S7-1200 PLC用户程序执行机制详解

在S7-1200可编程控制器中，用户程序的执行是关键组成部分，它涉及到PLC（Programmable Logic Controller）中CPU的工作流程。CPU支持多种类型的代码块，如组织块（OB）、功能（FC）和功能块（FB），以及数据块（DB），这些结构共同构成了程序的逻辑框架。 首先，组织块（OB）是程序的基本构建单元，它们定义了程序的结构和执行顺序。OB有预定义行为和启动事件，用户也可以自定义新的OB。进入RUN模式时，会从一个或多个可选的启动OB开始执行，之后是循环执行的程序循环OB。OB还能与中断事件关联，如标准事件或错误事件，以便在相应事件触发时执行。 功能（FC）和功能块（FB）是可被调用的程序代码段，它们针对特定任务或参数组合。FC没有直接关联数据块，而FB则通过DB来传递参数、存储中间值和结果。FC的嵌套深度限制在16层（从程序循环或启动OB开始），在某些中断源（如定时中断等）下，这个限制变为4层。 数据块（DB）存储程序使用的数据，数量范围从1到65535。用户程序的执行受到CPU内存限制，包括装载存储器和工作存储器，同时，尽管没有特别规定每个类型块的数量，但总块数不超过1024个。 每个扫描周期（又称扫描）包含写入输出、读取输入、执行用户程序指令和后台处理。模块（如SM、SB、CB、CM或CP）只在通电时检测和注册，且不支持热插拔操作，以防对设备造成损坏。 S7-1200的编程使用STEP7软件，包括设备配置、编程概念、基本和扩展指令等。此外，还涉及数据记录、工艺指令、PROFINET和PROFIBUS通信、通信处理器协议、Web服务器以及在线和诊断工具。在操作这些设备时，必须遵守所有相关的安全提示和警告，确保操作人员具备专业资格，并遵循产品文档中的详细指南。 用户程序的执行在S7-1200 PLC中是一个复杂而有序的过程，依赖于CPU的代码块结构、内存限制以及严格的编程和操作规则。理解这些核心概念对于成为一名Java架构工程师在面试中解答此类问题至关重要。