摘要：本文詳細介紹了基于西門子S7-300/400PLC中的FIFO功能，并利用西門子S7系列PLC編程軟件SimaticSTEP7開發實現多字節的FIFO功能。

Abstract：ThispaperintroducesFIFOfunctionbasedSiemensS7-300/400PLC，andachievesseveralbyteFIFOfunctionbymakinguseofSiemensPLCProgrammingsoftwareSimaticSTEP7development.

關鍵詞:西門子S7-300/400PLC；FIFO；SimaticSTEP7

Keywords：SiemensS7-300/400PLC；FIFO；SimaticSTEP7

主要內容：

1、前言，提出為什么要介紹SiemensPLC中的FIFO功能

2、首先介紹Siemens公司提供的專用功能塊，FC84與FC85，并分別舉例

3、說明在設備間數據通訊，多余1個字節的數據需要同時進行FIFOBuffer，然后在下一工序中彈出來。介紹多字節FIFO功能的實現

4、SiemensPLC編程開發軟件SimaticSTEP7的介紹，編程開發同時20字節FIFO的程序，相關數據塊結構的說明，在程序中的調用FIFO功能塊。此外可以通過SimaticSimulation進行模擬確認。

5、總結。

一、前言

FIFO功能即FirstInputFirstOutput先進先出，在很多情況下要用到此功能。以前此技術主要在計算機高級語言開發和數據結構設計中應用，但隨著PLC技術的日益突飛猛進，需要通過PLC進行數據傳送、緩存存儲的事件越來越多，尤其是在數據緩存過程中，對FIFO功能使用場合越來越多。西門子S7-300/400PLC是德國西門子公司的中型、大型PLC，也是當今世界上工控行業的主流產品。在SiemensS7系列PLC開發軟件SimaticSTEP7工具中，Siemens公司提供了兩個專用功能FC84ATT和FC85FIFO，通過這兩個FC功能完成對FIFO功能數據的寫入和導出，但是每次只能允許一字，也就兩字節長的數據。為了實現每次多字節的FIFO功能，需要用戶自己開發相應的功能塊FB來實現，在本文中就介紹了實現每次20字節FIFO功能FB200功能塊的代碼，以及實際應用舉例。

二、SiemensFC84ATT和FC85FIFO功能的介紹

1、FC84ATT

1.1、FC84ATT功能和構成介紹

FC84ATT是實現增加數據到FIFO功能的數據存儲區中，通過每次執行此指令實現把一字的數據增加到FIFO功能數據存儲區中，FIFO功能存儲區中以字為單位，具體組成如下：

l存儲區表中第一字為FIFO存儲區允許的最大數據存儲個數，即最多可以存儲多少個字的數據。

l存儲區表中第二字為FIFO存儲區當前已經存儲數據的個數，即已經存儲了多少個字的數據。

l存儲區表中從第三字開始為FIFO存儲區實際存儲的數據。

1.2、FC84ATT功能參數說明

通過SimaticSTEP7進行程序開發時，調用FC84ATT功能，出現如下圖：

從圖2－1中可以看到，FC84ATT共有四個參數，分別為EN、DATA、TABLE和ENO，在四門子資料中對其描述如下表2-1：

參數	聲明	數據類型	內存區域	功能描述
EN	輸入	布爾	I、Q、M、D、L	使能激活信號
ENO	輸出	布爾	I、Q、M、D、L	使能輸出
DATA	輸入	Word	I、Q、M、D、L、P靜態存儲區域	要增加到FIFO的數據
TABLE	輸入	指針	I、Q、M、D、	FIFO區域指針

1.3、舉例說明

如果信號M100.0的狀態為1（即被激活），FC84ATT功能被執行。在下面的例子中，增加的數據寫到FIFO表中的第五行，FIFO的容量也就是FIFO表中第二行由4變為5。如果FC84ATT被執行而且沒有錯誤發生，那么使能輸出ENO置為1，具體如下：

2、FC85FIFO

2.1、FC85FIFO功能和構成介紹

FC85FIFO是完成把FIFO表中的數據按照先進先出原則，依次讀出，以供使用，與FC84ATT配合使用，完成FIFO的寫進與讀出功能。通過每次執行此指令實現把一個字的數據從FIFO功能數據存儲區中讀出，FIFO功能存儲區中以字為單位，具體組成如下：

l存儲區表中第一字為FIFO存儲區允許的最大數據存儲個數，即最多可以存儲多少個字的數據。

l存儲區表中第二字為FIFO存儲區當前已經存儲數據的個數，即已經存儲了多少個字的數據。

l存儲區表中從第三字開始為FIFO存儲區實際存儲的數據，也是FIFO指針所指向的數據。

2.2、FC85FIFO功能參數說明

通過SimaticSTEP7進行程序開發時，調用FC85FIFO功能，出現如下圖：

圖2-2

從圖2－1中可以看到，FC85FIFO共有四個參數，分別為EN、ENO、TABLE和RET_VAL，在西門子資料中對其描述如下表2-2：

參數	聲明	數據類型	內存區域	功能描述
EN	輸入	布爾	I、Q、M、D、L	使能激活信號
ENO	輸出	布爾	I、Q、M、D、L	使能輸出
TABLE	輸入	指針	I、Q、M、D、	FIFO區域指針
RET_VAL	輸出	字	I、Q、M、D、L、P	讀出的數據

2.3、舉例說明

如果信號M100.0的狀態為1（即被激活），FC85FIFO功能被執行。在下面的例子中，從FIFO存儲區域中讀出的數據寫到RET_VAL指定的地址中，FIFO的容量也就是FIFO表中第二行由5變為4。同時整個FIFO中存儲的數據依次向上移動一行。如果FC85FIFO被執行而且沒有錯誤發生，那么使能輸出ENO被置為1。

三、多字節FIFO功能的實現

1、從前面FC84ATT和FC85FIFO的說明中可以看出，雖然Siemens提供了針對S7

系列PLC的FIFO功能模塊，但是其只能每次寫入或讀出一個字節的數據，而實際上在很多情況下，每次均是一組數據需要運用FIFO功能來暫時存儲起來，那么在這種情形下就不能采用Siemens提供的標準功能FC84和FC85了，需要自己開發一可以實現多字節讀出寫入功能的FIFO指令。

2、SiemensSimaticSTEP7介紹

SiemensSimaticS7300/400系列PLC是Siemens公司主推的中、大型產品，也是當今世界上的主流產品。針對這兩個系列PLC開發軟件工件為SimaticSTEP7，此軟件有多個版本，目前已經發展到V5.4，采用次軟件可以實現開發、監控等功能。

3、多字節FIFO的實現

打開SimaticSTEP7軟件，新建一FB塊，如FB200DB200，然后進入FB100

進行編程，本文中以20字節為例，介紹如何開發實現FIFO功能具體見如下畫面：

圖3-1

源代碼如下：

FUNCTION_BLOCKFB100

TITLE=

//此功能塊用了完成20字節的FIFO功能

AUTHOR:Hylotus

VERSION:0.1

KNOW_HOW_PROTECT

VAR_INPUT

SOURCE_DB:BLOCK_DB;

INPUT:BOOL;

OUTPUT:BOOL;

SIZE:INT;

END_VAR

VAR_OUTPUT

DONE_IN:BOOL;

DONE_OUT:BOOL;

ERROR:BOOL;

FULL:BOOL;

EMPTY:BOOL;

END_VAR

VAR_IN_OUT

LOCATION:INT;

END_VAR

VAR

IN_START:BOOL;

IN_ACTIVE:BOOL;

OUT_START:BOOL;

OUT_ACTIVE:BOOL;

COUNT:INT;

RET_VAL1:INT;

END_VAR

BEGIN

NETWORK

TITLE=

A#INPUT;

AN#IN_ACTIVE;

=#IN_START;

A#INPUT;

=#IN_ACTIVE;

A#OUTPUT;

AN#OUT_ACTIVE;

=#OUT_START;

A#OUTPUT;

=#OUT_ACTIVE;

AN#INPUT;

AN#OUTPUT;

JCEND1;

NETWORK

TITLE=OUTPUTFIFO

//20字節的數據從FIFO存儲區域中讀出

AN#OUTPUT;

O#DONE_OUT;

JCIN_1;

AN#OUT_START;

JCOP_1;

OPN#SOURCE_DB;

LDW#16#0;

TDBD40;

TDBD44;

TDBD48;

TDBD52;

TDBD56;

TDBD60;

TDBD64;

TDBD68;

TDBD72;

TDBD76;

L#LOCATION;

L0;

<=I;

S#EMPTY;

JCEROR;

OPN#SOURCE_DB;

CALL"BLKMOV"(

SRCBLK:=P#DBX80.0BYTE40,

RET_VAL:=#RET_VAL1,

DSTBLK:=P#DBX40.0BYTE40);

L#RET_VAL1;

L0;

<>I;

JCEROR;

L0;

T#COUNT;

OP_1:L#LOCATION;

L0;

<=I;

JCEROR;

L#LOCATION;

L#COUNT;

<=I;

JCOP_3;

L#COUNT;

L2;

+I;

ITD;

LP#40.0;

*D;

LAR1;

OPN#SOURCE_DB;

LDBD[AR1,P#40.0];

TDBD[AR1,P#0.0];

LDBD[AR1,P#44.0];

TDBD[AR1,P#4.0];

LDBD[AR1,P#48.0];

TDBD[AR1,P#8.0];

LDBD[AR1,P#52.0];

TDBD[AR1,P#12.0];

LDBD[AR1,P#56.0];

TDBD[AR1,P#16.0];

LDBD[AR1,P#60.0];

TDBD[AR1,P#20.0];

LDBD[AR1,P#64.0];

TDBD[AR1,P#24.0];

LDBD[AR1,P#68.0];

TDBD[AR1,P#28.0];

LDBD[AR1,P#72.0];

TDBD[AR1,P#32.0];

LDBD[AR1,P#76.0];

TDBD[AR1,P#36.0];

L#COUNT;

L1;

+I;

T#COUNT;

L#SIZE;

L-1;

+I;

L#COUNT;

<=I;

JCOP_2;

JUEND2;

OP_2:LW#16#0;

TDBD[AR1,P#40.0];

TDBD[AR1,P#44.0];

TDBD[AR1,P#48.0];

TDBD[AR1,P#52.0];

TDBD[AR1,P#56.0];

TDBD[AR1,P#60.0];

TDBD[AR1,P#64.0];

TDBD[AR1,P#68.0];

TDBD[AR1,P#72.0];

TDBD[AR1,P#76.0];

OP_3:SET;

S#DONE_OUT;

L#LOCATION;

L-1;

+I;

T#LOCATION;

JUEND2;

NETWORK

TITLE=INPUTFIFO

//20字節的數據寫入FIFO存儲區表中

IN_1:AN#IN_START;

JCEND2;

L#LOCATION;

L#SIZE;

>=I;

S#FULL;

JCEROR;

L#LOCATION;

L2;

+I;

ITD;

LP#40.0;

*D;

LAR1;

OPN#SOURCE_DB;

LDBD0;

TDBD[AR1,P#0.0];

LDBD4;

TDBD[AR1,P#4.0];

LDBD8;

TDBD[AR1,P#8.0];

LDBD12;

TDBD[AR1,P#12.0];

LDBD16;

TDBD[AR1,P#16.0];

LDBD20;

TDBD[AR1,P#20.0];

LDBD24;

TDBD[AR1,P#24.0];

LDBD28;

TDBD[AR1,P#28.0];

LDBD32;

TDBD[AR1,P#32.0];

LDBD36;

TDBD[AR1,P#36.0];

L#LOCATION;

L1;

+I;

T#LOCATION;

SET;

S#DONE_IN;

JUEND2;

NETWORK

TITLE=

EROR:SET;

=#ERROR;

JUEND2;

END1:CLR;

=#DONE_IN;

=#DONE_OUT;

=#ERROR;

=#EMPTY;

=#FULL;

END2:NOP0;

END_FUNCTION_BLOCK

4、在程序中的調用

上面已經完成了FB100FIFO功能塊的編程開發，下面就是直接調用，設置

相關參數就可以使用此功能了，舉例如下：

新建FIFO數據源數據庫DB200，結構為

Address	Name	Type	Initial value	Comment
0.0		STRUCT
+0.0	IN_Buffer	STRUCT
+0.0	Status_Word	INT	0
+2.0	Data1	INT	0
+4.0	Data2	INT	0
+6.0	Data3	INT	0
+8.0	Data4	INT	0
+10.0	Data5	INT	0
+12.0	Data6	INT	0
+14.0	Data7	INT	0
+16.0	Data8	INT	0
+18.0	Data9	INT	0
=20.0		END_STRUCT	0
+0.0	Status_Word	INT
+2.0	Data1	INT
+4.0	Data2	INT
+6.0	Data3	INT
+8.0	Data4	INT
+10.0	Data5	INT
+12.0	Data6	INT
+14.0	Data7	INT
+16.0	Data8	INT
+18.0	Data9	INT
=20.0		END_STRUCT
+40	Data	Array[0..20]
*0.0		STRUCT
+0.0	Status_Word	INT	0
+2.0	Data1	INT	0
+4.0	Data2	INT	0
+6.0	Data3	INT	0
+8.0	Data4	INT	0
+10.0	Data5	INT	0
+12.0	Data6	INT	0
+14.0	Data7	INT	0
+16.0	Data8	INT	0
+18.0	Data9	INT	0
=20.0		END_STRUCT	0
=440		END_STRUCT

5、以上FIFO程序調用功能塊和程序，均是可以通過Siemens公司提供的模擬運行軟件SiamticSimulation進行模擬PLC確認，可以正常運行沒有問題。

四、總結

通過自己開發彌補西門子廠家提供的專用功能模塊的不足，能更大限度的發揮西門子公司產品的軟件開發優勢。