关于TIA 博图的背景数据块和 CPU 数据块的那些事...

TIA博图，作为西门子工业自动化领域的杰出代表，凭借其全集成自动化的理念，为工程师和技术人员提供了一个高效、直观的开发和调试平台。在TIA博图的广阔领域中，背景数据块（Background Data Block, BDB）和CPU数据块（CPU Data Block）扮演着举足轻重的角色。本文将对这两种数据块进行详细的介绍和探讨，以期为读者提供深入的理解和应用指导。

一、背景数据块（BDB）

背景数据块，作为TIA博图中功能块（FB）和功能（FC）的重要支撑，承载着程序运行过程中的关键数据和参数。在自动化系统中，不同的FB或FC可能需要处理不同的数据，而这些数据往往具有特定的上下文和生命周期。为了实现对这些数据的有效管理和利用，TIA博图引入了背景数据块的概念。

背景数据块是 TIA 博图中的一个重要概念。函数块FB（也称为功能块）的调用称为实例，实例使用的数据存储在背景数据块中。背景数据块的最大大小因 CPU的不同而各异。函数块中声明的变量决定背景数据块的结构。
背景数据块的主要作用是存储函数块实例的数据。这些数据包括函数块的输入、输出和静态变量。每个函数块实例都有一个独立的背景数据块，这样每个实例都可以独立地执行其功能，而不会影响其他实例。这也是功能块与函数之间的区别。

背景数据块具有以下几个显著特点：

1. 独立性：背景数据块与FB或FC紧密相关，但独立于它们而存在。这意味着，即使FB或FC被删除或替换，背景数据块中的数据仍然可以保留，便于后续使用。
2. 可复用性：同一个背景数据块可以被多个FB或FC共享，实现了数据的复用和节省。这极大地提高了程序的可维护性和可扩展性。
3. 封装性：背景数据块将数据和程序逻辑相分离，使得程序结构更加清晰、易于理解。同时，通过封装数据，可以实现数据的隐私保护和安全性。

在TIA博图中，背景数据块的应用非常广泛。例如，在控制多个泵或阀门的场景中，可以使用一个通用的FB来控制这些设备，并通过不同的背景数据块来存储每个设备的特定参数和状态。这样，当需要修改某个设备的参数时，只需要修改相应的背景数据块即可，无需修改FB的代码。

二、CPU数据块（CPU DB）

CPU数据块是TIA博图中用于存储CPU全局数据的一种数据结构。与背景数据块不同，CPU数据块中的数据可以被整个用户程序访问和修改。因此，CPU数据块通常用于存储那些需要在多个程序块之间共享的数据，如系统状态、配置参数等。

CPU 数据块是由 CPU 在运行期间生成的数据块。
在用户程序中插入“CREATE_DB”指令，可以使用在运行期间生成的数据块来保存数据。
CPU 数据块由可用节点“程序块”文件夹中的小 CPU图标来表示。与监视其它数据块类型的值类似，可以在在线模式中监视 CPU 数据块的变量值。
CPU 数据块的主要作用是存储 CPU在运行期间生成的数据。这些数据可以是程序的运行状态、错误信息等。CPU 数据块是动态生成的，它的内容会随着程序的运行而改变。
CPU数据块具有以下几个重要特点：

1. 全局性：CPU数据块中的数据可以被整个用户程序访问和修改，这使得数据可以在不同的程序块之间共享和传递。
2. 持久性：CPU数据块中的数据在程序运行过程中始终保持有效，即使程序发生中断或重启，数据也不会丢失。
3. 可配置性：用户可以根据需要自定义CPU数据块的大小和结构，以适应不同的应用场景和需求。

在TIA博图中，CPU数据块的应用同样非常广泛。例如，在复杂的自动化系统中，可能需要使用多个程序块来实现不同的功能。这些程序块之间需要共享一些全局数据，如系统状态、故障信息等。通过将这些数据存储在CPU数据块中，可以方便地实现不同程序块之间的数据共享和交互。

此外，CPU数据块还可以用于实现一些高级功能，如数据记录、事件触发等。例如，可以通过将某些关键数据存储在CPU数据块中，并使用定时器或中断来触发相应的处理程序，以实现数据的实时监控和故障处理。
三、使用背景数据块和 CPU数据块
在 TIA 博图中，背景数据块和 CPU数据块的使用方法有所不同。背景数据块是在编程时定义的，它的结构和内容由程序员决定。程序员可以通过编程语言来操作背景数据块中的数据。
而 CPU 数据块则是在程序运行时由 CPU 自动生成的。程序员不能直接修改 CPU数据块的内容，但可以通过监视功能来查看 CPU 数据块的当前值。在某些情况下，程序员可以通过编程语言来读取 CPU 数据块的值，以便了解程序的运行状态。
项目中 CPU 数据块的限制
将 CPU数据块加载到离线项目中之后，可以打开并查看这些数据块的内容。但是请注意，项目中的 CPU 数据块受到写保护。因此，项目中的 CPU 数据块受到以下限制：

• 无法编辑 CPU 数据块，或将这些数据块转换为其它数据块类型。
• 无法为 CPU 数据块指定专有技术保护。
• 无法更改 CPU 数据块的编程语言。
• 无法编译 CPU 数据块或将其下载到设备。
  
  

综上所述，背景数据块和CPU数据块是TIA博图中两种重要的数据结构，它们各自具有独特的特点和应用场景。通过合理使用这两种数据块，可以大大提高自动化系统的开发效率和可维护性。同时，它们也为工程师和技术人员提供了更多的灵活性和自由度，使得自动化系统更加智能化、高效化。