深入解析：掌握西门子S7-1200 PLC的PUT功能实现细节


# 摘要
西门子S7-1200 PLC作为工业自动化领域中的关键设备，其PUT功能为用户提供了强大的数据处理能力。本文首先介绍了S7-1200 PLC和PUT功能的基础知识，然后深入探讨了PUT功能的理论基础，包括其工作原理和适用场景。文章详细解析了PUT功能的参数，阐述了参数的数据类型、范围以及正确的设置方法。在此基础上，本文进一步讨论了PUT功能在数据存储与读取方面的实践应用，提供了具体的应用实例和步骤。此外，文章还探讨了PUT功能的高级应用，包括与其他功能的结合以及问题解决和性能优化技巧。最后，文章对PUT功能进行了总结，并对其未来的发展前景进行了展望。

# 关键字
西门子S7-1200 PLC；PUT功能；数据处理；参数解析；实践应用；性能优化

参考资源链接：[西门子S7-1200 PUT&GET教程：项目内与跨设备数据交互](https://wenku.csdn.net/doc/6401ac27cce7214c316ead1a?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. 西门子S7-1200 PLC和PUT功能简介

## 1.1 西门子S7-1200 PLC概览

西门子S7-1200是工业自动化领域中广泛应用的一款可编程逻辑控制器（PLC）。它的设计紧凑，具备高性能的处理能力，适用于各种中等复杂度的控制任务。S7-1200 PLC支持多种通信协议，如Profinet和Profibus，可以轻松集成到现有的自动化网络中。

## 1.2 PUT功能介绍

PUT（即“存储单元”）功能是PLC编程中的一个基本操作，它允许程序员将数据存储到PLC的指定内存地址中。PUT指令在编程中经常用到，尤其是在需要手动控制数据传输和存储的场景下。对数据进行精确地控制和管理是工业自动化中不可或缺的一部分。

## 1.3 PUT功能的实际意义

在自动化控制系统中，数据的存储和处理是核心功能。通过PUT功能，工程师可以将变量、计数器或定时器的值存储到PLC的内存地址中，从而实现数据的持久化存储。这种存储功能对于过程控制、故障诊断、系统备份和恢复等任务至关重要。

理解PUT功能是掌握PLC编程的基本要求，对于提高控制系统的稳定性和可靠性具有重要意义。接下来的章节将深入探讨PUT功能的理论基础、参数解析以及实际应用案例。

# 2. 深入理解PUT功能

在本章节中，我们将深入探讨PUT功能，首先从其理论基础入手，然后解析其参数设置，为后续的实践应用和高级应用打下坚实的基础。

### 2.1 PUT功能的理论基础

#### 2.1.1 PUT功能的工作原理

PUT功能，即数据写入功能，是PLC编程中用于将数据从源地址写入目标地址的一个基本操作。在西门子S7-1200 PLC中，PUT功能通常借助于特定的指令（如PUT指令）来实现，允许用户将预设值、参数、计算结果等数据写入到数据块、内存区域或其他可寻址的存储单元。

工作原理可以概括为以下步骤：
1. 指定源地址：源地址是指数据来源的地址，可以是输入、输出、标志位、定时器等。
2. 指定目标地址：目标地址是数据要写入的内存位置，可以是数据块中的特定位置或某些特殊功能的数据存储区。
3. 执行写入操作：通过执行PUT指令，将源地址的数据复制或转换后写入到目标地址指定的内存区域。

#### 2.1.2 PUT功能的适用场景

PUT功能在PLC编程中极为重要，尤其适用于以下场景：
- 参数初始化：在系统启动或特定条件下，需要将预设值写入控制参数。
- 数据存储：需要将临时存储的数据写入到更持久的数据存储区域。
- 状态记录：记录系统运行过程中的关键状态信息，如故障代码、操作日志等。
- 执行控制：根据条件执行特定的控制指令，例如对机械臂的位置进行调整。

### 2.2 PUT功能的参数解析

#### 2.2.1 参数的数据类型和范围

在使用PUT功能时，需要仔细考虑参数的数据类型和范围，以确保数据正确地从源地址写入到目标地址。在S7-1200 PLC中，常见的数据类型包括：
- BOOL：布尔值（0或1）。
- INT、DINT、SINT、USINT：整数类型，有符号和无符号的区别。
- REAL、LREAL：浮点数，包括单精度和双精度。
- STRING：字符串类型。

每个数据类型有其特定的数据范围，例如，一个SINT类型的数据范围是从-128到127。在编写程序时，确保数据类型和范围的匹配是非常关键的。

#### 2.2.2 参数的设置方法和注意事项

当编写PUT功能相关的代码时，正确设置参数是保证程序稳定运行的基础。以下是一些重要的设置方法和注意事项：
- 确认源地址和目标地址的匹配：需要写入的数据类型应与目标地址可接受的数据类型一致。
- 使用数据块（DB）进行数据组织：通过DB可以更好地管理数据，提高数据访问的效率。
- 注意数据的对齐问题：某些数据类型需要在内存中对齐，否则可能导致数据错误或程序运行不正确。
- 确保数据写入的权限：某些内存区域可能不允许写入操作，需要根据实际应用场景正确配置。

在接下来的章节中，我们将通过具体实例，深入探讨PUT功能在实践应用中的操作步骤和高级应用。

# 3. PUT功能的实践应用

## 3.1 PUT功能在数据存储中的应用

### 3.1.1 数据存储的基本步骤

在使用西门子S7-1200 PLC的PUT功能进行数据存储时，首先需要对PLC程序进行适当的配置。以下是实现数据存储的基本步骤：

1. **确定存储需求**：分析需要存储的数据类型，包括数值、布尔值、计数器、定时器等。

2. **配置数据块（DB）**：根据数据需求在TIA Portal中创建数据块（DB），并定义相应的数据结构。

3. **编写存储逻辑**：在程序块（例如OB1或FC/FB）中，编写控制数据写入DB的逻辑。这包括确保触发条件的正确设置，以及数据格式的匹配。

4. **测试和验证**：在实际的PLC硬件或模拟器上测试程序，确保数据能够被正确存储到指定的数据块中。

5. **监控和调试**：使用诊断工具监控数据块的内容，确保数据按照预期存储，并对程序进行必要的调试。

### 3.1.2 PUT功能的数据存储实例

为了更好地说明数据存储的应用，让我们考虑一个简单的实例：在PLC中记录传感器输入值的历史数据。以下是实现此功能的步骤：

1. **定义数据块**：创建一个数据块DB1，用于存储传感器的输入值。定义一个整型数组（例如，INT[10]）来存储10个最新的输入值。

2. **编写PUT存储逻辑**：在主程序块OB1中，每次扫描周期读取传感器的输入，并使用PUT功能将新值写入数组的开始位置。同时，将数组中的其他值后移。

3. **数据循环存储**：确保当数组填满后，数据存储逻辑能够循环回到数组的第一个位置并覆盖最旧的数据，实现数据的循环存储。

4. **读取存储数据**：创建一个功能块FB1，用于从数据块DB1读取存储的数据。可以设置触发条件，例如当需要检查历史数据时调用FB1。

5. **验证程序**：编写测试脚本，在PLC运行期间不断更新传感器值，并检查DB1中数据的正确性。

6. **异常处理**：加入异常处理逻辑来确保系统稳定性，例如，防止数据覆盖过程中发生数组越界。

下面是一个简化的代码示例，展示了如何在OB1中使用PUT功能更新数据块DB1中的数据：

// 示例代码块：在OB1中更新数据块DB1
NETWORK 1
// 读取传感器值并存储到MW100
L SensorValue
T MW100

// 将数据存储到数据块DB1的数组中
L DB1.DBW[0] // 数据块中数组的起始地址
+I 2          // 每个整型数据占用2字节
T DBW10        // 存储地址

## 3.2 PUT功能在数据读取中的应用

### 3.2.1 数据读取的基本步骤

使用PUT功能进行数据读取的基本步骤与数据存储类似，但重点在于提取数据而不是写入。以下是实现数据读取的基本步骤：

1. **确定读取需求**：分析需要读取的数据类型和用途。

2. **配置数据块**：确认数据块中存储的数据格式，确保与读取逻辑相匹配。

3. **编写读取逻辑**：在程序块中，编写控制数据从DB中提取的逻辑。设置触发条件以读取所需数据。

4. **测试和验证**：在实际或模拟环境中测试数据读取程序，确保数据能够按预期被提取。

5. **监控和调试**：使用诊断工具检查数据的正确性，对程序进行调整确保其稳定性。

### 3.2.2 PUT功能的数据读取实例

假设我们有一个应用需要读取之前存储的历史数据，并利用这些数据生成报表。以下是实现此功能的步骤：

1. **定义读取逻辑**：在功能块FB2中编写程序以读取DB1中的历史数据。可能包括逻辑来确定读取哪些特定的值或按时间顺序读取值。

2. **数据处理**：在读取数据后，对其进行必要的处理，例如转换数据格式或计算统计数据。

3. **输出处理后的数据**：将处理后的数据输出到HMI界面或发送至上位机进行进一步分析。

4. **数据更新**：根据实际应用需求更新数据读取逻辑，例如，调整读取频率或响应外部触发信号。

5. **测试和验证**：运行实际应用并验证数据读取和输出的准确性和效率。

以下是一个简化的代码示例，展示了如何在FB2中读取数据块DB1中的数据：

// 示例代码块：在FB2中读取数据块DB1中的历史数据
NETWORK 1
// 设置起始地址和数量
L DB1.DBW[0]
T MD10
L #Count
T MD14

// 循环读取数据
FOR #Index := 0 TO #Count - 1 DO
    L MD10
    +I (#Index * 2)
    T MD12

    // 从DB1中读取数据到MW100
    L MD12
    T DBW[MD12]
    L DBW[MD12]
    T MW100

    // 数据处理逻辑...
END_FOR

// 将处理后的数据输出到HMI或其他设备
// 输出数据逻辑...

在上述代码中，通过循环读取特定数量的数据值，并将它们从数据块DB1传输到操作内存（MW），之后可以根据具体需求处理这些数据。注意，代码中MD10和MD14用于存储地址计算和循环计数，MW100用于存储实际数据值。

通过实际应用PUT功能在数据存储和读取中的例子，可以看出其在西门子S7-1200 PLC编程中是非常灵活且强大的工具，能够实现各种复杂的数据管理任务。

# 4. PUT功能的高级应用

## 4.1 PUT功能与其他功能的结合应用

### 4.1.1 PUT功能与数据转换功能的结合

在实际工业控制应用中，经常需要进行不同类型数据的转换和处理。PUT功能可以实现数据的存储和读取，而与数据转换功能的结合，则能进一步实现数据类型之间的转换。例如，将模拟量转换为工程量，或者在不同数据格式（整数、浮点数、BCD码等）之间转换。

数据转换功能通常需要依赖于特定的转换指令。以西门子S7-1200 PLC为例，我们可以使用`CONV`指令将数据从一种格式转换为另一种格式。这一功能的结合使用，在数据处理和系统集成中显得尤为关键。

**代码示例：**

// 假设DB1.DBW0中存储了浮点数的工程值，我们需要将其转换为BCD码后存入DB1.DBD2
CONV S5T#2s R #DB1.DBW0 // 将浮点数转换为BCD码
T #DB1.DBD2 // 转换后的结果存入DB1.DBD2

**逻辑分析：**

- `CONV`指令用于将S7-1200 PLC中的浮点数数据转换为BCD格式。第一个参数`S5T#2s`定义了转换的时间，这里为2秒，根据实际需要调整。`R #DB1.DBW0`指定了源数据地址，`T #DB1.DBD2`指定了转换后数据的存储地址。
- 转换完成后，原始浮点数数据被转换为BCD码格式存储在指定位置，便于后续的显示、处理或者与其他系统接口的通信。

### 4.1.2 PUT功能与逻辑运算功能的结合

在复杂的数据处理场景中，数据的存储和读取往往需要结合逻辑运算。通过使用逻辑运算指令，我们可以对数据进行位操作、比较、条件判断等处理。

例如，PLC程序中可能需要根据某一条件（如传感器信号）来决定是否存储特定数据。这时，可以使用`AND`、`OR`、`XOR`等逻辑运算指令，结合`PUT`指令，来实现条件存储的功能。

**代码示例：**

// 当传感器信号（M0.0）为真时，将当前计数器（CTU）的值存入DB1.DBX0.0
LD M0.0 // 加载传感器信号
PUT #DB1.DBX0.0 // 将数据存储到DB1.DBX0.0，存储内容为CTU的值

**逻辑分析：**

- `LD M0.0`指令加载了传感器的信号状态，如果传感器检测到信号，则其对应的存储位（M0.0）会被置为真。
- `PUT #DB1.DBX0.0`指令在条件满足（即M0.0为真）时，执行数据存储操作。这里以计数器（CTU）的值为例子，实际使用中可以根据需要替换为其他数据源。

## 4.2 PUT功能的问题解决和优化

### 4.2.1 常见问题及解决方法

在使用PUT功能进行数据存储和读取时，可能会遇到一系列常见问题。例如：

- 存储的数据无法正确读取：可能的原因包括地址错误、数据类型不匹配、读取指令的使用不正确等。
- 数据更新不及时：可能是由于程序的循环周期设置不当，导致更新指令执行频率过低。

**解决方法：**

- 确认存储和读取指令使用的地址正确无误，检查数据类型是否匹配。
- 对于数据更新不及时的问题，可以通过调整程序的循环周期，或优化相关逻辑代码来解决。

### 4.2.2 PUT功能的性能优化技巧

为了提高PUT功能的性能，以下是一些优化技巧：

- 合理安排数据存储位置：将频繁访问的数据存放在快速存储区域，如DB块，而不是慢速存储区域，如全局数据块。
- 使用间接寻址：在数据存储和读取过程中使用间接寻址可以增加程序的灵活性，减少硬编码地址的使用。
- 优化程序结构：避免在程序中使用冗余的存储和读取操作，减少不必要的指令使用，优化循环结构。

**示例代码：**

// 使用间接寻址读取DB块中的数据
L #DB1.DBW0 // 加载间接地址
LAR1 // 将地址加载到寄存器R1
L #DB1.DBW0 // 加载间接地址
LAR2 // 将地址加载到寄存器R2
TAR // 将R1和R2中的地址相加，结果存入累加器
L #DB1.DBD4 // 加载最终地址
LAR1 // 将最终地址加载到寄存器R1
L #DB1.DBD6 // 加载要读取的数据
LAR2 // 将数据加载到寄存器R2
TAR // 将R1和R2中的地址相加，结果存入累加器
L #DB1.DBD8 // 加载最终地址
L #DB1.DBD10 // 加载要读取的数据

**逻辑分析：**

- 代码块展示了如何使用间接寻址来读取DB块中的数据。间接寻址允许在运行时动态地改变存储地址，这在处理动态数据或循环数组时非常有用。
- 在实际应用中，合理使用间接寻址可以显著减少代码量，提升程序的可维护性。通过将地址和数据分步加载到寄存器和累加器中，然后使用累加器的值来读取数据，可以实现复杂的数据结构处理。

以上就是PUT功能在高级应用中的实践，结合数据转换和逻辑运算功能，以及性能优化技巧的总结。希望这些内容能帮助读者更好地掌握PUT功能，并在实际应用中发挥其强大的作用。

# 5. 总结与展望

## 5.1 PUT功能的总结

PUT功能作为西门子S7-1200 PLC系列中的一个重要功能，以其高效的性能和强大的兼容性，在自动化控制领域中发挥着不可或缺的作用。通过前文的详细介绍与实践应用案例，我们已经深入理解了PUT功能的理论基础、参数设置、数据存储与读取操作以及在实际项目中的高级应用。

PUT功能不仅在数据交换和数据处理方面展现了出色的能力，更在与其他功能结合时显示了其灵活性和扩展性。它能够有效地帮助工程师解决实际应用中遇到的问题，并通过一系列优化技巧提升系统的整体性能。

## 5.2 PUT功能的发展前景

展望未来，PUT功能在自动化控制领域还有更广阔的发展空间。随着工业4.0和智能制造的发展趋势，PUT功能有望实现更深层次的数据集成和智能化管理。

**5.2.1 智能化发展**

智能化管理是PUT功能未来发展的重点。随着物联网技术的不断进步，PUT功能可以更好地与各种传感器、执行器以及云平台进行数据交互。通过集成机器学习算法，PUT功能能够自动调整参数设置，实现更加智能化的决策支持。

**5.2.2 系统集成优化**

未来的PUT功能，将可能与更多先进的控制算法集成，如PID控制、模糊控制等，从而提供更加全面的系统集成优化解决方案。通过实时数据处理和分析，PUT功能能够在确保系统稳定运行的同时，提高系统的灵活性和响应速度。

**5.2.3 安全性与冗余性**

在安全性方面，PUT功能将更加注重数据的安全性与系统的冗余性。通过加强加密措施和冗余备份策略，PUT功能将能更好地应对潜在的安全威胁和数据丢失风险。

**5.2.4 用户交互界面**

为了适应不断变化的市场需求，PUT功能在用户交互界面方面也将进行优化。开发更加直观、易于操作的界面，将使工程师在使用PUT功能时更加得心应手，从而提升整体的工作效率。

**5.2.5 跨平台应用**

随着技术的发展，PUT功能还将努力实现跨平台应用，这意味着PUT功能不仅限于西门子PLC，还可以与其他品牌的PLC或控制系统兼容。这样的发展趋势，将为工程师提供更多的选择，同时也促进不同品牌之间的技术融合。

总而言之，PUT功能作为自动化控制领域的重要组成部分，其未来发展将是多方面的。它将继续推动自动化技术的进步，成为实现智能制造和工业4.0不可或缺的一环。