聊聊西门子TIA V17 的CFC编程究竟怎么样

西门子发布了TIA V17，其中STEP7软件编程语言增加了CEM和CFC引得工程师们兴致勃勃，其中对CFC的讨论最为激烈，今天专门为大家来解读TIA V17的一些CFC功能。

通常西门子将工艺过程分类工厂自动化和过程自动化，但是还存在既有工厂自动化又有过程自动化特征的混合行业，这些行业的产品生产控制系统既可以使用PLC也可以使用DCS，在此之前CFC通常只在PCS 7平台下S7-400 中使用，CFC保持了图形化编程的特性，其层次分明，用户能轻易就找出程序与现场设备的对应关系，在CFC中每个电机或阀门都是一个FB，添加删除设备，检查故障，优化工艺等都非常的方便，甚至工厂最终用户工艺人员也能调试修改程序。因此使用CFC的PCS 7占有一些优势，TIA推出CFC后，势必在混合行业与同是本根生的PCS 7有一定竞争。这些也是令很多网友对西门子这波操作不解的地方。目前PCS 7的CFC对比TIA 的CFC来说，还有一些功能优势以及库优势等，PCS 7发展了多年，已经形成了一些相关产品的生态，比如通用库，还有多种产品对PCS 7提供了程序库，PCS 7在多个行业沉淀也有了一些行业库、工艺库等，库通常都是全球项目验证过的，其运行稳定并有团队维护对其持续优化，TIA 后期如果不提供这样的库，其项目质量可能工程师个人能力占比更大，其风险难以控制。这次测试来说，感觉TIA CFC的基本功能还是都有了，对比发展多年的PCS 7 CFC来说肯定还差点意思，但相信如果能普及CFC在S7-1500上的应用，需求都来了，TIA CFC的完善步伐会很快。

解读TIA V17的一些CFC功能

CFC加密保护

TIA V17 的CFC图表添加了加密的功能，如目录树中P1301的CFC图标添加密码后，图标上会有一个小锁，密码保护操作如下：新建CFC图表P1302，双击打开图表，在Properties > protection 中可以通过对话框为打开该CFC操作添加一个复杂密码。在西门子SIMATIC PCS 7和PCS neo中没有为CFC添加密码访问这个功能。

CFC加密保护功能

CFC图表

下图中FB 110（“S7Motor”）是一个电机功能块，拖拽到CFC编辑界面后，系统自动为其分配背景DB，其编号远超我们平时设置的数值，且用户不能修改编号。编辑过程中，还会自动生成几个OB，如目录树中：

CFC_Cyclic interrupt_5 [OB1035]CFC_Program cycle[OB1001]CFC_Startup [OB1100]

此外，还会自动生成System blocks与CFC blocks文件夹，这两个文件夹的作用在下面会做介绍。

如果在PLC的program block中也看不到block的背景DB，那HMI上位机上如何引用这些FB的接口进行显示和控制呢？

Block自动生成背景DB

该计算机上安装有TIA WinCC professional ,在PC station的HMI Tags中新添加一个变量，在PLC tag的下拉菜单中，可以在弹出的对话框中选到Program blocks目录下CFC blocks，右边侧会显示在创建FB时定义了需要在HMI上监控的接口变量。同时在该对话框中可以看到FB接口变量对应的绝对地址。

CFC的Block参数在HMI上引用

CFC中block之间的连接

CFC的Block之间的互联

Block之间的连线通常采用鼠标拖拽的方式，如要连接Interlock块的QOut输出到Mot块的Intlock管脚，鼠标左键点击QOut不松，光标悬停到Mot块时，系统自动标记所有数据类型相同且属性允许直连的管脚为绿色，找到想要的连接对象，松开左键即完成连接。

Block的输入输出不能设计为复杂数据类型如文本符号WString，Array等，含有这些数据类型的接口的功能块拖拽到CFC编辑界面时就会可能报错而阻止操作。CFC中支持Any接口作为输入管脚支持元素一致的struct数据类型连接

TIA V 17 中CFC不支持同一个项目下不同CPU之间的Block接口互联，这个功能在PCS 7中叫AS-wide connection，在PCS 7中互联不同CPU之间的Block接口，系统会自动创建CPU互联需要的通讯功能块及程序，非常方便。TIA之后应该也会完善该功能。

不同CPU下的Block进行互联

Block与I/O连接

作为一个电机，通常有些远程就地，运行反馈，故障，启动等DI、DO信号，这些信号直接连接到Block上，如需要在FbkRun上连接数字量输入信号I 1.4，只需要右击管脚，选择Interconnection to operand… 在对话框中选择硬件信号对应的符号即可，连接效果如”P1302_LocalLi”，如果硬件电气回路设计为1 = 远程，而功能块程序设计为1 =就地控制，就可以通过右击Mot块的LocalLi（就地远程选择）管脚对输入的DI信号进行反转。

通过互联操作数连接到IO地址

对输入信号进行反转

CFC 执行顺序

通过信号流调整CFC执行顺序

CFC的Block执行顺序可以通过自动优化，也可以通过Control flow进行手动调整，在自动调整中支持通过信号流进行调整，箭头指示的按钮可以显示执行顺序由右上角的数字表示。深蓝色的箭头点击后会执行自动调整，在图中自动调整的结果是1，2的数字会进行对调，因为Mot的输入引用了Interlock块输出结果。

通过Control flow手动调整CFC执行顺序

设计用于CFC的功能块FB

创建FB时，除了前面说的不能使用复杂元素外，也要避免在IN/OUT创建接口，原因由于篇幅问题不再说明，此外对比PCS 7，PCS 7的CFC支持非常多的接口属性，而TIA仅仅开放了几个简单的接口属性，如CFC_Visible = ‘false’的输入接口，可以在Block拖拽到CFC时，默认隐藏该接口不显示，也可以在CFC_EngineeringUnit中添加一个单位显示到Block上。还有CFC_Interconnectable可以设置不允许进行Block之间的连线操作。

CFC运行显示

CFC在test模式（CFC在线）的时候，如果想要查看接口的数值，可以右键接口勾选For test让接口数值动态显示，但是要在FB块类型设计时就定义哪些接口要默认就是需要动态显示的，TIA V17 CFC的接口属性设置中似乎没有改选项。对于BooL数据，连线传送数值为1时导通显示为高亮绿线，传送值为0时是蓝色虚线。

通过For test动态显示接口数值

CFC回读功能

回读功能是SIEMENS这些编程语言里仅CFC所特有的功能，它的作用是保存生产中设定的一些参数到离线程序，下次下载离线程序到CPU时，可以将最后一次回读那些保存的参数一起装载到CPU，否则冷启动后，使用的是参数的初始值。回读功能启用需要CPU硬件或者PLCSIM在线，但是TIA软件不能打到CFC的test模式。

CFC的回读功能

高效学习PLC编程，使用ST语言编写控制程序无压力

大家都知道PLC编程有很多语言可选择，在学习 CoDeSys 的过程中常会问一个问题，哪种编程语言最好？

其实，没有哪种编程语言是绝对的好或不好，不同的工程应用具有不同的最佳编程方式，每种编程语言都具有其不同的特点，可根据实际工程应用的需求选用合适的编程语言。

涉及到算法部分建议选择 ST 语言，编写的程序往往简洁而高效。

简单介绍

结构化文本（ST-Struct Text）是一种高级的文本语言，在西门子中称为SCL（Structured Control Language）语言，不要与STL混淆，可以用来描述功能，功能块和程序的行为，还可以在顺序功能流程图中描述步、动作和转变的行为。

结构化文本编程语言是一种高级语言，是 CoDeSys 中最常用的一种语言，对于熟悉计算机高级语言开发的人员来说，结构化文本语言更是易学易用，它可以实现选择、迭代、跳转语句等功能。在复杂控制系统中，结构化文本可以大大减少其代码量，使复杂系统问题变得简单。

当你的14寸电脑界面装不下一行梯形图，当你做一个算术运算洋洋洒洒几十步，那个时候发现用ST还是挺香的，只是看逻辑没有梯形图直观，编译速度相对较慢。大意了，有得必有失嘛，如果你不介意那就一起了解一下吧。

程序执行顺序

使用结构化文本的程序执行顺序根据“行号”依次从上至下开始顺序执行，每个周期开始，先执行行号较小的程序行。这是PLC的特性，从上至下循环扫描，周期性执行，在PLC配置中可以分配每段程序的扫描周期。同一段程序中被赋值两次，第一次的赋值将被覆盖。

这是PLC的特性，从上至下循环扫描，周期性执行，在PLC配置中可以分配每段程序的扫描周期。同一段程序中被赋值两次，第一次的赋值将被覆盖。

表达式执行顺序

表达式中包括操作符和操作数，操作数按照操作符指定的规则进行运算，得到结果并返回。操作数可以为变量、常量、寄存器地址、函数等。

在做算术运算时，根据表格中的表达式优先级运算，小括号的优先级最高，可以将你想要先执行的表达式写在小括号内。

指令语句

结构化文本语句表主要有 5 种类型，即赋值语句、函数和功能块控制语句、选择语句、迭代（循环）语句、跳转语句。

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小贴士

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