任務(wù)3數(shù)據(jù)類型主講教師：童克波相關(guān)知識

數(shù)據(jù)類型用于指定數(shù)據(jù)元素的大小和格式，在定義變量時需要設(shè)置變量的數(shù)據(jù)類型，在使用指令、函數(shù)、函數(shù)塊時，需要按照操作數(shù)要求的數(shù)據(jù)類型使用合適的變量。每個指令參數(shù)至少支持一種數(shù)據(jù)類型，而有些參數(shù)支持多種數(shù)據(jù)類型。S7-1200PLC的數(shù)據(jù)類型分為以下幾種：

①基本數(shù)據(jù)類型；

②數(shù)組數(shù)據(jù)類型；

③PLC數(shù)據(jù)類型；

④VARIANT（指針）；

⑤系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型；

⑥硬件數(shù)據(jù)類型。相關(guān)知識1）基本數(shù)據(jù)類型

基本數(shù)據(jù)類型為具有確定長度的數(shù)據(jù)類型，分為位和位序列數(shù)據(jù)類型、整型、浮點實數(shù)、時間和日期、字符和字符串。

（1）位和位序列數(shù)據(jù)類型

位和位序列數(shù)據(jù)類型有位、字節(jié)、字和雙字，如表2-12所示。相關(guān)知識表2-12位和位序列數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型大小數(shù)值類型數(shù)值范圍常數(shù)示例地址示例Bool（布爾型）1位布爾運FALSE或

TRUETRUEI1.0Q0.1M50.7DB1.DBX2.3Tag_name二進制2#0或

2#12#0無符號整數(shù)0或

11八進制8#0或

8#18#0十六進制16#0或

16#116#1Byte（字節(jié)）8位二進制2#0到

2#1111_11112#1000_1001IB2MB10DB1.DBB4Tag_name無符號整數(shù)0到

25515有符號整數(shù)-128到

127-63八進制8#0到

8#3778#17十六進制B#16#0到

B#16#FF，16#0到

16#FFB#16#F、16#F相關(guān)知識表2-12位和位序列數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型大小數(shù)值類型數(shù)值范圍常數(shù)示例地址示例Word（字）16位二進制2#0到2#1111_1111_1111_11112#1101_0010_1001_0110MW10DB1.DBW2Tag_name無符號整數(shù)0到

6553561680有符號整數(shù)-32768到

3276772八進制8#0到

8#177_7778#170_362十六進制W#16#0到

W#16#FFFF、16#0到

16#FFFFW#16#F1C0、16#A67BDWord（雙字）32位二進制2#0到2#1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_11112#1101_0100_1111_1110_1000_1100MD10DB1.DBD8Tag_name無符號整數(shù)0到

4_294_967_29515793935有符號整數(shù)-2_147_483_648到2_147_483_647-400000八進制8#0到

8#37_777_777_7778#74_177_417十六進制DW#16#0000_0000到DW#16#FFFF_FFFF、16#0000_0000到16#FFFF_FFFFDW#16#20_F30A、16#B_01F6相關(guān)知識

（2）位

位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型為BOOL型，在編程軟件中，BOOL變量的值1和0用英語單詞TRUE（真）或FALSE（假）表示。

位存儲單元的地址由字節(jié)地址和位地址組成，例如I1.0中的區(qū)域標(biāo)識符“I”表示輸入，字節(jié)地址為1，位地址為0，這種存取方式稱為“字節(jié).位”尋址方式。

（3）字節(jié)8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)，用B表示。例如M1.0~M1.7組成輸入字節(jié)MB1（B是Byte的縮寫）。相關(guān)知識

（4）字

相鄰的兩個字節(jié)組成一個字，16位，用W表示。例如字MW100由字節(jié)MB100和MB101組成。需要注意以下兩點：

①字的編號用組成字的兩個字節(jié)中編號小的字節(jié)編號表示；

②編號小的字節(jié)為高字節(jié)，編號大的為低字節(jié)。雙字也有類似特點。

（5）雙字

兩個字（即4個字節(jié)）組成一個雙字，32位，用D表示。例如雙字MD100由字MW100、MW102組成，或由MB100、MB101、MB102、MB103組成。其中MB100是雙字MD100的最高位字節(jié)，也是該雙字的編號。相關(guān)知識位、字節(jié)、字、雙字的組成如圖2-24所示。

圖2-24位、字節(jié)、字、雙字的組成圖相關(guān)知識2）整數(shù)數(shù)據(jù)類型

在整數(shù)數(shù)據(jù)類型中，Int為16位有符號整數(shù)，在Int前面加S為8位有符號整數(shù)，在Int前面加U為16位無符號整數(shù)，在Int前面加US為8位無符號整數(shù)，在Int前面加D為32位有符號整數(shù)，整數(shù)數(shù)據(jù)類型如表2-13所示。相關(guān)知識表2-13整數(shù)數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型大小數(shù)值范圍常數(shù)示例地址示例SInt（短整型）8位-128到

127+50,16#50MB0、DB1.DBB4、Tag_nameUSInt（無符號短整型）8位0到

25578,2#01001110Int（整型）16位-32,768到

32,767123,-123MW2、DB1.DBW2、Tag_nameUInt（無符號整型）16位0到

65,535123DInt（雙整型）32位-2,147,483,648到

2,147,483,647123,-123MD6、DB1.DBD8、Tag_nameUDInt（無符號雙整型）32位0到

4,294,967,295123相關(guān)知識3）浮點型實數(shù)數(shù)據(jù)類型

實（或浮點）數(shù)以32位單精度數(shù)(Real)或64位雙精度數(shù)(LReal)表示。單精度浮點數(shù)的精度最高為6位有效數(shù)字，而雙精度浮點數(shù)的精度最高為15位有效數(shù)字。在輸入浮點常數(shù)時，最多可以指定6位(Real)或15位(LReal)有效數(shù)字來保持精度。浮點型實數(shù)數(shù)據(jù)類型如表2-14所示。相關(guān)知識表2-14浮點型實數(shù)數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型大小數(shù)值范圍常數(shù)示例地址示例Real（實型或浮點型）32位-3.402823e+38到

-1.175495e-38、±0、+1.175495e-38到+3.402823e+38123.456,-3.4,1.0e-5MD100、DB1.DBD8、Tag_nameLReal（長實型）64位-1.7976931348623158e+308到-2.2250738585072014e-308、±0、+2.2250738585072014e-308到+1.7976931348623158e+30812345.123456789e40、1.2E+40DB_name.var_name規(guī)則：不支持直接尋址；可在

OB、FB或

FC塊接口數(shù)組中進行分配。相關(guān)知識4）時間和日期數(shù)據(jù)類型表2-15時間和日期數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型大小數(shù)值范圍常數(shù)示例Time（時間）32位T#-24d_20h_31m_23s_648ms到T#24d_20h_31m_23s_647ms存儲形式：

-2,147,483,648ms到+2,147,483,647msT#5m_30s；T#1d_2h_15m_30s_45ms；TIME#10d20h30m20s630ms；500h10000ms；10d20h30m20s630ms。日期16位D#1990-1-1到

D#2168-12-31D#2009-12-31；DATE#2009-12-31；2009-12-31。Time_of_Day32位TOD#0:0:0.0到

TOD#23:59:59.999TOD#10:20:30.400；TIME_OF_DAY#10:20:30.400；23:10:1。DTL（長格式日期和時間）12個字節(jié)最?。?/p>

DTL#1970-01-01-00:00:00.0最大：

DTL#2554-12-31-23:59:59.999999999DTL#2008-12-16-20:30:20.250相關(guān)知識TIME數(shù)據(jù)作為有符號雙整數(shù)存儲，被解釋為毫秒。編輯器格式可以使用日期(d)、小時(h)、分鐘(m)、秒(s)和毫秒(ms)信息。

也可以不指定全部時間單位。例如，T#5h10s和500h均有效。

所有指定單位值的組合值不能超過以毫秒表示的時間日期類型的上限或下限（-2,147,483,648ms到+2,147,483,647ms）。

日期DATE數(shù)據(jù)作為無符號整數(shù)值存儲，被解釋為添加到基礎(chǔ)日期1990年1月1日的天數(shù)，用以獲取指定日期。編輯器格式必須指定年、月和日。TOD(TIME_OF_DAY)數(shù)據(jù)作為無符號雙整數(shù)值存儲，被解釋為自指定日期的凌晨算起的毫秒數(shù)（凌晨=0ms）。必須指定小時（24小時/天）、分鐘和秒?？梢赃x擇指定小數(shù)秒格式。DTL（日期和時間長型）數(shù)據(jù)類型使用12個字節(jié)的結(jié)構(gòu)保存日期和時間信息。可以在塊的臨時存儲器或者DB中定義DTL數(shù)據(jù)。必須在DB編輯器的“起始值”(Startvalue)列為所有組件輸入一個值。相關(guān)知識DTL的每一部分均包含不同的數(shù)據(jù)類型和值范圍。指定值的數(shù)據(jù)類型必須與相應(yīng)部分的數(shù)據(jù)類型相一致。表2-16所示為DTL結(jié)構(gòu)的元素。表2-16DTL結(jié)構(gòu)的元素Byte組件數(shù)據(jù)類型值范圍0年UINT1970到

255412月USINT1到

123日USINT1到

314星期USINT1（星期日）到

7（星期六）

15時USINT0到

236分USINT0到

597秒USINT0到

598納秒UDINT0到

99999999991011注：1--年-月-日:時:分:秒.納秒格式中不包括星期。相關(guān)知識

5）字符和字符串?dāng)?shù)據(jù)類型表2-17字符和字符串?dāng)?shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型大小數(shù)值范圍常數(shù)示例Char8

位16#00到

16#FF'A','t','@','?','Σ'WChar16位16#0000到16#FFFF'A','t','@','?','Σ',亞洲字符、西里爾字符以及其它字符Stringn+2字節(jié)n=（0到

254字節(jié)）"ABC"WStringn+2字節(jié)n=（0到

65534個字）"?123@XYZ.COM"相關(guān)知識6）數(shù)組數(shù)據(jù)類型

（1）數(shù)組（Array）

數(shù)組（Array）是由數(shù)目固定且數(shù)據(jù)類型相同的元素組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)組可以在OB、FC、FB和DB的塊接口編輯器中創(chuàng)建。無法在PLC變量編輯器中創(chuàng)建數(shù)組。

（2）數(shù)組的格式

要在塊接口編輯器中創(chuàng)建數(shù)組，請為數(shù)組命名并選擇數(shù)據(jù)類型“Array[lo..hi]oftype”，然后根據(jù)如下說明編輯“l(fā)o”、“hi”和“type”：lo-數(shù)組的起始（最低）下標(biāo)；hi-數(shù)組的結(jié)束（最高）下標(biāo)；type-數(shù)據(jù)類型，例如BOOL、SINT、UDINT。相關(guān)知識（3）使用數(shù)組的規(guī)則①數(shù)組元素的數(shù)據(jù)類型包括：除數(shù)組類型、VARIANT類型以外的所有類型；②一個數(shù)組最多可包含6個維度；③全部數(shù)組元素必須是同一數(shù)據(jù)類型；④用逗點字符分隔多維索引的最小最大值聲明；⑤不允許使用嵌套數(shù)組或數(shù)組的數(shù)組。（4）數(shù)組示例數(shù)組聲明:ARRAY[1..20]ofREAL//一維，20個元素ARRAY[-5..5]ofINT//一維，11個元素ARRAY[1..2,3..4]ofCHAR//二維，4個元素數(shù)組地址:ARRAY1[0]//ARRAY1元素0ARRAY2[1,2]//ARRAY2元素[1,2]ARRAY3[i,j]//如果i=3且j=4，則對ARRAY3的元素[3,4]進行尋址相關(guān)知識7）PLC數(shù)據(jù)類型PLC數(shù)據(jù)類型用來定義在程序中多次使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

在TIA軟件中，通過打開項目樹的“PLC數(shù)據(jù)類型”分支并雙擊“添加新數(shù)據(jù)類型”項來創(chuàng)建PLC數(shù)據(jù)類型。在新創(chuàng)建的PLC數(shù)據(jù)類型項上，兩次單擊可重命名默認(rèn)名稱，雙擊則會打開PLC數(shù)據(jù)類型編輯器。

如果創(chuàng)建新的PLC數(shù)據(jù)類型，則該新PLC類型名稱將出現(xiàn)在DB編輯器和代碼塊接口編輯器的數(shù)據(jù)類型選擇器下拉列表中。

可以按照以下方式使用PLC數(shù)據(jù)類型：

（1）作為代碼塊接口或數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)類型；

（2）作為創(chuàng)建使用同一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的多個全局?jǐn)?shù)據(jù)塊的模板；

（3）作為CPUI和Q存儲區(qū)中PLC變量聲明的數(shù)據(jù)類型。相關(guān)知識4.系統(tǒng)存儲區(qū)表2-18S7-1200PLC的系統(tǒng)存儲區(qū)存儲區(qū)可訪問的地址單位符號示例過程映像I區(qū)輸入位I%I0.0輸入字節(jié)IB%IB0輸入字IW%IW0輸入雙字ID%ID0過程映像Q區(qū)輸出位Q%Q0.0輸出字節(jié)QB%QB0輸出字QW%QW0輸出雙字QD%QD0位存儲器區(qū)M存儲器位M%M0.0存儲器字節(jié)MB%MB0存儲器字MW%MW0存儲器雙字MD%MD0數(shù)據(jù)塊DB數(shù)據(jù)位DBX%DB1.DBX0.0數(shù)據(jù)字節(jié)DBB%DB1.DBB0數(shù)據(jù)字DBW%DB1.DBW0數(shù)據(jù)雙字DBD%DB1.DBD0臨時存儲器區(qū)L局部數(shù)據(jù)位L%L0.0局部數(shù)據(jù)字節(jié)LB%LB0局部數(shù)據(jù)字LW%LW0局部數(shù)據(jù)雙字LD%LD0相關(guān)知識1）過程映像輸入/輸出

過程映像輸入在用戶程序中的標(biāo)識符為I，它是PLC接收外部的數(shù)字量信號的窗口，輸入端可以外接常開觸點或常閉觸點，也可以接多個觸點組成的串聯(lián)電路。

過程映像輸出在用戶程序中的標(biāo)識符為Q，每次循環(huán)周期開始時，CPU將過程映像輸出的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由輸出模塊驅(qū)動外部負載。S7-1200PLC提供了兩種I/O訪問方法：過程映像訪問和直接物理訪問，如圖2-25所示。

①過程映像訪問

②直接物理訪問圖2-25I/O訪問相關(guān)知識

過程映像訪問和直接物理訪問區(qū)別如下：

（1）過程映像方法是使用地址標(biāo)識符I/O訪問CPU的過程映像區(qū)，采用過程映像訪問，可以保證在一個掃描周期內(nèi)的信號不發(fā)生改變。

（2）直接物理訪問是在I/O地址后附加“：P”，訪問的是物理輸入輸出點，對于實時性要求高的輸入輸出地址訪問可以采用直接物理訪問，采用直接物理訪問，在一個掃描周期內(nèi)，輸入輸出點的信號將會發(fā)生改變。

不論過程映像訪問還是直接物理訪問，都可以按位、字節(jié)、字和雙字進行I/O訪問。相關(guān)知識2）位存儲器區(qū)

位存儲器區(qū)M用來存儲運算的中間操作狀態(tài)或中間數(shù)據(jù)。可以按位、字節(jié)、字和雙字讀/寫位存儲器區(qū)。3）數(shù)據(jù)塊

數(shù)據(jù)塊簡稱為DB，用來存儲代碼塊使用的各種類型的數(shù)據(jù)，包括中間操作狀態(tài)、其它控制信息，以及某些指令（如定時器、計數(shù)器指令）需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？梢栽O(shè)置數(shù)據(jù)塊的寫保護功能。

數(shù)據(jù)塊關(guān)閉后，或有關(guān)的代碼塊的執(zhí)行開始或結(jié)束后，數(shù)據(jù)塊中存放的數(shù)據(jù)不會丟失。有兩種數(shù)據(jù)塊：

（1）全局?jǐn)?shù)據(jù)塊：存儲的數(shù)據(jù)可以被所有的代碼塊訪問。

（2）背景數(shù)據(jù)塊：存儲的數(shù)據(jù)供指定的功能塊（FB）使用，其結(jié)構(gòu)取決于FB的界面區(qū)的參數(shù)。相關(guān)知識4）臨時存儲器區(qū)

臨時存儲器用于存儲代碼塊被處理時使用的臨時數(shù)據(jù)。PLC為3個OB的優(yōu)先級組分別提供臨時存儲器：

（1）啟動和程序循環(huán)，包括有關(guān)的FB和FC。

（2）標(biāo)準(zhǔn)的中斷事件，包括有關(guān)的FB和FC。

（3）時間錯誤中斷事件，包括有關(guān)的FB和FC。

臨時存儲器類似于M存儲器，二者的主要區(qū)別在于M存儲器是全局的，而臨時存儲器是局部的。相關(guān)知識5.用戶程序結(jié)構(gòu)S7-1200PLC與S7-300/400PLC的程序結(jié)構(gòu)基本上相同。用戶程序中包含不同的程序塊，各程序塊實現(xiàn)的功能不同，S7-1200PLC支持的程序塊類型及功能描述如表2-19所示。表2-19程序塊簡介程序塊描述組織塊（OB）由操作系統(tǒng)調(diào)用，決定用戶程序的結(jié)構(gòu)函數(shù)塊（FB）FB是有“存儲區(qū)”的代碼塊，可將值存儲在背景數(shù)據(jù)塊中，即使在塊執(zhí)行完后，這些值仍然有效函數(shù)（FC）FC是不帶“存儲區(qū)”的代碼塊全局函數(shù)塊（DB）用于存儲程序數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式由用戶定義背景函數(shù)塊(DB)用于保存相關(guān)FB的輸入、輸出、輸入/輸出和靜態(tài)變量相關(guān)知識1）用戶程序結(jié)構(gòu)類型

根據(jù)實際應(yīng)用要求，用戶程序結(jié)構(gòu)可選擇線性結(jié)構(gòu)或模塊化結(jié)構(gòu)。

（1）線性程序

線性程序按順序逐條執(zhí)行用于自動化任務(wù)的所有指令。通常，線性程序?qū)⑺谐绦蛑噶疃挤湃胗糜谘h(huán)執(zhí)行程序的OB(OB1)中。

（2）模塊化程序

模塊化程序調(diào)用可執(zhí)行特定任務(wù)的特定代碼塊。要創(chuàng)建模塊化結(jié)構(gòu)，需要將復(fù)雜的自動化任務(wù)劃分為與過程的工藝功能相對應(yīng)的更小的次級任務(wù)。每個代碼塊都為每個次級任務(wù)提供程序段。通過從另一個塊中調(diào)用其中一個代碼塊來構(gòu)建程序。相關(guān)知識

通過創(chuàng)建可在用戶程序中重復(fù)使用的通用代碼塊，可簡化用戶程序的設(shè)計和實現(xiàn)。

當(dāng)一個代碼塊調(diào)用另一個代碼塊時，CPU會執(zhí)行被調(diào)用塊中的程序代碼。執(zhí)行完被調(diào)用塊后，繼續(xù)執(zhí)行該塊調(diào)用之后的指令。

圖2-26是模塊化程序塊調(diào)用示意圖。圖2-26塊調(diào)用的分層結(jié)構(gòu)相關(guān)知識2）用戶程序中的塊

（1）組織塊OB

組織塊OB是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，由操作系統(tǒng)調(diào)用，用于控制掃描循環(huán)和中斷程序的執(zhí)行、PLC的啟動和錯誤處理等。組織塊的程序是用戶編寫的。

每個組織塊必須有一個唯一的OB編號，OB不能相互調(diào)用，也不能被FC和FB調(diào)用。

①程序循環(huán)組織塊OB1是用戶程序中的主程序，CPU循環(huán)執(zhí)行操作系統(tǒng)程序，在每一次循環(huán)中，操作系統(tǒng)程序調(diào)用一次OB1。因此OB1中的程序也是循環(huán)執(zhí)行的，允許有多個程序循環(huán)OB，默認(rèn)的是OB1，其它程序循環(huán)OB的編號應(yīng)大于等于200。

②啟動組織塊