西门子 S7-1200 PLC 数据类型详解

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数据类型用来描述数据的长度和属性，即用于指定数据元素的大小及如何解释数据，每个指令至少支持一个数据类型，而部分指令支持多种数据类型；因此指令上使用的操作数的数据类型必须和指令所支持的数据类型一致，所以在建立变量的过程中，我们需要对建立的变量分配相应的数据类型

在TIA Portal中设计程序时，用于建立变量的区域有：变量表、DB块、FB块、FC块、OB块的接口区，但并不是所有数据类型对应的变量表都可以在这些区域中建立

S7-1200PLC中所支持的数据类型分为基本的数据类型、复杂的数据类型、参数数据类型、系统数据类型、硬件数据类型及用户自定义数据类型

基本数据类型:是PLC编程中最常用的数据类型，通常把占用存储空间64个二进制位以下的数据类型称为基本的数据类型。包括位、位系列、整数、浮点数、日期&时间、字符

1、无符号整数型：位（BOOL）字节（BYTE）字（WORD）双字（DWORD）及字符（CHAR）

2、整数数据类型：整数类型有有符号整数和无符号整数。

有符号整数：短整数型（SInt），整数型（Int）和双整数型（DInt）

无符号整数：无符号短整数型（USInt），无符号整数型（UInt）、无符号双整数型（UDInt）

基本数据类型的存储格式

所有整数的数据类型表示符号都有INT，符号带S的表示短整数型，带D的表示双整数型，带U的表示无符号整数，符号中不带S或D的表示整型，不带U的表示有符号整数型

整数有正整数和负整数，整数存储器中的最高为表示符号位，最高位为0表示正整数，最高位为则1表示负整数

如：数值5和-5分别存在MB100中，MB100的数据类型为SINT

实数的存储格式

实数又称为浮点数，有单精度（32位）浮点数和双精度（64位）浮点数；单、双精度浮点数在表示方式除了存储空间不一样之外，存储方式都是一样的

32位单精度浮点数中，最高位为浮点数的符号位，正浮点数为0 ，负浮点数为1

时间和日期的数据类型

时间数据类型 TIME主要用于定时器的设置，为32位的有符号的双整数，其单位为MS

日期数据类型DATA用于指定日期，为16位的无符号整数

DTL数据类型使用12个字节的结构来保存日期和时间信息，12个字节中含年、月、日、星期、时、分、秒和纳秒。主要用于对系统时钟的设置和读取；DTL的每一部分均含有不同的数据类型和取值范围，指定值的数据类型必须与相应的数据类型一致。可在全局数据块或块的接口区定义，不能在变量表中定义。DTL数据类型的存储格式如图所示：

字符和字符串数据类型

字符和字符串可在全局数据块或块的接口区定义，不能在变量表中定义。

Char（8位字符）存储器中占用一个字节，可以存储器以ASCII格式编码的单个字符，Wchar（16位字符）在存储器中占用一个字的空间，可包含任意字符表示形式。

String（字符串）数据类型存储一串单字节字符， String提供了多大256个字节，前两个字节分别表示字节中最大的字符数和当前的字符数，定义字符串的最大长度可以减少它的占用存储空间

Wsting数据类型与sting数据类型接近，支持单字值的较长字符串，第一个字包含最大总字符数，下一个字包含的是当前的总字符数，接下来的字符串可含最多65534个字

数组数据类型（ARRAY）

数组数据类型（ARRAY）是有数量固定且多个相同数据类型的多个元素组成；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。

数组格式为：Array[lo..hi]of type.其中lo表示的是low，hi表示high为数组元素编号的下标和上标。取值范围为[-32768--32767] type为基本数据类型

结构数据类型（Struct）

结构数据类型（Struct）是一种由指定书目的数据元素且不同数据类型元素组成的数据结构，其元素可以是基本数据类型，也可以是Struct、数组等复杂数据类型以及PLC数据类型（UDT）等。

Struct类型嵌套Struct类型的深度限制为 8 级，Struct类型的变量在程序中可作为一个变量整体，也可单独使用组成该Struct的元素。Struct 类型可以在DB、OB/FC/FB接口区、PLC数据类型（UDT） 处定义使用。

访问方式如下

Variant 数据类型

Variant类型是一个参数数据类型，只能出现在除FB的静态变量以外的OB/FC/FB接口区。

Variant类型的实参是一个可以指向不同数据类型变量的指针。它可以指向基本数据类型，也可以指向复杂数据类型、UDT等。

Variant 数据类型的操作数不占用背景数据块或工作存储器中的空间，但是将占用 CPU 上的装载存储器的存储空间，该变量只能在块的接口参数中建立

调用某个块时，可以将该块的Variant参数连接任何数据类型的变量。除了传递变量的指针外，还会传递变量的类型信息。该块中可以利用Variant的相关指令，将其识别出并进行处理。

PLC数据类型（UDT）

UDT类型是一种由多个不同数据类型元素组成的数据结构，元素可以是基本数据类型，也可以是STRUCT、数组等复杂数据类型以及其它UDT等。UDT类型嵌套UDT类型的深度限制为 8 级。

UDT类型可以在DB、OB/FC/FB接口区处使用。PLC变量表中的I和Q也可以使用UDT类型。

UDT类型可在程序中统一更改和重复使用，一旦某UDT类型发生修改，执行软件全部编译可以自动更新所有使用该数据类型的变量。

定义为UDT类型的变量在程序中可作为一个变量整体使用，也可单独使用组成该变量的元素。此外还可以在新建DB块时，直接创建UDT类型的DB，该DB只包含一个UDT类型的变量。

UDT类型作为整体使用时，可以与Variant、DB_ANY类型及相关指令默契配合。UDT是Struct类型的升级替代，功能基本完全兼容Struct类型

1、点击CPU菜单下，PLC数据类型中的“添加新数据类型”按钮

2、在弹出页面可以添加需要的变量、类型、起始值、注释等

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西门子S7-1200PLC 程序块之组织块介绍

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一、S7-1200程序块

S7-1200CPU采用块的概念，将程序分解为独立的，自成体系的各部部件块的功能类似于S7-200系列中的子程序，但类型更多，功能更强大

简而言之就是比如一个项目分成不同的功能（任务）和工艺，每个任务可做成不同的代码块；每个代码块可完成不同的任务或工艺，并且每个代码块是独立的；这些块与S7-200的子程序块更强大，在200系列中如果采用带形式参数的子程序去编写程序的过程中，如果去使用计数器、定时器等没有相应的变量类型的存储区时，在需要被重复调试这带形参的子程序时，计数器、定时器就会出现双线圈；但在1200中的FB/FC块中可以使用计数器、定时器、沿脉冲信号等反复调用不受影响

二、使用块的优点

使用块的概念有以下好处:

（1）便于大规模程序的设计和理解

将不同的任务分成不同的程序块，在大的项目中我们按照，任务、功能的划分不同的任务段，每个任务段编写不同的程序块，完成这个任务块的程序就行，

（2）可设计标准化的程序块，方便进行重复的调用

如一个电机的控制，涉及到电机的启动方式、运行参数如速度的反馈、电压电流的反馈等等；如果设计一个标准的程序块时，不同的工程师不需重新设计，把标准块直接调用即可。

（3）程序结构清晰明了，修改方便，调试简单。

（4）增加PLC的组织透明性，可理解易维护。

三、程序块详解

S7-1200CPU提供了不同类型的程序块，主要分为组织块（OB）、函数（FC）函数块（FB）数据块（DB）

组织块：由操作系统调用，决定程序的结构

函数（功能）块:具有存储器的代码块，可将值存储在背景数据块中，即使在执行完后，这些值存在背景数据块中仍然有效。

函数：不带存储器的代码块，数据存储在局部存储区L里面，函数没有背景数据块，执行完成后，数据不保存

数据块：存储用户数据的区域，类似于200系列的V存储区；它分为全局数据块和背景数据块。可根据不同的任务段，建立不同的数据块来存储任务

组织块OB

组织块的基本功能是调用用户程序，在S7-1200中可以使用的组织块OB有启动组织块、循环组织块、循环中断组织块，定时中断组织块，硬件中断组织块，故障中断组织块等。

启动组织块 （OB100）在添加OB块的时可选择多个启动组织块，根据组织块的编号大小顺序依次执行。启动组织块通常用来做出初始化的程序（在一些需要做初始化的程序可以放到OB100中）

循环组织块 ：（OB1）PLC的主程序MAIN CPU会循环的对程序扫描执行，然后有循环组织块调用不同FB/FC，也就是CPU在处于RUN模式时，操作系统每个周期调用循环OB一次，所有的循环OB执行完后，操作系统重新调用循环OB，S7-1200CPU支持多个程序循环OB，执行顺序一样是根据编号大小依次执行；

硬件中断组织块 ：在RUN模式下，CPU立即响应硬件中断事件，调用相关的硬件中断OB，中断程序的执行不受主程序的扫描和过程映像更新时间的影响，适合需要快速响应的应用。比如高速计数的当前值等于预设值时，可启用硬件中断

一个硬件中断事件只允许一个硬件中断OB，而一个硬件中断OB可分配给多个硬件中断事件。

中断硬件触发后，操作系统将识别输入通道并确定所分配的OB，在识别和确认的过程中，同一模块上发送了触发硬件中断的另一事件，必须遵循以下规则：

1、如果该通道再次发生相同的中断事件，操作系统不予响应，硬件中断将丢失

2、如果发生不同的中断事件，则在当前正在执行的中断确认后再响应这个新的中断事件

时间中断组织块 ：时间中断OB用于在时间可控的应用中定期运行一部分用户程序，可实现在某个预设时间到达只运行一次，或在设定的触发日期到达后，按时、分、秒、天、周、月等周期运行，只有设置并激活了时间中断，且程序中存在相应组织块的情况下，才能运行时间中断，通过以下指令对时间中断进行操作：

“ACT-TINT”激活时间中断

“SET-TONTL”设定时间中断的参数

“CAN-TINT”取消未执行的时间中断

“QRY-TINT”查询时间中断的状态

循环中断组织块 ：循环中断OB按设定的时间间隔循环执行，如间隔时间为1000MS，则在程序块执行期间会每隔1000MS调用该该块一次。在添加块的时候可添加一个循环中断组织块，同时可设置该组织块的执行时间间隔

故障中断组织块 ：在发生故障时，可启用故障中断

延时中断组织块 :延时中断OB在一段可设置的延时时间后启动，可通过以下指令对延时中断进行操作：

“SRT-DINT”用于启动延时中断，该中断在超过参数指定的时间后调用延时中断OB。延时时间范围在1~60000MS

“CAN-DINT”取消启用的延时中断

“QRY-DINT”查询延时中断的状态

时间错误组织块 ：时间错误组织块是操作系统用于处理时间故障的中断组织块，当程序和执行时间超过最大的循环时间或发生时间错误事件，CPU将触发时间错误中断OB80

诊断错误组织块 ：诊断错误组织块是操作系统用于响应诊断错误的中断组织块，如激活诊断功能的模块检测到故障状态发生变化时，向CPU发送诊断中断请求，触发诊断错误组织块OB82

拔插中断组织块 ：拔插中断组织块OB83是操作系统用于响应对模块移除或插入操作的中断组织块，S7-1200 PLC的本地模块不支持热插拔，拔出或插入中央机架模块将导致CPU进入STOP模式

机架错误中断组织块 ：机架错误中断组织块OB86是操作系统用于响应PROFIBUS-DP和PROFINET-IO分布式IO站通信故障的中断组织块

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