西门子 S7-1200PLC编程 数组的使用方法

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使用数组数据类型注意事项

ARRAY类型是由数目固定且数据类型相同的元素组成的数据结构。ARRAY类型的定义和使用需要注意以下几点：

ARRAY类型可以在DB、OB/FC/FB接口区、PLC数据类型处定义；无法在PLC变量表中定义。数组定义：Array[维度1下限..维度1上限,维度2下限..维度2上限,...]of <数据类型>，最多可包含 6 个维度；数组元素的数据类型包括：除数组类型、Variant类型以外的所有类型；数组下标的数据类型为整数，下限值必须小于或等于上限值，上下限的限值在S7-1200 V3.0及其以前为Int范围（-32768～+32767），在S7-1200 V4.0及其以后前为DInt范围（-2147483648 ～+21474836487），可以使用局部常量或全局常量定义上下限值，数组的元素个数受DB块剩余空间大小以及单个元素大小的限制；从S7-1200 V2.0开始，下标可以不仅仅是常数、常量，也可以是变量，还可以是混合使用（多维数组），如果编程语言是SCL的话，下标还可以是表达式。使用数组的变量下标，可以在程序中很容易地实现间接寻址。注意，下标变量必须是符号名，不能是DB1.DBW0这种没有对应符号名的绝对地址。从S7-1200 V4.2开始，FC的Input/Output/InOut以及FB的InOut可以定义形如Array[*]这种变长数组，要求必须是优化FC/FB块，在调用FC/FB的实参中可以填写任意数据类型相同的数组变量；当然，也可以多维变长的数组，例如Array[*,*]of Int。数组可以使用单个数组元素例如"DB1".Static_1[1]，也可以使用整个数组例如"DB1".Static_1。多维数组可以降维使用，例如三维数组：3D[0..2,0..3,0..4]of Int是一个3×4×5大小的Int数组，3D[0]是一个4×5大小的二维Int数组，3D[0,1]是一个5个元素的一维Int数组，当然多维数组下标也可以换成变量，例如3D[Tag_1,1]这种；S7-1200 V4.2开始，多重背景支持数组形式，即Array of FB，这样可以在FB中使用循环指令更方便的编写程序。不支持Array[*] of FB。在TIA 博途 V10.5 SP2，S7-1200 V1.0的时候，曾经引入FieldRead 和 FieldWrite 指令，用于数组下标的变址寻址，这种方法在TIA 博途 V11之后可以由下标变量完全取代，并且更为简化，所以该指令也只是位于“移动操作>原有”中，用于早期版本向上移植时使用，它的使用方法参见FieldRead 和 FieldWrite 间接寻址。

数组的基本使用方法

一. DB中创建，如图1所示：

图1 Array在DB中的创建

二. FC的InOut中创建，如图2所示：

图2 Array在FC形参中的创建

三. 数组作为实参，如图3所示：

图3 Array作为FC的实参

四. FC程序中使用数组元素，使用形参，如图4所示：

图4 FC程序中使用形参

五. FC程序中使用数组元素，下标为变址寻址，使用形参， 如实现以下功能，将0-7这8个数，送入数组下标为0-7的8个元素，如图5-7所示：

（1）FC形参设置，如图5所示：

图5 FC形参设置

（2）程序编制，如图6所示：

图6 程序详情

（3）SCL的版本，如图7所示：

图7 SCL版本的程序

六. 在程序中直接使用数组元素，如图8所示：

图8 程序中直接使用数组元素

七. 在程序中直接使用数组元素，下标为变址寻址， 如实现以下功能，将0-7这8个数，送入数组下标为0-7的8个元素，如图9-11所示：

（1）数据块定义，如图9所示：

图9 DB1的定义

（2）程序编制，如图10所示：

图10 程序详情

（3）SCL的版本，如图11所示：

图11 SCL版本程序

Array【*】使用实例

实现以下功能：使用FC的Input定义数组Array[*] of Int，求变长数组元素的总和，可以按照以下步骤来完成。

一. 使用Array[*] ，必须使用如图12所示的指令，计算数组元素的上下限，从而得出元素个数：

图12 指令位置

二. 定义变量，如图13所示。赋初始值，计算上下限，如图14所示：

图13 定义形参

三、计算上下限程序，如图14所示：

（1）输入Array[*]类型的变量

（2）所求上下限的维数

（3）该维数下的下限/上限，DINT类型

图14 计算上下限

四. 求和程序，如图15所示：

图15 求和的程序

五. SCL的版本，如图16所示：

图16 SCL版本程序

六. OB1中调用实参为不同数组元素个数的数组，如图17所示：

图17 OB1调用程序

Array of FB的使用实例

实现以下功能：FB3多次调用FB4，在FB3内部循环调用，减少程序量。FB4的两个Input：Start，Stop，一个InOut：Run，建立Array[0..7] of FB4。同时建立变量 Array[0..7] of Struct，作为对应FB4的输入和输出，如图18所示：

图18 程序详情

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3个案例就能学会S7-1200的间接寻址功能

给大家介绍下西门子S7-1200系列PLC的间接寻址的功能。

S7-1200系列的PLC间接寻址功能不同于S7-200系列PLC的间接寻址功能，S7-1200系列PLC的间接寻址功能主要是对DB块中所建立的数组进行寻址，根据对数组下标值的访问和修改来实现对数组中元素值的读取或写入。

在S7-1200PLC中，若需要根据数组下标值来对数组中元素的访问有两种方式可以实现，一是通过大家熟悉的梯形图来编写程序实现，二是可以通过SCL的编程方式来编写这样的程序实现。

一、举例说明梯形图和SCL如何实现程序编写

这里通过一个简单的例子为例，分别通过这两种方式如何实现通过索引数组的下标值来实现对数组中元素的访问。

例子说明：

假设需要从一组数据中找出一个最大值，并记录这个最大值是这组数据中的第几个数据。

先以大家相对来讲比较熟悉的梯形图的方式来实现此功能。这里我们需要用到通过读取域或写入域的指令，该指令根据索引的下标值来读取数值中相对应元素的值或写入数到数组中相对应的元素里。此例子中只需要用到读指令，指令位于移动操作指令中的“原有”文件加中。

读取数组中元素值的指令格式如下：

举例：

表示把数据中的data这个数组中的data[5]这个元素的值读取出来放入到MW100这个变量中。

写入数组中元素值的指令格式如下：

举例：

表示把数据20写入到数据块1中的变量名为data的数组中的data[3]元素的存储器中。

在本例中，我们只需要用到第一个指令，接下来设计一个如例题中所要求的梯形图程序。

程序编写思路：

本例题要去找出最大值，并把最大值所处的位置记录下来，编程思路：假设变量MAX_DATA作为最大值的存储器，然后根据下标值（INDEX）的多少去读取相应数值中对用的元素的值放于TEMP_DATA变量中，然后与MAX_DATA做比较，若MAX_DATA的值要小，则进行交换，同时记录INDEX值。然后INDEX加1，可以指向数组中的下一个元素

注：流程图不太标准，但希望对大家理解这个编程思路有所帮助，接下来主要对程序的编写进行介绍。

二、用梯形图编写一个取最大值的程序

前面介绍了读取和写入数组中元素值的指令Field Read和Field Write两条指令,同时给大家简单的分析了程序的设计思路。接下来就使用Field Read来实现本功能，在程序的设计过程中可能还需要用到循环跳转指令。

例子说明：

假设需要从一组数据中找出一个最大值，并记录这个最大值是这组数据中的第几个数据。

第一步：

添加一个全局DB块，并在DB块中建立一个变量名为data_1#，数据类型为数组的变量，用于存储需要找出最大的数据，同时建立一些相应的变量，如下图所示。

第二步：

初始化相应的存储器并把存储最大值的存储器的值设置为最小值。程序如下所示：

第三步：

编写判断数据的挨个比较是否完成，当执行的次数与设定的次数相等时，则表示完成，可以跳出最大值查找的程序，让程序跳转到最后执行。程序如下所示：

第四步：

编写读取数组中元素的值，然后与存储最大值的存储器中的值做比较，用于判断数据存储器存储的值是否是最大值，若不是最大值进行数据交换，同时记录位置，然后INDEX的值加1，同时记录执行次数并与设定次数做比较，如未达到设定次数，则跳转换前面继续通过Field Read指令读取数据出来继续做比较。

三、使用SCL如何实现程序编写

在前面介绍了使用梯形图的方式来编写一个取最大值的程序，但在S7-1200PLC中，还支持SCL的编程，使用SCL的编程对一些复杂的数据处理会带来很大的方便，下面还是以前面的例子为例说明使用SCL如何编写程序实现。

例子说明：

假设需要从一组数据中找出一个最大值，并记录这个最大值是这组数据中的第几个数据。

使用SCL编程来完成这个例子，这里我们需要用到两个语句

（1） 用于条件判断的语句

IF （条件） THEN （执行语句）

END_IF；

解析：如果条件满足，则执行THEN后面的语句。

举例：IF “DATA_A”<100 HEN

“DATA_A”:= “DATA_A”+1；

END_IF;

如果DATA_A的值小于100，则DATA_A的值等于自身加1.

（2） 用于循环执行的语句

FOR （执行变量）:= （起始值） TO （结束值）BY（自增量）DO （后面需要执行的语句）;

END_FOR;

解析：从“起始值”开始循环到执行，每循环一次，“执行变量”的值会根据“自增量”的多少进行变化，直到执行到“结束值”时，停止循环执行。

举例：FOR “count”: = 0 TO 4 BY 1 DO

“Data[count]”=10;

END_FOR;

把数值10填入到数值Data中的Data[0]到Data[4]的五个元素中,第一次循环时把10填入到Data[0]，第二次循环时把10填入到Data[1]，依次下去。

了解这两条语句后，接下来我们可以设计一个程序，这里我们可以把他建立为一个功能块（FB），方便以后使用。

第一步：

添加一个全局DB块，在全局DB块中建立一个变量名为Data的数组，元素个数可以视情况进行设置。如下图所示，元素个数设置为5个。

第二步：

添加一个FB块，同时把编程语言选择为SCL的编程语言。然后在FB的接口去中分别去定义相应的变量，如下图所示：

第三步：

用SCL语言编写功能块程序，如下所示

第四步：

在OB1中调用该功能块，由于使用的是FB，因此在调用时需要分配相应的背景DB，如下图所示：

寄语：程序仅供参考，一个简单的小例子，抛砖引玉，希望大家能够使用SCL可以编写出更复杂的一些功能块出来。

本文由技成曾鑫老师原创，未经授权不得转载

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