能块28第五章 功能块应用示例29附录一:ST语言语法错误一览表34第一章 功能块(FB)编程概述 OMRON编程软件CX-Programmer从5.0版本开始,增加了一个全新的编程功能功能块(Function Block,简称FB)。CJ、CS、CP1H系列的PLC可以使用这个功能进行编程,它大大增强了CX-Programmer软件对PLC编程、控制和调试的能力。功能块(FB)主要提供了梯形图和高级语言2
4、种编程方法,结合软件自带的功能库,给用户提供了全新的简单、高效、集成化的编程方法和环境。1.1功能块(FB)简介功能块(Function Block)是预先编辑或测试的程序集合,具有特定的功能要素,可嵌入原有的梯形图中执行,并通过设置I/O来使用这个功能。CX-Programmer5.0以上的版本具有FB功能,并且CS、CJ系列的PLC的CPU单元版本号高于3.0才支持该功能。用户可以使用2种语言创建功能块:梯形图语言和高级语言(ST语言)。1. 梯形图功能块:熟悉使用梯形图编程的用户可以用这种方式创建功能块,这和使用梯形图在CX-Programmer中编程的方式是一样的。对于熟悉CX-Pro
5、grammer的用户来说,这种编程方式是简单易学的。2. 高级语言(ST语言)功能块:ST语言是一种用于工业控制的高级语言,是类似VB、VC的高级语言。熟悉这种语言的用户同样可以用它创建ST功能块,用高级语言可以实现复杂的数据处理过程和控制过程。1.2功能块(FB)使用特点1 相似控制功能“模块”化。在一些繁冗的程序中,如果其中有一些控制过程是类似的,那么用户可以把这些类似的控制过程定义为“模块”。这样,每次需要实现这些控制功能时,就不用重复写很多条程序,只要调用用户自定义的“模块”就可以了。把这些控制功能“模块”化,使得编程工作更清晰,更简便,更易于管理。2 数字运算过程简单化。使用功能块中
6、ST语言编程,能够处理更复杂的算术运算。原来要在PLC中处理数字量,需要编写梯形图来进行算术运算,一步程序也只能完成一个算法,要完成复杂的算法需要编写很多程序。现在用ST语言,就可以用精简的高级语言编写复杂的算术运算过程。3 CX-P软件自带FB库。CX-Programmer软件自带FB库,用户可以根据需要调用FB库中自带的功能块。FB库让用户无需编辑梯形图,就可以使用PLC单元和元器件的基本功能,并且易于使用,无需程序调试,简单易懂,具可扩展性。4 编程操作更简单。功能块的调用、编辑、删除就象对指令的操作一样简单。编辑功能块内部的程序也很简便,只需找到相对应的功能块,就可以在“块”的内部进行
7、程序的编辑,而不需要在繁冗的程序中查找修改。5 程序检查更容易。功能块程序的检查很方便,只要在“块”中检查程序的流程和可靠性即可,工作量小,检查简单。使用功能块缩短了主程序的大小,并且功能块的查找也很简单,从而使得程序的检查工作变得更容易。上述功能块(FB)的这些特点给用户提供了一个易于编程、管理程序、调试程序的编程环境。下面就详细介绍功能块功能的使用和操作。1.3 功能块(FB)使用环境1.3.1 支持FB功能的PLC类型CJ、CS、CP1H系列的PLC才支持FB功能,并且CJ、CS的CPU单元版本号需要在3.0或3.0以上。具体机型可参考下表:PLC类型CPU型号CS1G-HCS1G-CP
8、U42H/43H/44H/45HCS1H-HCS1H-CPU63H/64H/65H/66H/67HCJ1G-HCJ1G-CPU42H/43H/44H/45HCJ1H-HCJ1H-CPU65H/66H/67HCJ1MCJ1M-CPU11/12/13/21/22/231.3.2.支持FB功能的软件 需使用CX-Programmer5.0及以上版本。1.3.3 CX-Programmer6.0功能块特点 在CX-ONE软件中的CX-Programmer6.0,其中的FB功能有很多先进的功能,现简单介绍如下:1. 在线可以察看功能块的内部程序运行情况。在CX-Programmer6.0中,用户是可以查
9、看FB内部程序运行情况的,提高了用户对程序的查错能力。2. 功能块支持嵌套。在CX-Programmer6.0中,如果创建了多个功能块,如FB1、FB2、FB3,则可以实现FB1的内部程序中调用FB2,FB2的内部程序调用FB3。梯形图FB最多支持8层嵌套,而ST语言FB则可以自由的嵌套。3. FB支持程序更新。CX-Programmer6.0中,如果更改了FB的内部程序,在调用该功能块的地方,只需更新该功能块即可。第二章 梯形图功能块2.1 梯形图功能块编程基础使用过CX-Programmer的用户都非常熟悉梯形图编程模式和编程环境。因此,CX-Programmer仍然提供了老用户熟悉的梯形
10、图语言来创建和编辑功能块的内部程序。2.1.1梯形图功能块结构介绍 梯形图功能块是由完成特定功能的程序段组成的。组成程序的每一步都有输入和输出,功能块中的输入和输出被定义成变量的这种特点,决定着它能够成为一个编程“元素”,而能够在不同的程序中被多次调用。总的来说,功能块是由变量算法构成的。1. 变量:变量是指输入、输出和内部地址,在编辑功能块的时候给这些地址一个变量名。 功能块运行时,它们对应着外部的实际地址。2. 算法:算法是依靠梯形图的编程来完成的。依靠算法可以完成某个特定的控制功能。 举个简单的例子说明。如下图2-1所示,要实现按下开0.00开关5秒后接通输出10.00,梯形图程序如(a
11、)图所示。如要把这个功能做成功能块的形式,以便今后编程时调用,必须将其中的输入、输出甚至中间变量都定义称为变量,如(b)图所示。在每次调用功能块的时候,无需知道内部结构,只要知道该FB能实现的控制功能,及输入、输出变量对应完成什么功能,就可以直接使用了(如图2-1(c)所示)。(a)(b)(c)将输入、输出定义成变量调用时输入地址 图2-1 2.1.2 梯形图功能块编辑区介绍梯形图语言的编程界面如下图2-2所示:从图上分界线来看,可以把整个操作界面分成2个部分,上半部分是变量设置区,下半部分是梯形图编辑区。 变量设置区 FB梯形图编辑区图2-21. 变量设置区:定义变量名,包括输入变量,输出变
12、量和内部变量。其中外部变量和内部变量在使用中对应着实际的输入/输出地址。内部变量是用来定义梯形图中中间变量的。外部地址提供了一些有特殊功能的,系统定义好的符号可供使用。2. 梯形图编辑区:在梯形图编辑区可以编写梯形图程序,其中的I/O地址都使用变量设置区设置好的变量名。2.2 创建功能块 用户在编写主程序时,一旦要用到FB功能,需要根据要求先创建功能块。使用FB功能的步骤基本上为(如下图2-3所示):新建功能块定义功能块变量编写FB内部程序调用功能块定义功能块的I/O地址。无论使用梯形图FB还是ST语言FB,基本步骤都是相同的,只是其中对程序的编辑方式会有所不同,下面将详细介绍一下如何使用FB
13、功能。新建功能块创建一个新的FB项目定义FB变量定义FB程序地址变量编写FB程序编写FB的内部程序调用FB在主程序中调用功能块定义I/O定义主程序FB变量的地址图2-32.2.1 新建梯形图FB 在“新PLC”目录下,可以看到“功能块”子目录,包含有这个子目录的PLC才支持FB功能。右击“功能块”,选择“插入梯形图功能块”就创建了一个梯形图功能块,并且创建的功能块就在“功能块”目录下。 图2-42.2.2 定义功能块变量 创建了一个梯形图FB后,默认的FB名称为“功能块1”,双击它就进入梯形图FB编程界面。在编程界面的上方,是变量设置区。 在功能块的程序中,地址不是实际的I/O地址,而是使用变
14、量名作为地址。在实际使用功能块的时候,再将实际的I/O地址和变量一一对应起来。在这点上功能块是不同与子程序的,功能块中的地址是变量名,可以随着程序的改变,使用要求的改变而改变。 图2-5 变量设置区列出了变量的用法、名称、属性等信息。该区域包含了4个部分:内部变量、输入变量、输出变量、外部变量。1. 内部变量:内部变量只被用于功能块程序内部。它不能够通过实际的I/O地址来进行动作。相当于常说的中间变量。2. 输入变量:输入变量可以和实际的I/O输入地址对应起来,通过实际的I/O输入来控制功能块的输入。系统默认的输入变量是“EN”,表示只有当“EN”条件为ON的时候,功能块其它输入变量才得到外部
15、的输入地址的输入信号。3. 输出变量:输出变量可以和实际的I/O输出地址对应起来,实际的I/O输出可以通过输出变量得到输出信号。4. 外部变量:外部地址是常用的一些系统定义好的变量地址。它们在CX-Programmer的程序段中也可以使用。在“符号”中可以找到其中一些地址。当然,用户在“全局符号”中定义的符号在“外部变量”中也可以找到。在4类变量中可以定义各自的变量。定义变量时需要设置变量的属性,下面介绍一下定义变量时的属性设置:图2-61) 名称:即变量名,是用来定义功能块中变量的。在不同的功能块中可使用同样的变量名。2) 数据类型:功能块提供如下数据类型可供使用。 表2-1 定义变量可使用
16、的数据类型列表数据类型类型含义数据占用空间输入变量输出变量内部变量BOOL位1位OKOKOKINT整型16位OKOKOKUNIT无符号整型16位OKOKOKDINT有符号双字32位OKOKOKUDINT无符号双字32位OKOKOKLINT有符号长整型(4字)64位OKOKOKULINT无符号长整型(4字)64位OKOKOKWORD字16位OKOKOKDWORD双字32位OKOKOKLWORD长字64位OKOKOKREAL实型32位OKOKOKLREAL长实型64位OKOKOKTIMER计时器型1字(标志位占1位)NONOOKCOUNTER计数器型1字(标志位占1位)NONOOK3) 使用:定义
17、变量为内部变量、输入变量、输出变量、外部变量其中之一。4) 初始值:选择变量的初始状态。变量是位地址时,初始状态为ON/OFF。变量地址是字地址时,初始状态是设定通道内的初始值。5) 注释:可以为变量名添加一些注释。2.2.3 编写FB内梯形图 如图2-2所示,FB的梯形图需要在下方的梯形图编辑区中进行编写。FB的梯形图和主程序中的梯形图的区别在于:FB梯形图中的地址都是以变量名的方式定义的,而主体程序中的地址都对应着实际的地址。现以图2-1的梯形图为例,说明如何创建实现该功能的FB梯形图。 创建FB梯形图的步骤如下图2-7所示:1.列出输入/输出点2.将输入/输出转为变量3.用变量名作为编程
18、地址,编写FB梯形图地址变量0.00 aT0000 b10.00 c 图2-71. 列出输入/输出点:将原来梯形图中的表示输入和输出的地址列出来。2. 将输入/输出地址转换成变量名:将原来输入/输出的I/O地址一一定义一个变量名。不同的控制对象需要选择不同的数据类型。例如程序中定义输入点0.00的变量名为a,数据类型为BOOL;T0000的变量名为b,数据类型为TIMER;输出点的变量名为c,数据类型为BOOL。3. 编写FB梯形图:编写的方式和主体程序的编写方式几乎一样。区别在于,需要将原来的实际地址转换成变量名。例如TIM指令,原来的写法是TIM 0000 #50,FB程序就应该写成TIM
19、 C #50。以上看来,在FB梯形图编辑区内编写梯形图和主体程序编写梯形图的方法几乎一样,并且也可以调用工具栏上的快捷工具来进行程序的编写。只要在输地址的地方键入变量名即可。2.3 使用功能块2.3.1 调用梯形图功能块 创建好梯形图FB后,在主体程序中就可以调用该功能块了。下面将调用以上创建好的梯形图FB作为例子进行说明。 图2-7 图2-81. 先定义一个I/O地址用来启动梯形图FB,所示的开关0.00用于启动功能块。如果0.00为ON,执行功能块中的程序,如果0.00为OFF,不执行功能块程序。2. 然后调用工具栏上的“功能块”按钮创建一个新功能块。选择已经创建好的功能块并取名“延时5秒
20、”。因为功能块和开关、指令、输出线圈一样,在程序中就是一个“元素”,所以这个起了名称的“元素”将会登记到“符号”目录的列表中。(所以,在删除创建的功能块的时候,必须在“符号”列表中将该功能块对应的“符号”删除,才能删除梯形图FB这个对象。3. 调用好创建的功能块后,需要给输入、输出变量定义一个实际的I/O地址。使用“功能块参数”按钮给变量定义I/O地址。如图中处,赋给输入变量a地址1.00,处,赋给输出变量c地址10.00。由上述调用功能块的步骤可以看出:调用功能块首先要设置EN的控制地址用来启用功能块,然后定义输入、输出变量的地址就完成了调用。使用者不需要知道功能块内部的程序具体是怎样的,只
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