在PLC的扫描特性下，FOR循环里面套IF或者定时器会发生什么？

1. 为什么会提出这个题目

  • 在PLC指令的执行过程中，FOR循环会在每个扫描周期执行完一个循环，然后程序才会接着往下扫描
  • 在PLC指令的执行过程中，IF判断会在每次扫描中判断一次条件，满足则进入执行体，不满足则跳出IF
  • 把IF放在FOR循环里面，会导致循环体执行时间过长，或者其他问题吗？（答案是不会）毕竟每个循环周期for循环的变量都要从起始值到最大值循环一遍。
  • 在FOR循环里面嵌入定时器，会导致PLC扫描时间超看门狗时间吗？（答案是不会）
  • 如果把FOR循环换成REPEAT..UNTIL，程序会容易超过看门狗时间吗？（答案是会，repeat会一直循环执行体中内容，直到满足break条件；换句话说，FOR和REPEAT的工作原理不一样）

2. 从应用讲起

  • 做一个跑马灯，让PLC DQ输出从小到大依次点亮，再达到最大时再依次减少；设计思路用FOR循环去做DQ点灯的遍历，同时依靠IF去判断当前实际应该点亮的灯是哪个，IF里面再放入定时器来做点亮时间控制。
    • 虽然每一遍FOR循环都会把循环数完全跑一遍，但是仅仅只有当满足IF条件的时候才能真正进得去循环体；相当于每个扫描周期内IF被判断了FOR的循环次数那么多次。
    • 如果FOR循环的次数都结束了还没有进入IF执行体，PLC程序会卡死在这儿吗？答案是不会。FOR循环结束后程序会继续往下扫描，不会在意是否进入了IF的判断体
    • 在IF或者直接在FOR里面嵌套了长时间的定时器，会拉长FOR循环的循环时间吗？答案是不会。因为每经过一次扫描周期，PLC去检查一遍定时器时间到了没，不管定时器时间到了还是没到，程序都依旧按照设定扫描顺序依次扫描。
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      //循环开始
      //variant "QB0_QB1" means %QW0,as a word.
      IF "QB0_QB1" = 0 AND NOT #subflag_bool THEN
          #addflag_bool := TRUE;
      END_IF;

      IF #addflag_bool THEN
          #BOOL_ARRAY[0] := true;
          #TIME_add_ARRAY[0](IN := #BOOL_ARRAY[0],
                             PT := T#2S);
          
          FOR #FOR_I := 0 TO 8 DO
              IF #TIME_add_ARRAY[#FOR_I].Q THEN
                  #BOOL_ARRAY[#FOR_I + 1] := TRUE;
                  #TIME_add_ARRAY[#FOR_I + 1](IN := #BOOL_ARRAY[#FOR_I + 1],
                                              PT := T#2S);
              END_IF;
          END_FOR;
          
      END_IF;

      //正循环结束
      IF #TIME_add_ARRAY[9].Q THEN
          
          #TIME_sub_ARRAY[9](IN := #BOOL_ARRAY[9],
                             PT := t#2s);
          IF #TIME_sub_ARRAY[9].Q THEN
              #addflag_bool := FALSE;
              #subflag_bool := true;
          END_IF;
          
      END_IF;

      //负循环开始
      IF #subflag_bool THEN
          FOR #FOR_J := 9 TO 1 BY -1 DO
              IF #TIME_sub_ARRAY[#FOR_J].Q THEN
                  #BOOL_ARRAY[#FOR_J] := false;
                  #TIME_sub_ARRAY[#FOR_J - 1](IN := #BOOL_ARRAY[#FOR_J - 1],
                                              PT := T#2S);
              END_IF;
          END_FOR;
      END_IF;

      //全周期结束
      IF #TIME_sub_ARRAY[0].Q OR "Switch" THEN
          #subflag_bool := false;
          #addflag_bool := FALSE;
          FOR #FOR_K := 0 TO 9 DO
              RESET_TIMER(#TIME_add_ARRAY[#FOR_K]);
              RESET_TIMER(#TIME_sub_ARRAY[#FOR_K]);
              #BOOL_ARRAY[#FOR_K] := FALSE;
          END_FOR;
      END_IF;

      //赋值
      "Q0.0" := #BOOL_ARRAY[0];
      "Q0.1" := #BOOL_ARRAY[1];
      "Q0.2" := #BOOL_ARRAY[2];
      "Q0.3" := #BOOL_ARRAY[3];
      "Q0.4" := #BOOL_ARRAY[4];
      "Q0.5" := #BOOL_ARRAY[5];
      "Q0.6" := #BOOL_ARRAY[6];
      "Q0.7" := #BOOL_ARRAY[7];
      "Q1.0" := #BOOL_ARRAY[8];
      "Q1.1" := #BOOL_ARRAY[9];

3. 这种嵌套模式的应用设想

  • 在做MODBUS轮询的时候，有些时候我们需要调用很多次功能块，那么能不能利用上述方法，然调用块只被写一次，从而提高效率呢？
    • 下例中，主要注意点都写在注释中了
    • 下例中，ModbusMaster块没有以ARRAY..OF iDB的方式去做多个iDB是因为轮询的方式其实在同一时刻只会调用一次MobusMaster,不必浪费内存去重复做存储区。共用存储区也是可以的。（当然做成iDB数组动态调用也是可以的）
    • 下例中，代码没有被调试过，只是用来做一种ModBus轮询思路的探讨
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      //1.通讯数量的问题
      //来自于西门子官方文档：
      //Modbus 寻址支持最多 247 个从站（从站编号 1 到 247）。每个 Modbus 网段最多可以有 32 个设备，具体取决于 RS485 接口的负载和驱动能力。当达到 32 个设备的限制时，必须使用中继器来扩展到下一个网段。需要七个中继器才能将 247 个从站连接到同一个主站的 RS485 接口。
      //Siemens 中继器仅支持 PROFIBUS；其功能为监视 PROFIBUS 令牌传递。Siemens 中继器不支持其它协议。因此，需要第三方 Modbus 中继器。
      //Modbus 超时默认较长；使用多个中继器不会产生延时问题。Modbus 主站不关心从站是否响应慢或者多个中继器是否延迟了响应。
      //2.思路：若要想要只调用一次Modbus_master指令。我想到的方法是用smart200的子程序编程思路去实现（摒弃背景DB的方法来实现只把逻辑写一遍）。
      //程序如下：
      //********************************************************START****************************************************//

      //用for执行程序，做轮询！切记同一时间只能访问一个从站，其他从站需要排队！
      FOR #SlaveNumber := 0 TO 40 DO
          //主执行逻辑
          //req逻辑依据实际情况在外部写逻辑
          IF "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].req AND NOT "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].done THEN
              //调用一次初始化块，MB_DB接口用array间接寻址
              #Modbus_Comm_Load_Instance(REQ := "FirstScan",
                                         "PORT" := 261,
                                         BAUD := 9600,
                                         PARITY := 0,
                                         MB_DB := #MB_MASTER[#SlaveNumber].MB_DB);
              
              //调用一次Master块，背景DB用ARRAY序列化，接口参数用UDT封装后用globleDB序列化
              #commMB_MASTER(REQ := "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].req,
                            MB_ADDR := "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].mb_addr,
                            MODE := "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].mode,
                            DATA_ADDR := "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].data_addr,
                            DATA_LEN := "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].data_len,
                            DONE => "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].done,
                            BUSY => "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].busy,
                            ERROR => "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].error,
                            STATUS => "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].statrus,
                            DATA_PTR := "ModbusRTUDB".modbusMasterArray[#SlaveNumber].data_ptr);
          END_IF;
      END_FOR;

      //********************************************************END****************************************************//
      //3.总结:毕竟PLC是结构化编程而不是面向对象编程，所以要想做到继承父类就能直接调用所有父类方法的思想不容易，
      //其实西门子官方也不建议向上面这么玩，因为数据安全和数据稳定问题。为每个对象均分配一个专有的背景DB才是西门子的思想所在。
      //这种玩法参考了没有背景DB思想的SMART200程序，SMART200里面子程序是common的，所有重复调用必须满足异步调用，这很重要，否则数据要出错。
      //4.缺点：这个方法属于轮询方法，同一时间只会有一个从站设备在通信！数据传输可能会出现排队现象，必须处理好req逻辑！
      //串行传输，传输效率极其低下。
PLC related > 1200/1500PLC
#PLC part #industrial control
在PLC的扫描特性下，FOR循环里面套IF或者定时器会发生什么？
http://example.com/2024/07/21/在PLC的扫描特性下，FOR循环里面套IF或者定时器会发生什么？/
作者
xiao cuncun
发布于
2024年7月21日
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