西门子 S7-1200 什么是执行用户程序？

实战PLC

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1.   执行用户程序  1.1  CPU支持的代码块CPU支持多种类型的代码块，它们共同构成了用户程序的有效结构：
（1）组织块（OB）：这些块定义了程序的结构框架。有些OB具有预设的行为和启动条件，用户也可以自定义启动条件的OB。
（2）功能（FC）和功能块（FB）：它们包含了针对特定任务或参数组合的程序代码。每个FC或FB都设有一组输入输出参数，用于与调用它们的块共享数据。特别的是，FB还会关联一个数据块（称为背景数据块），用于保存该FB每次调用时的数据值。同一个FB可以被多次调用，每次调用都会使用一个独立的背景数据块，这样就不会相互影响。FC和FB的嵌套深度有限制：从程序循环OB或启动OB开始，最多可以嵌套16层；而从任意中断事件OB开始，则最多只能嵌套6层。
（3）数据块（DB）：用于存储程序块可以使用的数据。  
用户程序的执行顺序是这样的：
首先，当系统进入RUN模式时，会运行一些可选的启动OB（这些OB只运行一次）。接着，程序会循环执行一个或多个程序循环OB。此外，OB还可以与中断事件关联，当发生相应的标准事件或错误事件时，就会执行这些OB。  需要注意的是，FC并不与任何特定的数据块（DB）相关联，而FB则直接与DB相关联，并通过该DB来传递参数以及存储中间值和结果。  用户程序、数据及组态的大小会受到CPU中可用装载存储器和工作存储器的限制。虽然对各个OB、FC、FB和DB的数目没有特殊限制，但是块的总数不能超过1024个。每个扫描周期或扫描都包括写入输出、读取输入、执行用户程序指令以及执行后台处理。S7-1200自动化解决方案通常由配备S7-1200 CPU和附加模块的中央机架组成。这个“中央机架”就是CPU和关联模块采用导轨或面板式安装的地方。需要特别注意的是，只有在通电时才会对模块进行检测和记录，而且不支持在通电时在中央机架中插入或拔出模块（也就是不支持热插拔）。如果CPU处于RUN模式时，插入或拔出存储卡会使CPU进入STOP模式，这可能会导致受控的设备或过程受损。同样地，在CPU通电时，在中央机架中插入或拔出模块也可能导致不可预知的行为，从而可能损坏设备或造成伤害。因此，在插入或拔出模块之前，务必切断CPU和中央机架的电源，并遵守相应的安全预防措施。不过，有一个例外是，可以在CPU通电时插入或拔出SIMATIC存储卡。另外，如果CPU处于RUN模式时，在分布式I/O机架（如AS-i、PROFINET或PROFIBUS）中插入或拔出模块，CPU会在诊断缓冲区中生成一个条目。如果存在拔出或插入模块的OB，则会执行该OB，并且默认情况下CPU会保持在RUN模式。
2.  过程映像更新与过程映像分区   
CPU伴随扫描周期使用内部存储区（过程映像）对本地数字量和模拟量I/O点进行同步更新。过程映像包含物理输入和输出（CPU、信号板卡和信号模块上的物理I/O点）的快照。可组态在每个扫描周期或发生特定事件中断时在过程映像中对I/O点进行更新，也可对I/O点进行组态，使其排除在过程映像的更新之外。  例如，当发生如硬件中断这类事件时，过程可能只需要特定的数据值。通过为这些I/O点组态映像过程更新，使其与分配给硬件中断OB的分区相关联，就可避免在过程不需要持续更新时，CPU在每个扫描周期中执行不必要的数据值更新。  
对于需要在每个扫描周期进行更新的I/O点，CPU将在每个扫描周期期间执行以下任务：
（1）CPU将过程映像输出区中的输出值写入物理输出。
（2）CPU仅在用户程序执行前读取物理输入，并将输入值存储在过程映像输入区。此时，这些值便将在整个用户指令执行过程中保持一致。
（3）CPU执行用户指令逻辑，并更新过程映像输出区中的输出值，而不是写入实际的物理输出。  该过程通过在给定周期内执行用户指令而提供一致的逻辑，防止物理输出点可能在过程映像输出区中多次改变状态而出现抖动。为控制在每个扫描周期或在事件触发时是否自动更新I/O点，S7-1200提供了5个过程映像分区。第一个过程映像分区为PIP0，指定用于每个扫描周期都自动更新的I/O点，此为默认分配；其余4个分区PIP1、PIP2、PIP3和PIP4可用于将I/O点过程映像更新分配给不同的中断事件。在设备组态中将I/O点分配给过程映像分区，并在创建中断OB或编辑OB属性时将过程映像分区分配给中断事件。默认情况下，在设备视图中插入模块时，STEP 7会将其I/O点过程映像更新为“自动更新”（Automatic Update）。对于组态为“自动更新”（Automatic Update）的I/O点，CPU将在每个扫描周期自动处理模块和过程映像之间的数据交换。


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