施耐德Unity Pro的用户功能块( DFB)

    (1)主要内容    用户功能块(DFB)是用户为了满足应用程序的特定需要而编写的程序功能块，用户逻辑被封装在一个功能块当中，能够多次重用，以满足应用的特殊要求。    用户功能块(DFB)可以用来对应用程序进行组织和优化。当需要在应用程序中多次重复一个程序段，或者设定一个标准的程序操作时，就可以使用DFB。    用户功能块主要包括以下元素：    ●用梯形图(LD)、指令表(IL)、结构化文本(ST)、功能块图(FBD)编写的代码段；    ●输入/输出参数；    ●公共内部变量或者私有内部变量。    通过对功能块进行的相关操作，就可以让一个或多个应用程序共享。    在应用程序中使用DFB功能块，具有以下优点：    ●结构化应用程序，提高程序的可读性；    ●简化程序的设计和输入；    ●所有由功能块操作的变量都要在它的接口进行识别，方便应用程序的调试；    ●减少生成的代码的数量。与DFB相对应的代码只加载一次，虽然在程序中会多次调用，    程序只生成与实例相对应的数据；    ●保护技术秘密。    与子程序相比，使用DFB具有以下特点：    ●更容易地设置处理参数；    ●使用针对DFB的内部变量，不受应用程序影响；    ●可独立于应用程序对其进行测试操作。    另外，LD和FBD语言提供了一个DFB的图形视窗，便于程序设计和调试。DFB类型结构如图3-80所示。    功能块包含以下元素：    ●名称：DFB类型的名称（最多32个字符），该名称在整个库内必须是唯一的，可以在    项目设置语言扩展选项卡的标识符区域内选择扩展的字符；    ●输入：输入参数（不包括输入/输出参数）；    ●输出：输出参数（不包括输入/输出参数）；    ●输入/输出：输入/输出参数；    ●公共变量：可以通过应用程序访问的内部变量；    ●私有变量：嵌入于内部的变量或者DFB，不能通过应用程序访问；    ●代码段：用LD、IL、ST、FBD编写的DFB代码段；    ●注释：最多为1024个字符。不允许使用格式化字符（回车、Tab键等）；    对于每一种DFB，都可以通过对话框来打开一个描述文件，其中包括DFB的大小、参数和变量的数量、版本号、上一次修改的日期和保护级别等。    (2)用户功能块(DFB)的创建    用户功能块(DFB)的实现过程主要包括以下3个环节：    ●创建DFB类型；    ●每次在应用程序中使用DFB时，都要创建一个此功能块的副本，称为一个实例；    ●在应用程序中使用DFB实例；    创建DFB类型，使用DFB编辑器对组成DFB的所有元素进行定义和编码，包括：    ●描述功能块：名称、类型(DFB)、激活诊断、注释；    ●功能块的结构：参数、变量、代码段。    DFB的创建步骤：打开Unity Pro应用程序，创建新的DFB类型，编辑新创建的DFB类型的属性，编辑DFB的参数，在一个或多个段中输入DFB代码，分析DFB类型并使其有效，调试DFB类型，如果需要可以导出DFB用于其他应用程序，使用DFB，如图3-81所示。
    图3-80    DFB类型结构

    图3-81    DFB的创建步骤    (3)用户功能块(DFB)的内部数据    DFB的内部数据主要有两种：    ●参数：输入、输出、输入/输出；    ●公共或者私有变量。    DFB的内部数据必须使用符号进行定义，不能使用地址进行定义。    (4)用户功能块(DFB)的使用规则    设计人员编写DFB功能块模型（称为“DFB类型”）；用户创建这个模块类型的数据映像（称为“实例”），并输入各个功能块实例的参数；设计人员和用户之间可将DFB导入/导出。    DFB编码在CPU中只装载一次。DFB可以被保护。DFB既可以被创建它的应用程序使用，也可以放在功能块库当中，被所有的应用程序使用。    在所有语言包括指令表(IL)、结构化文本(ST)、梯形图(LD)、功能块图(FBD)及应用程序的所有任务（代码段、子程序等）都可以使用DFB实例，除了事件任务和SFC程序的转换，在使用DFB时，不管采用什么语言，都必须遵守如下规则：    ①不必连接所有输入、输入/输出或者输出参数，但是下面参数一定要赋值：    ●泛型数据类型的输入参数（ANY_INT、ANY_ARRAY等）；    ●输入/输出参数；    ●除了数组，泛型数据类型的输出参数（ANY_INT、ANY_REAL等）。    ②未连接的输入参数会保持先前调用的数值，如果相关的功能块从未被调用过，那么它们会保持定义的初始化数值。    ③所有分配给输入、输出、输入/输出参数的对象都必须与创建DFB类型时所定义的类型相同。例如，如果输入参数“speed”定义了INT类型，那么就不能把它赋给DINT或REAL类型的数据。唯一的例外是用于输入和输出参数（不是输入/输出参数）的BOOL和EBOOL类型，它们可以混用。    例如，输入参数“Validation”可以定义为BOOL类型，并与一个EBOOL类型的内部字% Mi相关联。但是，在DFB类型的内部代码中，输入参数实际上有BOOL类型的属性，它不能进行边沿处理。    在梯形图语言中有两种调用DFB功能块的方式：    ●在一个操作功能块内调用文本，该功能块中参数语法和约束条件应与结构化文本语言一致；    ●通过图形调用。    功能块的输入可以被连到或者分配一个数值、对象或者表达式。不论在哪种情况下，外部元素的类型（数值、表达式的运算结果等）都必须与输入参数一致。    DFB功能块必须至少有一个与之相连的布尔输入和输出，可以使用EN输入参数和ENO输出参数来实现。    对于ANY_ARRAY类型的输入、泛型数据类型的输出及DFB功能块的输入/输出，必须对其进行连接或赋值操作。    在结构化文本中，用户功能块通过调用一个DFB来实现，DFB实例的名称后面带有一个参数列表。参数会在括号中列出，彼此之间用逗号分隔。    DFB调用有以下2种类型：    ●一个形式调用，其中参数是赋值（参数=数值）。在这种情况下，参数在列表中输入的顺序是无关紧要的。EN输入参数和ENO输出参数可认用作控制功能块的执行；    ●一个非形式调用，其中参数是数值（表达式、对象或者立即值）。在这种情况下，参数在列表中输入的顺序必须符合DFB输入参数的顺序，包括未赋值的输入，即参数为空。不能使用EN和ENO参数。

    在指令表中，用户功能块通过CAL指令调用，该指令后面带可用作操作数的DFB实例名称，以及一个可选的参数列表。参数列表置于括号中，参数间用逗号分隔。    在指令表中，有3种调用DFB的方式：    ●指令CAL DFB_Name后面带有一个赋值的参数列表（参数=数值）。在这种情况下，参数在列表中输入的顺序无关紧要。EN输入参数可以用来控制功能块的执行。    ●指令CAL DFB_Name后面带有一个参数列表，参数为数值（表达式、对象或者立即值）。在这种情况下，参数在列表中输入的顺序必须符合DFB输入参数的顺序，其中包括未赋值的输入，即参数为空。不能使用EN和ENO参数。    ●指令CAL DFB_Name后面不带有参数列表。在这种情况下，在这个指令之前必须通过一个寄存器对输入参数进行赋值。首先把数值载入，然后赋给输入参数。参数( LDIST)赋值的顺序无关紧要。但是，在执行CAL命令之前，必须对所有需要的输入参数进行赋值。不能使用EN和ENO参数。
    功能与下列指令表相同：

    在FBD（功能块图）语言中，用户功能块和梯形图语言中的表示方式相同，以图形的方式被调用。用户功能块的输入可以通过一个数值、立即值对象或者表达式进行连接和赋值。无论是哪种情况，外部元素的类型都必须与输入参数的类型一致。    DFB的一个输入只能分配一个对象（链接到具有同样变量的另外一个功能块）。但是，一个输出可以与多个对象相连接。DFB功能块必须至少有一个与之相连的布尔输入和输出，可以使用EN输入参数和ENO输出参数来实现。    对于ANY_ARRAY类型的输入、泛型数据类型的输出及DFB功能块的输入/输出，必须对其连接或者赋值操作。DFB的使用步骤如图3-82所示。
    图3-82    DFB的使用步骤    (5)诊断DFB    诊断DFB是用于应用程序诊断的工具，用于PLC程序中的过程控制。内置诊断可以直接在PLC层次追溯错误的起源。创建用户自己的诊断DFB(Quantum或Premium)。    Schneider预定义的诊断DFB列表如下：
    诊断DFB的原理如图3-83所示。    报警“登记”：    ●错误登记指令REGDFB()。当错误发生时，把带时间戳的记录，写入到诊断缓存区中：    ●同一个DFB可以登记多个记录（最多4个）；    ●只在Diagnostic DFB中使用。报警记录注销：    ●“注销记录指令”DEREG()，更新与错误有关的日期和时间缓冲区；    ●当所有观察器都得到确认信息时，消息从诊断缓冲区中被删除；    ●只在Diagnostic DFB内部使用。

    图3-83    诊断DFB的原理    过程是带有多个输出的功能，没有内部状态。过程与基本功能的唯一区别是：过程可以有多个输出，且支持VAR_IN_OUT数据类型的变量。过程不返回值，是对IEC 61131-3标准的补充，且必须专门启用。