【TIA UDT用户自定义功能块】：灵活运用IO地址映射


参考资源链接：[TIA博途：UDT实现IO地址到DB块的映射及BOOL量操作详解](https://wenku.csdn.net/doc/42rvmhnr6c?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. TIA UDT用户自定义功能块概览

在现代工业自动化领域，编程模型的灵活性和扩展性至关重要，而用户自定义数据类型（UDT）和功能块是实现这一目标的关键技术之一。本章节将为您介绍TIA（Totally Integrated Automation）中的UDT用户自定义功能块的概览，包括它们如何帮助工程师设计和实施更加模块化、可重用和高效的控制逻辑。我们将从功能块的基本概念谈起，逐步深入探讨其结构、参数和编程接口，为后续章节中的实际开发和应用实践打下坚实的基础。

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# 第二章：理解IO地址映射基础

## 2.1 IO地址映射的概念与重要性

### 2.1.1 IO地址映射定义

IO地址映射是将物理设备地址映射到可操作的逻辑地址的过程。在自动化和控制系统中，这允许软件程序通过逻辑地址访问和控制实际的I/O端口。换言之，它是一种抽象层，使得应用程序可以在不同的硬件平台上以统一的方式工作，而无需关心具体的硬件实现细节。IO地址映射的存在，为硬件独立性提供了基础，从而简化了程序设计和调试过程。

### 2.1.2 映射对于自定义功能块的作用

在TIA（Totally Integrated Automation）环境中，IO地址映射对于用户自定义功能块（UDT）来说至关重要。通过正确映射IO地址，UDT能够提供稳定的、与硬件无关的接口，从而增强代码的可重用性和可维护性。此外，这种映射还可以用于隔离系统的不同部分，比如将用户逻辑与硬件驱动分离，这有助于提高系统的安全性，减少因硬件故障引起的风险。

## 2.2 IO地址映射的类型与方法

### 2.2.1 直接IO映射

直接IO映射是最简单的映射形式，它通常涉及到将物理I/O端口直接对应到程序中的一个或多个变量。在许多现代控制器中，这种映射是透明的，由硬件和操作系统共同管理。直接IO映射通常用于访问那些不需要复杂逻辑的I/O，比如简单的输入输出操作。

### 2.2.2 间接IO映射

间接IO映射方式下，程序通过引用一个地址表来访问物理I/O端口。这个地址表充当着物理地址和逻辑地址之间的桥梁。间接映射提供了额外的灵活性和控制，能够处理更复杂的场景，例如，当一个物理I/O端口需要被多个逻辑地址访问时。间接IO映射在实现时，通常需要编写额外的代码来维护和管理地址表。

### 2.2.3 动态IO映射

动态IO映射是一种高级的映射方式，允许程序在运行时动态地更改I/O端口和地址之间的关联。这对于需要在操作过程中根据条件重新配置I/O的情况特别有用，比如在热插拔设备或者在程序运行时配置I/O选项。动态映射提供了极高的灵活性，但同时增加了实现的复杂性和对性能的要求。

## 2.3 实现IO地址映射的硬件考量

### 2.3.1 PLC与外围设备的连接

在实现IO地址映射时，需要考虑PLC（可编程逻辑控制器）与外围设备的物理连接方式。这些设备可能包括传感器、执行器、通信接口等。物理连接应当保证稳定性和兼容性，以减少由于电气故障或信号衰减导致的问题。为了便于管理和维护，通常会为各种设备分配特定的物理地址范围。

### 2.3.2 信号转换和接口模块

信号转换模块和接口模块是实现IO地址映射的另一个重要因素。不同类型的设备可能使用不同的信号标准，比如数字量与模拟量之间的转换，或者不同电压等级之间的适配。为了确保数据正确无误地在设备间传输，需要使用相应的信号转换设备。此外，在某些情况下，还需要专门的接口模块来处理特定协议或通信标准。

接下来，我们将深入探讨IO地址映射的硬件考量和实现细节，通过代码块展示如何在实际开发中操作IO地址映射。

# 3. TIA UDT自定义功能块开发实践

## 3.1 创建用户自定义功能块

### 3.1.1 功能块的结构和参数

在TIA Portal环境中，用户自定义功能块（UDT）是由输入参数、输出参数以及内部逻辑构成的。功能块的结构定义了它如何与其他程序块或外部硬件交互，而参数则用于输入数据和输出结果。在创建UDT时，开发者必须首先定义功能块的接口，即输入输出参数，并确定它们的数据类型和属性。

一个基本的功能块结构示例如下：

FUNCTION_BLOCK MyCustomFunctionBlock
VAR_INPUT
input1 : INT; // 输入参数1
input2 : REAL; // 输入参数2
END_VAR
VAR_OUTPUT
output1 : BOOL; // 输出参数
END_VAR
VAR
// 内部变量声明
END_VAR
BEGIN
// 功能块内部逻辑
END_FUNCTION_BLOCK

### 3.1.2 编程接口和内部逻辑

定义完结构和参数之后，接下来需要编写功能块的内部逻辑。编程接口是功能块与外部世界交互的媒介，而内部逻辑是执行特定任务和处理数据的核心部分。在编写内部逻辑时，开发者可能会用到基本的操作符、控制结构以及对其他功能块的调用。

例如，一个简单的累加器功能块，可以将输入参数 `input1` 和 `inpu