下面介紹幾種常見的PLC的程序結構及其特點：

1．某些國外的小型PLC的程序結構

這些PLC的用戶程序由主程序、子程序和中斷程序組成。在每一個掃描循環(huán)周期，CPU都要調用一次主程序。主程序可以調用子程序，小型控制系統(tǒng)可以只有主程序。中斷程序用于快速響應中斷事件。在中斷事件發(fā)生時，CPU將停止執(zhí)行當時正在處理的程序或任務，去執(zhí)行用戶編寫的中斷程序。執(zhí)行完中斷程序后，繼續(xù)執(zhí)行被暫停執(zhí)行的程序或任務。它們的子程序和中斷程序沒有局部變量，子程序沒有輸入、輸出參數(shù)。

2．西門子的S7-200的程序結構

過程映像輸入/輸出（I/Q）、變量存儲器V、內部存儲器位M、定時器T、計數(shù)器C等屬于全局變量。S7-200的程序組織單元(ProgramOrganizationalUnit，簡稱為POU)包括主程序、子程序和中斷程序。每個POU均有

自己的64字節(jié)局部變量，局部變量只能在它所在的POU中使用。與此相反，全局變量可以在各POU中使用。

下面是子程序可以使用的局部變量：

1)TEMP(臨時變量)是暫時保存在局部數(shù)據區(qū)中的變量。只有在執(zhí)行該POU時，定義的臨時變量才被使用，POU執(zhí)行完后，不再保存臨時變量的數(shù)值。

2)IN是由調用它的POU提供的輸入參數(shù)。

3)OUT是返回給調用它的POU的輸出參數(shù)(子程序的執(zhí)行結果)。

4)IN_OUT是輸入_輸出參數(shù)，其初始值由調用它的POU傳送給子程序，并用同一變量將子程序的執(zhí)行結果返回給調用它的POU。

主程序和中斷程序的局部變量中只有臨時變量TEMP。

具有輸入、輸出參數(shù)和局部變量的子程序易于實現(xiàn)結構化編程，對于長期生產同類設備或生產線的廠家尤為有用。這些廠家的編程人員為設備的各組件或工藝功能編寫了大量的通用的子程序。即使不知道子程序

的內部代碼，只要知道子程序的功能和輸入、輸出參數(shù)的意義，就可以通過程序之間的調用快速“組裝”出滿足不同用戶要求的控制程序。就好像用數(shù)字集成電路芯片組成復雜的數(shù)字電路一樣。

子程序如果沒有輸入、輸出參數(shù)，它和調用它的程序之間沒有清晰的接口，很難實現(xiàn)結構化編程。

子程序如果沒有局部變量，它和調用它的程序之間只能通過全局變量來交換數(shù)據，子程序內部也只能使用全局變量。將子程序和中斷程序移植到別的項目時，需要重新統(tǒng)一安排它們使用的全局變量，以保證不會出現(xiàn)地址沖突。當程序很復雜，子程序和中斷程序很多時，這種重新分配地址的工作量非常大。

如果子程序和中斷程序有局部變量，并且它們內部只使用局部變量，不使用全局變量，因為與其他POU沒有地址沖突，不需作任何改動，就可以將子程序移植到別的項目中去。

3．西門子的S7-300/400的程序結構

S7-300/400將子程序分為功能（Function，或稱為函數(shù)）和功能塊（FunctionBlock）。

S7-300/400的功能與S7-200的子程序基本上相同。它們均有輸入、輸出參數(shù)和臨時變量，功能的局部數(shù)據中的返回值實際上屬于輸出參數(shù)。它們沒有專用的存儲區(qū)，功能執(zhí)行結束后，不再保存臨時變量中的數(shù)據可以用全局變量來保存那些在功能執(zhí)行結束后需要保存的數(shù)據，但是會影響到功能的可移植性。功能塊是用戶編寫的有自己專用的存儲區(qū)（即背景數(shù)據塊）的程序塊，功能塊的輸入、輸出參數(shù)和靜態(tài)變量存放在指定的背景數(shù)據

可以用全局變量來保存那些在功能執(zhí)行結束后需要保存的數(shù)據，但是會影響到功能的可移植性。

功能塊是用戶編寫的有自己專用的存儲區(qū)（即背景數(shù)據塊）的程序塊，功能塊的輸入、輸出參數(shù)和靜態(tài)變量存放在指定的背景數(shù)據塊中，臨時變量存儲在局部數(shù)據堆棧中。每次調用功能塊時，都要指定一個背景數(shù)據塊。功能塊執(zhí)行完后，背景數(shù)據塊中的數(shù)據不會丟失，但是不會保存局部數(shù)據堆棧中的數(shù)據。

功能塊采用了類似于C++的封裝的概念，將程序和數(shù)據封裝在一起，具有很好的可移植性。

S7-300/400的共享數(shù)據塊可供所有的邏輯塊使用。

4．IEC61131-3的程序結構

IEC61131-3是PLC的編程語言標準。IEC61131-3是世界上第一個，也是至今為止唯一的工業(yè)控制領域的編程語言標準。IEC61131-3有三種POU：程序、功能塊和功能。

功能是有多個輸入參數(shù)和一個輸出參數(shù)（返回值）的POU，返回值的名稱與功能的名稱相同，需要定義返回值的數(shù)據類型。調用具有相同輸入值的功能總是返回相同的結果。功能可以調用其他功能，但是不能調用功能塊或程序。功能可定義的局部變量有VAR和VAR_INPUT。

功能塊是有多個輸入/輸出參數(shù)和內部存儲單元的POU，功能塊的輸出參數(shù)值與其內部存儲單元的值有關。功能塊可以調用其他功能塊或功能，但是不能調用程序。在調用功能塊之前，必須在要調用功能塊的POU中為每次調用聲明功能塊的實例，操作系統(tǒng)將為每次調用分配功能塊專用的存儲區(qū)

（類似于S7-300/400的背景數(shù)據塊）。

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