STEP 7中三层电梯控制的结构化编程

    1．任务描述    三层电梯结构图如图6-24所示。
    图6-24    三层电梯结构图    1)当轿厢停1F（1楼）时，如果3F有呼叫，则轿厢直接上升到3F；如果2F有呼叫，则轿厢直接上升到2F;如果2F、3F同时有呼叫，则轿厢先上升到2F，再上升到3F。    2)当轿厢停3F（3楼）时，如果1F有呼叫，则轿厢直接下降到1F;如果2F有呼叫，则轿厢直接下降到2F；如果2F、1F同时有呼叫，则轿厢先下降到2F，再下降到1F。    3)当轿厢停2F（2楼）时，如果1F有呼叫，则轿厢直接下降到1F;如果3F有呼叫，则轿厢直上升到3F;如果1F、3F同时有呼叫，原来电梯下行则轿厢先下降到1F，再上升到3F;原来电梯上行则轿厢先上升到3F，再下降到1F。    4)当轿厢停在每一楼层时，停3s后开门、开门6s后关门、再停2s后继续运行。    5)在轿厢运行途中，如果有多个呼叫，则优先响应与当前运行方向相同的就近楼层，对反方向的呼叫进行记忆，待轿厢返回时就近停车。    6)在各个楼层之间的运行时间应少于10s，否则认为发生故障，应发出报警信号。    7)电梯的运行方向指示。    8)在轿厢运行期间不能开门。    9)轿厢不关门不允许运行。    2．编程元件地址分配    输入／输出继电器地址分配见表6-8。    表6-8    输入／输出继电器地址分配
    3．三层电梯控制程序结构设计    (1)控制程序结构分解    根据三层电梯的控制任务要求，该电梯的控制程序可分解为以下几个模块：楼层显示模块、楼层呼叫模块、轿厢停止控制模块、轿厢上下行方向控制模块、协调总控模块。    1)楼层显示模块：根据平层开关信号驱动数码管完成电梯运行、停止时的楼层显示。    2)楼层呼叫模块：根据轿厢内楼层请求按钮的请求，记录、保持楼层请求，当电梯到达相应的楼层时要清除楼层请求。    3)轿厢停止控制模块：当电梯到达清求楼层时，轿厢停止，3s后自动开门；6s后自动关门；若此时有开门请求或关门障碍时，计时停止待障碍解除时继续计时完成关门操作，关门后2s继续运行。    4)轿厢上下行方向控制模块：当电梯轿厢停在3层时，轿厢运行方向要置为向下；当电梯轿厢停在1层时，轿厢运行方向要置为向上；当电梯轿厢停在2层，轿厢运行方向上，若此时三层无请求一层有请求轿厢运行方向要变为向下，其他情况轿厢运行方向不变；当电梯轿厢停在2层，轿厢运行方向下，若此时一层无请求三层有请求轿厢运行方向要变为向上，其他情况轿厢运行方向不变。    5)协调总控模块：控制电梯的安全运行，不关门不允许轿厢运行；每层运行时间超过10s报警；无请求时轿厢停止运行。电梯系统复位时保证轿厢停在某一楼层上。    (2)控制程序总体结构    控制程序总体结构如图6-25所示。
    图6-25    电梯控制程序结构图    (3)模块接口设计    1)楼层显示模块( FC3)，见表6-9。程序处理流程如图6-26所示。    表6-9    FC3输入变量、输出变量、中间变量及其绝对地址表

    图6-26     FC3程序处理流程图    2)楼层呼叫模块(FC4)，见表6-10。程序处理流程设计如图6-27所示。    表6-10     FC4输入变量、输出变量、中间变量及其绝对地址表

    图6-27     FC4程序处理流程图    3)轿厢停止控制模块( FC5)，见表6-11。FC5程序处理流程设计如图6-28所示。    表6-11    FC5输入变量、输出变量、中间变量及其绝对地址表

    图6-28   FC5程序处理流程图    4)轿厢上下行方向控制模块(FC6)，见表6-12。程序处理流程设计如图6-29所示。    表6-12    FC6输入变量、输出变量、中间变量及其地址表

    图6-29    FC6程序处理流程图    5)开关门控制模块(FC7)，见表6-13。程序处理流程设计如图6-30所示。    表6-13    FC7输入变量、输出变量、中间变量及其地址表

    图6-30    FC7程序处理流程图    6)协调总控模块( FCl)    程序处理流程设计如图6-31所示。
    图6-31     FC1程序处理流程图    (4)各模块例程    1)楼层显示例程。    楼层显示例程接口及其调用(FC3)：
    楼层显示例程代码(FC3)：
    2)楼层呼叫例程( FC4)。    楼层呼叫例程接口及其调用(FC4)：
    楼层呼叫例程代码(FC4)：

    3)轿厢停止控制例程( FC5)。    轿厢停止控制例程接口及其调用(FC5)：
    轿厢停止控制例程代码(FC5)：
    4)轿厢上下行方向控制例程( FC6)。    轿厢上下行方向控制例程接口及其调用(FC6)：
    轿厢上下行方向控制例程代码(FC6)：
    5)开关门控制例程(FC7)。    开关门控制例程接口及其调用(FC7)：
    开关门控制例程代码(FC7)：
    6)协调总控例程( FC1)。    协调控制例程接口及其调用(FC1)：
    协调控制例程代码(FC1)：
    结构化编程在STEP 7中是通过各种块的概念实现的，在FC或FB中编程。STEP 7中的功能或功能块类似于使用高级语言编写的自定义函数或子程序，可以对相同的操作或控制编写通用程序，每次调用时只是传递参数不同，程序结构清楚，避免了大量重复的代码。    ·要编写FC程序，首先要创建FC功能，要为FC建立输入变量、输出变量和内部变量。    ·FB与FC -样也有变量声明表，参数化、结构化的方式也基本一样。FB有更强的功能，但FB与FC有区别。首先，最大的区别在于，FB有一个伴随数据块(Instance Data Block)，用于存储变量的数值。FB被调用的时候，它的伴随数据块也同时打开，记录该FB运行过程中各变量所取得的值。该FB结束，返回主调块时，它的伴随数据块能够把变量值保存下来，供下次调用的时候使用。    ·数据块( DB)用来分类存储设备或生产线中变量的值，数据块也是用来实现各逻辑块之间的数据交换、数据传递和共享数据的重要途径。数据块丰富的数据结构便于提高程序的执行效率和进行数据管理。与逻辑块不同，数据块只有声明部分，没有程序指令部分，包括共享数据块( SharedDB)和背景数据块(Instance DB)。    ·STEP 7中提供了大量的系统功能(SFC)和系统功能块(SFB)，掌握它们的特点和调用方法，对控制程序的编写很有帮助。结构化编程不是个新概念，在其他语言（如C语言、BASIC等）中，可能我们已经学过结构化编程的思想，在此基础上，掌握STEP7的独特之处，方能达到熟练掌握之目的。