发动机组控制系统的多重背景数据块应用

当功能块FB1在组织块中被调用时，使用了与FB1相关联的背景数据块。这样FB1有几次调用，就必须配套相应数量的背景数据块。当FB1的调用次数较多时，就会占用更多的数据块。使用多重背景数据块可以有效地减少数据块的数量，其编程思路是创建一个比FB1级别更高的功能块，如FB10，对于FB1的每一次调用，都将数据存储在FB10的背景数据块中。这样就不需要为FB1分配任何背景数据块。

下面以发动机组控制系统为例，介绍如何编辑和使用多重背景数据块。

例 发动机组控制系统设计——使用多重背景

设某发动机组由1台汽油发动机和1台柴油发动机组成，现要求用PLC控制发动机组，使各台发动机的转速稳定在设定的速度上，并控制散热风扇的启动和延时关闭。每台发动机均设置一个启动按钮和一个停止按钮。

项目的编程步骤如下：

（1）创建S7项目。使用菜单“文件”à“新建工程”向导创建发动机组 控制系统的S7项目，并命名为“多重背景”。CPU选择CPU 315- 2DP，项目包含组织块OB1。

（2）硬件配置。在“多重背景”项目内打开“SIMATIC 300（1）”文件夹，打开硬件配置窗口，并按图1完成硬件配置。

图1 硬件配置

（3）编辑如图2所示的符号表。

（4） 规划程序结构。程序结构规划如图3所示。FB10为上层功能块，它 把FB1作为其“局部实例”，通过二次调用本地实例，分别实现对汽 油机和柴油机的控制。这种调用不占用数据块DB1和DB2，它将每次调用（对于每个调用实例）的数据存储到体系的上层功能块FB10的背景数据块DB10中。

（5）编辑功能（FC）。FC1用来实现发动机（汽油机或柴油机）的风扇控制，按照控制要求，当发动机启动时，风扇应立即启动；当发动机停止后，风扇应延时关闭。因此FC1需要一个发动机启动信号、一个风扇控制信号和一个延时定时器。

1） 定义局部变量声明表。局部变量声明表如表1所示，表中包含3个变量，两个IN变量，1个OUT变量。

表1 变量声明表

2） 编辑FC1的控制程序。FC1所实现的控制要求：发动机启动时风扇启动，当发动机再次关闭后，风扇继续运行4s，然后停止。定时器采用断电延时定时器，控制程序如图4所示。

图4 FC1控制程序

（6）编辑共享数据块。共享数据块DB3可为FB10保存发动机（汽油机和柴油机）的实际转速，当发动机转速都达到预设速度时，还可以保存该状态的标志数据。

（7） 编辑功能块（FB）。在该系统的程序结构内，有2个功能块：FB1和FB10。FB1为底层功能块，所以应首先创建并编辑；FB10为上层功能块，可以调用FB1。

1） 编辑底层功能块FB1。在项目内创建FB1，符号名“Engine”。定义功能块FB1的变量声明表如表2所示。

FB1主要实现发动机的启停控制及速度监视功能，其控制程序如图6所示。

图6 FB1程序

2） 编辑上层功能块FB10。在项目内创建FB10，符号名“Engines”。在FB10的属性对话框内激活“多情景标题”选项，如图7所示。

图7 将FB10设置成使用多重背景的功能块

要将FB1作为FB10的一个“局部背景”调用，需要在FB10的变量声明表中为FB1的调用声明不同名称的静态变量，数据类型为FB1（或使用符号名“Engine”），如表3所示。

表3 FB10的变量声明表

在变量声明表内完成FB1类型的局部实例：“Petrol_Engine”和“Diesel_Engine”的声明以后，在程序元素目录的“多重实例”目录中就会出现所声明的多重实例，如图8所示。接下来可在FB10的代码区，调用FB1的“局部实例”。

编写功能块FB10的控制程序如图9所示。调用FB1局部实例时，不再使用独立的背景数据块，FB1的实例数据位于FB10的实例数据块DB10中。发动机的实际转速可直接从共享数据块中得到，如DB3.DW0（符号地址为“S_Data”.PE_Actual_Speed）。

图9 FB10的控制程序

（8） 生成多重背景数据块DB10。在项目内创建一个与FB10相关联的多重背景数据块DB10，符号名“Engine_Data”。如图10所示。

图10 DB10的数据结构

（9） 在OB1中调用功能（FC）及上层功能块（FB）。OB1控制程序如图11所示，“程序段4”中调用了FB10。

图11 OB1控制程序

使用多重背景时应注意以下问题：

（1） 首先应生成需要我次调用的功能块（如例中的FB1）。

（2） 管理多重背景的功能块（如例中的FB10）必须设置为有多重背景功能。

（3） 在管理多重背景的功能块的变量声明表中，为被调用的功能块的每一次调用定义一个静态（STAT）变量，以被调用的功能块的名称（如FB1）作为静态变量的数据类型。

（4） 必须有一个背景数据块（如DB10）分配给管理多重背景的功能块。背景数据块中的数据是自动生成的。

（5） 多重背景只能声明为静态变量（声明类型为“STAT”）。

编辑：黄飞