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西门子PLC模块6ES7515-5FN03-0AB0

1．什么是全局变量和局部变量？ 

        以西门子的S7-200为例，输入I、输出Q、变量存储器V、内部存储器位M、定时器T、计数器C等属于全局变量，可以在符号表中为全局变量定义符号名。

       程序组织单元(Program Organizational Unit)简称为POU，包括主程序、子程序和中断程序。每个POU均有自己的64字节局部变量，局部变量用L(Local)来表示，局部变量只能在它所在的POU中使用。与此相反，全局变量可以在各POU中使用。

       2．局部变量有哪些类型？

       子程序可以使用下列局部变量：

       1) TEMP (临时变量)是暂时保存在局部数据区中的变量。只有在执行该POU时，定义的临时变量才被使用，POU执行完后，不再保存临时变量的数值。主程序和中断程序的局部变量表中只有TEMP变量。

       2) IN(输入参数)由调用它的POU提供的传入子程序的输入参数。

       3) OUT(输出参数)是子程序的执行结果，它被返回给调用它的POU。

       4) IN_OUT(输入_输出参数)的初始值由调用它的POU传送给子程序，并用同一变量将子程序的执行结果返回给调用它的POU。

       主程序和中断程序的局部变量表中只有临时变量TEMP。

       3．子程序的输入、输出参数有什么作用？

       具有输入、输出参数和局部变量的子程序易于实现结构化编程，对于长期生产同类设备或生产线的厂家尤为有用。编程人员为设备的各部件或工艺功能编写了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的内部代码，只要知道子程序的功能和输入、输出参数的意义，就可以用它们快速“组装”出满足不同的用户要求的控制程序。就好像可以用数字集成电路芯片组成复杂的数字电路一样。

       如果子程序没有输入、输出参数，这种子程序没有明确的软件接口，使用起来很不方便。

       4．局部变量有什么优点？

       1) 子程序如果没有局部变量，它和调用它的程序之间只能通过全局变量来交换数据，子程序内部也只能使用全局变量。将它移植到别的项目时，需要对各POU使用的全局变量作统一安排，以保不会出现冲突。当程序很复杂，子程序很多时，这种地址分配是很花时间的。

       如果子程序有局部变量，并且在子程序中只使用局部变量，不使用全局变量，因为与其他POU没有冲突，不作任何改动，就可以将子程序移植到别的项目中去。

       为了减少移植子程序的工作量，在子程序中应尽量避免使用全局变量和全局符号。

       2) 如果使用局部变量表中的临时变量（TEMP），同一片物理存储器可以在不同的程序中重复使用

200的内存卡需要连接PLC，不然可以用EEPROM读写器读出，但不能反编程序。

300的MMC卡可用普通读卡器读出卡的存储映像文件，转换成WLD文件，然后用STEP7打开，再新建一个S7-300的项目，随便插入一个CPU,然后编译一下。将打开的wld文件里的所有程序块包括系统数据块一起复制到刚才生成新300项目中，覆盖所有文件。

打开PLCSIM软件将这个S7-300项目下载到PLCSIM里(注意不要下载硬件组态，只是下载块文件夹里的所有块，包括系统数据块)然后从PLCSIM里上载程序就可以了，上载后就可以看到硬件组态了，即已经完全还原了MMC卡里的程序了。

400的PCMCIA可以用普通笔记本自带的PCMCIA读出映像文件，但暂时还没有转换成程序，只能用于密码

西门子S7-200PLC由于其体积小，可靠性高，通讯功能强大等特点，在工业控制领域得到广泛的应用，使用S7-200PLC高性价比的自由口通讯协议实现人机界面灵活方便。目前S7-200PLC接收计算机指令数据主要有两种方法：*种方法是使用PLC自带的RCV指令来接收计算机数据;第二种方法采用PLC提供的“接收字符中断”方式，将SMB2(自由口接收字符缓冲区)定义指针，使用指针接收数据。

使用“RCV"指令接收数据的方法虽然简单，但在接收大量数据的时候每次都要依次接收，大大降低了效率。在本实验室的一套机电一体化控制系统中，人机界面设计要求是：界面可以向PLC写入0、1、2、传感器采样周期、一个判断指令、AQ0、AQ1等不同指令数据。若一次上位机写指令仅仅是控制0.3的启动，为了写入0则需要将9 B的数据全部发送，由于PLC内接收数据是用“RCV”指令，必须将9 B的数据依次存储，这样会造成线路中的时间过长产生延时，降低的效率，甚至导致误码出现，显然这种使用“RCV”接收大量数据的方法不太适合。

使用PLC提供的“接收字符中断”方式，将SMB2(自由口接收字符缓冲区)定义指针，使用指针接收数据。此方法若仅仅定义一个指针，其效果和“RCV”指令是一样的。但此方法由于其使用起来比较灵活，故本文设计了一种多地址指针接收数据的方法，即在计算机向PLC写入数据时，仅写入指针判别的代号和对应数据就可完成上位机对下位机的写指令，不同的代号对应不同的地址，与以往使用“RCV”指令相比，有效地减少了写指令的数据，提高了通讯效率。本文在设计PLC与上位机的串口通讯中设计了此种方案，尚未见其他同类文章使用。

2 指针判别

在PLC与计算机的自由口通讯中，为“RCV”或单指针接收计算机数据带来的大数据流，本文在计算机每次向PLC发送指令时，*个字节总是模式的代号，从第二个字节开始才是指令数据的内容。在PLC接收数据时，*个数据进入“自由口接收字符缓冲区”SMB2时，PLC通过“选择指针”*先接收的是指针判别的代号，通过接收代号的数值比较来判断该指令数据对应的是哪种数据，判断完成后定义一个地址指针接收并存储这种数据的内容。不同的指针判别代号对应不同的地址指针，因此计算机每次写入PLC指令时发送的指令数据都是由两部分构成：*部分为指针判别代号，第二部分为指令数据的内容。指针判别过程是PLC内接收到判别代号后进行数值比较。指针判别的意义就是通过一个总指针接收模式代号，用不同模式代号再定义多个指针完成不同种类的指令数据的接收与存储。

3 具体应用方案

在设计本实验室的一套电液伺服控制系统中，上位机的人机界面使用VB 6.0编程，下位机的通讯模式为自由口通讯。人机界面设计要求：界面可以向PLC写入0、1、2、传感器采样周期、AQW0、AQW2等不同指令数据，PLC在定时中断内使用XMT指令周期地向上位机发送变量存储器VB1～VB21中的待监视数据(包含PLC中的数字量与模拟量)。由于在设计中上位机写入PLC指令数据种类较多，其中包括定时中断的时间设置、状态位值的写入、模拟量扩展模块的输出等，故本文的模式选择可以将种类不同的指令数据用多个指针接收并存储。表1是本设计PLC程序的部分地址分配表，以便结合PLC程序来说明多地址指针方案的具体实现方法。

SBR_0子程序初始化：

网络1：在子程序中定义中断事件。

INT_0接收字符中断事件中采用指针判别：

网络1：指针代号接收存储于VB22。 

INT_1定时中断事件中PLC发送监视数据：

网络1：通过VB24接收的数据控制XMT的“启/停”动作，进而控制PLC向计算机发送数据。

4 注意要点

由于在本设计中PLC每次接收数据，*个字节“指针代号”进入SMB2时，在一次中断事件内，指针代号的数值也存储在每个指针对应的*个存储地址中，因此每个指针接收数据时从第2个字节起才是指令数据的信息内容，*个字节都是对应该指针的代号，否则会出现错误。在PLC程序设计时需要为每个指针预留*个存储地址来存储该指针的代号。

故上位机每次向PLC写指令时，*个数据内容是指针代号，通过上位机程序中直接赋值即可实现;从第2个数据开始为上位机的控制指令。

5 结 语

本设计方案已在实验室机电一体化控制系统的人机界面中成功地应用。系统运行稳定，大大减少了与上位机操作指令无关的，可**地将上位机指令数据写入目标，有效解决了串口通讯中出现因大量而造成的延时。