欢迎浏览厦门控匠自动化科技有限公司
行业资讯
SIEMIENS S7-1200/1500 控制器 TIA Portal 编程指南
时间: 2025-11-24浏览次数：
SIEMIENS S7-1200/1500 控制器 TIA Portal 编程指南
SIEMIENS S7-1200/1500 控制器 TIA Portal 编程指南
概述
西门子S7-1200/1500 控制器 TIA Portal 编程指南（V1.6 版），核心围绕优化编程展开，涵盖 S7-1200/1500 的核心创新（如优化块、新数据类型 VARIANT、直接机器码编译）、通用编程规范（块结构、符号寻址、内存管理）、硬件无关编程方法、STEP 7 Safety 安全编程要点，以及可视化自动生成方案，明确推荐使用优化块替代非优化块、符号寻址替代绝对寻址、全局数据块替代位存储器，同时提供大量性能优化技巧（如避免深层调用层级、合理使用循环指令），旨在帮助用户实现标准化、高效且可复用的自动化程序开发。
S7-1200/1500 核心创新
1. 编程语言与编译优化
语言支持差异：
编程语言 S7-1200 S7-1500
梯形图（LAD） ✅ ✅
功能块图（FBD） ✅ ✅
结构化控制语言（SCL） ✅ ✅
语句表（STL） ❌ ✅
顺序功能图（Graph） ❌ ✅
编译方式：S7-1200/1500 所有语言直接生成机器码，无 S7-300/400 的 “LAD/FBD→STL→机器码” 中间步骤，所有语言性能一致。
2. 优化块技术（核心创新）
优化块 vs 非优化块：
特性 优化块（推荐） 非优化块（仅兼容）
数据存储 自动按数据类型排序，无间隙 按声明顺序存储，可能有间隙
寻址方式 仅符号寻址 符号 / 绝对寻址均可
保持性设置 单个标签可设保持 整块保持或不保持
下载特性 支持无初始化下载（RUN 模式更新） 不支持
访问速度 快（处理器优化存储） 慢
设置方法：新建块默认启用 “优化块访问”，可在 “程序块” 列表中批量修改；实例 DB 的优化属性继承自关联 FB。
3. 新数据类型
核心新类型：
数据类型 适用控制器 用途 关键特性
VARIANT S7-1500；S7-1200（FW4.1+） 动态指针 带类型检测，替代 ANY 指针，支持符号访问
Date_Time_Long（DTL） 两者均支持 时间戳存储 含年 / 月 / 日 / 纳秒，可符号访问子字段（如 DTL.Hour）
LReal 两者均支持 高精度浮点数 64 位，精度 15 位小数，适合精密计算
LTime 仅 S7-1500 长时长存储 范围 ±106751 天，支持纳秒级精度
WSTRING 仅 S7-1500 Unicode 字符串 支持多语言（如中文、拉丁文），最大 16382 字符
4. 关键指令升级
MOVE 系列指令：
指令 用途 优势
MOVE 单个值复制 支持结构 / 数组完整复制
MOVE_BLK 数组部分复制 指定起始索引和数量，高效处理数组
MOVE_BLK_VARIANT 动态类型复制 runtime 检测数据类型，支持 PLC 数据类型 / 数组
Serialize/Deserialize 结构与字节数组转换 用于通信帧打包 / 解包，支持 VARIANT 输入
其他指令：
TypeOf()：检测 VARIANT 指向标签的数据类型（仅 SCL）；
RUNTIME：测量程序 / 块运行时间，支持性能优化；
多赋值（V14+）：如#a := #b := #c := 0;，简化初始化。
通用编程规范
1. 程序块结构
核心块类型：
块类型 功能 关键特性
组织块（OB） 操作系统调用，管理程序执行 含循环 OB（OB1）、中断 OB（OB40 硬件中断）等；S7-1200 最多 100 个循环 / 启动 OB，S7-1500 支持时钟中断 OB
函数（FC） 无状态块，无独立存储 临时标签仅当前调用有效，需通过参数传递数据；支持返回值直接参与 SCL 公式
功能块（FB） 有状态块，需实例 DB 静态标签保持值；实例 DB 结构由 FB 定义，不可单独修改
数据块（DB） 存储数据 全局 DB 供所有块访问；实例 DB 仅关联 FB 使用
块复用技巧：
多实例：FB 调用的其他 FB 将数据存储在自身实例 DB 中，减少实例 DB 数量；
类型化块：将 FB/FC/PLC 数据类型存入全局库，支持跨项目复用和批量更新。
2. 内存管理
内存类型与访问速度（从快到慢）：
优化块的临时标签、FC/FB 参数、非保持静态标签；
优化块的保持标签、优化全局 DB；
非优化块；
runtime 计算索引的数组访问（如#Array[#i]）；
间接内存访问（如指针操作）；
优化与非优化块间的数据复制。
关键推荐：
用全局 DB 替代位存储器（M 区）：M 区大小因控制器而异，全局 DB 更灵活且支持优化存储；
频繁访问的 I/O 标签用临时标签缓存，减少 I/O 访问次数；
保持性设置：仅必要标签设为保持（如工艺参数），减少断电数据保存开销。
3. 寻址方式
符号寻址（强制推荐）：
优势：标签名具描述性（如#Motor1_Run），地址变更时自动更新，减少错误；
操作：直接在指令输入框输入符号名，右键 “定义标签” 即可快速创建。
间接访问方案：
数组间接访问：用#Array[#Index]替代指针，如#Temp := #MotorSpeed[#i];；
切片访问：直接访问 Byte/Word/DWord 的位 / 字节，如#WordVar.%X0（位）、#DWordVar.%W1（字）。
4. 性能优化技巧
禁用块的 “ENO 评估”（LAD/FBD），减少 runtime 检测；
避免深层调用层级（≤8 层），否则 TIA Portal 编译报警，且增加保护代码开销；
FOR 循环：不操纵循环计数器（编译器已优化次数），用EXIT中断循环；
减少不必要 IF 指令：如#Motor := #On1 AND #On2;替代IF #On1 AND #On2 THEN #Motor:=TRUE; ELSE #Motor:=FALSE; END_IF;。
硬件无关编程
1. 数据类型兼容
仅使用EN 61131-3 标准数据类型（如 INT/DINT/REAL/BOOL），避免 S7-300/400 特有类型（如 S5TIME）；
S7-1200/1500 的定时器 / 计数器用IEC 标准块（如 TON/CTU），通过多实例集成，避免绝对地址（如 T37）。
2. 时钟信号替代
不用硬件时钟内存（如 M0.5），改用编程时钟生成块：
示例：SCL 编写 FB，通过#Frequency参数设置频率，#Q输出脉冲，#Countdown输出剩余时间；
优势：时钟频率可灵活调整，不依赖硬件配置。
STEP 7 Safety 安全编程
1. 核心组件
F 运行组：安全程序的执行单元，含 1 个故障安全 OB 和 1 个主安全块，最多创建 2 个；
F 签名：每个 F 组件（F-I/O、F 块）的唯一标识，用于检测配置 / 编程变更；
安全管理编辑器：管理 F 运行组、F 签名、访问权限，设置安全程序密码。
2. 关键规范
数据交换：标准程序与安全程序仅通过2 个标准 DB交互，避免直接访问安全 DB；
性能优化：
避免使用 TP/TON/TOF 指令（增加保护代码）；
禁用 JMP/Label 结构（导致额外系统保护块）；
循环调用层级≤8 层；
测试限制：安全程序仅在安全模式禁用时可强制测试，每次最多强制 5 个 F-I/O。
可视化自动生成（SiVArc）
1. 基础要求
工具：TIA Portal V14+ + SiVArc 选项包；
前提：程序模块化（如电机控制 FB、输送带 FB），可视化库包含标准画面模板。
2. 控制方式
网络注释：在 FB 调用网络添加标记（如 “SiVArc: Generate=True”），SiVArc 规则通过Contains(Block.NetworkComment, "Generate=True")触发生成；
SiVArc 变量：在块的 “插件” 标签定义变量（如Location="Bottling_West"），规则通过变量值筛选生成范围。
