[CodeSys] 在 Codesys 中创建用户自定义的功能块

引言

在现代工业自动化中，PLC（可编程逻辑控制器）编程语言的灵活性和可重用性是至关重要的。Codesys 是一种广泛使用的开发环境，它支持多种编程语言并为工程师提供了创建复杂控制逻辑的工具。用户定义的功能块（Function Block，FB）是 Codesys 的核心功能之一，它使得代码的结构化和重用变得更加容易。本文将介绍在 Codesys 中创建用户定义的功能块的步骤，并通过一个简单的案例加以说明。为了便于读者理解，案例非常简单，并不能实际应用于项目中。如果读者有兴趣可以继续优化案例，以便将读过的内容转换为自己的知识。

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为什么要使用功能块

功能块是 Codesys 编程中一个重要的概念，它具有以下几个优点：

代码重用：通过创建功能块，工程师可以在不同的项目中重复使用相同的代码，减少重复工作，提高开发效率。

结构化设计：功能块将复杂的控制逻辑分解成更小、更易于管理的模块，帮助工程师更好地理解和维护代码。

封装性：功能块可以封装特定的功能和数据，减少与外部代码的耦合，提高系统的稳定性和可靠性，减少出错的概率。

易于调试和测试：由于功能块是独立的模块，程序结构更清晰。单独调试和测试每个功能块更加方便，能够快速定位问题。

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创建步骤

2.1

案例背景

假设我们需要控制一个电动机的启停，要求通过按钮进行控制，电机的启停。我们将创建一个用户定义的功能块，名为 MotorControl，其功能包括启动和停止电动机。

2.2

步骤一：创建功能块

打开 Codesys，在你的项目中，右键点击“Application（程序组织单元）”，选择“添加对象”，然后选择“功能块”，输入名称，选择编程语言。

命名功能块，输入 MotorControl 作为功能块的名称。如下图：

2.3

步骤二：定义接口和内部变量

在功能块的定义中，添加输入和输出参数。对于 MotorControl 功能块，我们定义以下参数：

• 输入参数：

• StartButton：布尔型，表示启动按钮的状态。

• StopButton：布尔型，表示停止按钮的状态。

• 输出参数：

• MotorStatus：布尔型，表示电动机的状态（运行/停止）。

• MotorRunning：内部变量，表示电动机当前状态。

在功能块的 VAR_INPUT 和 VAR_OUTPUT 和 VAR 部分添加这些参数。

FUNCTION_BLOCK MotorControlVAR_INPUT    StartButton : BOOL;    StopButton : BOOL;END_VAR
VAR_OUTPUT    MotorStatus : BOOL;END_VAR
VAR    MotorRunning : BOOL := FALSE;END_VAR

2.4

步骤三：编写功能逻辑

在功能块的主体中，编写电动机的控制逻辑。根据启动和停止按钮的状态来控制电动机的启停。

IF StartButton THEN    MotorRunning := TRUE; // 如果启动按钮被按下，电动机启动ELSIF StopButton THEN    MotorRunning := FALSE; // 如果停止按钮被按下，电动机停止END_IF;
MotorStatus := MotorRunning; // 更新输出状态

2.5

步骤四：实例化功能块

在主程序中（如 Main），实例化 MotorControl 功能块，输入相应的按钮信号，并获取电动机状态。

PROGRAM MainVAR    MotorCtrl : MotorControl; // 创建功能块实例    StartButton : BOOL; // 启动按钮信号    StopButton : BOOL;  // 停止按钮信号END_VAR
MotorCtrl(StartButton := StartButton, StopButton := StopButton); // 调用功能块

2.6

步骤五：测试与调试

使用 Codesys 的仿真功能，模拟按钮的输入，观察 MotorStatus 输出的变化。

确保功能块按照预期工作，能够正确响应启动和停止按钮的状态。

总结

通过上述步骤，我们成功创建了一个用户定义的功能块 MotorControl，实现了电动机的控制逻辑。功能块的使用不仅提高了代码的重用性和可读性，也使得复杂控制逻辑的管理变得更加简单。掌握功能块的创建和使用是 PLC 编程的关键技能，对于提高工程师的工作效率和代码质量具有重要意义。

在实际应用中，工程师可以根据项目的需求，灵活设计和使用功能块，以应对各种复杂的自动化任务。