PLC的程序分為操作系統(tǒng)和用戶程序，操作系統(tǒng)用來實現(xiàn)與特定的控制任務(wù)無關(guān)的功能，處理PLC的啟動、刷新過程映像輸入/輸出表、調(diào)用用戶程序、處理中斷和錯誤、管理存儲區(qū)和處理通信等。用戶程序包含處理用戶特定的自動化任務(wù)所需要的所有功能。

  1. 用戶程序的結(jié)構(gòu)

  STEP7將用戶編寫的程序和程序所需的數(shù)據(jù)放置在塊中，使單個的程序部件標(biāo)準(zhǔn)化。通過塊與塊之間類似于子程序的調(diào)用，使用戶程序結(jié)構(gòu)化，可以簡化程序組織，使程序易于修改、查錯和調(diào)試。塊結(jié)構(gòu)顯著地增加了PLC程序的組織透明性、可理解性和易維護性。各種塊的簡要說明見表4-1，OB、FB、FC、SFB和SFC都包含程序，統(tǒng)稱為邏輯塊。程序運行時所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲在數(shù)據(jù)塊中。

  可以將控制任務(wù)分層劃分為工廠級、車間級、生產(chǎn)線、設(shè)備等多級任務(wù)，分別建立與各級任務(wù)對應(yīng)的邏輯塊。每一層的控制程序(邏輯塊)作為上一級控制程序的子程序，前者又可以調(diào)用下一級的子程序。這種調(diào)用稱為嵌套調(diào)用，即被調(diào)用的塊又可以調(diào)用別的塊。

  可以多次重復(fù)調(diào)用同一個塊，來處理同一類任務(wù)。FB和FC的內(nèi)部應(yīng)全部使用局部變量，不使用I、Q、M、T、C和共享數(shù)據(jù)塊中的全局地址。這樣的塊具有很好的可移植性，不作任何修改，就可以用于其他項目。

  FB和FC通過其輸入、輸出參數(shù)來實現(xiàn)與“外部”的數(shù)據(jù)交換，即與過程控制的傳感器和執(zhí)行器、用戶程序中的其他塊交換數(shù)據(jù)。在塊調(diào)用中，調(diào)用者可以是各種邏輯塊，被調(diào)用的塊是OB之外的邏輯塊。調(diào)用功能塊和系統(tǒng)功能塊時需要為它們指定一個背景數(shù)據(jù)塊，后者隨這些塊的調(diào)用而打開，在調(diào)用結(jié)束時自動關(guān)閉。

  在圖4-1中，OB1調(diào)用FB1，F(xiàn)B1調(diào)用FC1，應(yīng)按下面的順序創(chuàng)建塊FC1→FB1及其背景數(shù)據(jù)塊→OB1，即編程時被調(diào)用的塊應(yīng)該是已經(jīng)存在的。

  如果出現(xiàn)中斷事件，CPU將停止當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，去執(zhí)行中斷事件對應(yīng)的組織塊OB(即中斷程序)。中斷程序執(zhí)行完后，返回到程序中斷處繼續(xù)執(zhí)行。

  2.組織塊(OB)

  組織塊是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，由操作系統(tǒng)調(diào)用，用于控制掃描循環(huán)和中斷程序的執(zhí)行、PLC的啟動和錯誤處理等，CPU的檔次越高，能使用的同類型組織塊越多。

  (1) OB1

  OB1是用戶程序中的主程序，CPU的操作系統(tǒng)完成啟動過程后，將循環(huán)執(zhí)行OB1，可以在0B1中調(diào)用其他邏輯塊。

  (2)事件中斷處理

  如果出現(xiàn)中斷事件，例如時間中斷、硬件中斷和錯誤處理中斷等，當(dāng)前正在執(zhí)行的塊在當(dāng)前指令執(zhí)行完后被停止執(zhí)行(被中斷)，操作系統(tǒng)將會調(diào)用一個分配給該事件的組織塊。該組織塊執(zhí)行完后，被中斷的塊將從斷點處繼續(xù)執(zhí)行。

  這意味著部分用戶程序不必在每次循環(huán)中處理，而是在需要時才被及時地處理。處理中斷事件的程序放在該事件驅(qū)動的 OB 中。

  (3)中斷的優(yōu)先級

  OB按觸發(fā)事件分成幾個級別，這些級別有不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的OB可以中斷低優(yōu)先級的0B。

  3.臨時局部數(shù)據(jù)

  生成功能和功能塊時可以聲明臨時局部數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是臨時的，退出邏輯塊時不保留臨時局部數(shù)據(jù)。它們又是局部(Local)數(shù)據(jù)，只能在生成它們的邏輯塊內(nèi)使用。CPU按優(yōu)先級劃分局部數(shù)據(jù)區(qū)，同一優(yōu)先級的塊共用一片局部數(shù)據(jù)區(qū)?？梢杂肧TEP7改變S7-400 每個優(yōu)先級的局部數(shù)據(jù)區(qū)的大小(見圖2-35)。

  除了臨時局部數(shù)據(jù)外，所有的邏輯塊都可以使用共享數(shù)據(jù)塊中的共享數(shù)據(jù)。