发表于：2022/6/26 22:16:42
#0楼
0625 【万泉河】PLC程序块FB和FC如何选？
即， 当做PLC程序的时候，完成同样一个任务，有可能有2种技术路线，而且有可能FB和FC都可以实现，然而很多新手就会疑惑，我开始起步的时候到底应该选择哪一个， 选择的依据是什么？
这个问题通常非常简单，很多有一定经验的PLC工程师甚至认为不能算作一个正式的问题，不需要回答，咋选， 我觉得该用FB的时候自然用FB， 觉得该用FC的时候自然用FC咯！
而其实这个问题又非常复杂。倒不是因为原理复杂，而是针对不同的提问者，不同的应用领域，都可以有不同的回答。
比如如果针对标准化学习营的学员， 提出这样的问题， 回答会是，在做类库的时候用FB， 而在做耦合调用的时候用FC。然而也不限定， 也仍然可以互换。
所以是个复杂的，多答案的问题。
本文对此问题做些探讨。
首先， FC的名称为功能，或者叫做函数。 然而在程序中有两种完全不同的应用。分别是实现数学计算功能的函数，以及实现程序框架划分的调用。其中前者，往往有输入输出参数， 而后者则没有参数，只是用于被OB简单罗列式的调用。
在以前，S5时代的时候， PLC内部块有FB, FC和PB等。 其中PB则代表了上述的后者。 到了S7以及TIA PORTAL以后， SIEMENS取消了PB的定义，统一用FC来实现了。 因而为本问题带来了一定程度的混乱干扰。
而在西门子之外的其它品牌的系统平台中， 往往还会有一个用于在OB1循环调用之下的POU程序块，其实相当于了PB。
所以当下的这个问题，当提问者提出FB/FC不知如何选的时候，就已经同时提出了2个问题，即，
在做函数功能时选择FB还是FC？
在程序框架调用时选择FB还是POU功能的FC？
这两个问题需要分别单独回答。
对于前一个问题
涉及的是FB和FC的功能区别，即FB带有静态变量，而FC不带。 而比较最终实现的功能，FC实现的是任何时刻，只要输入管脚相同， 则输出管脚得到的数值一定是相等的。而FB则不然。 在输入管脚值相同的情况下，有可能因为静态变量存储区的存储计算值不同，而输出值不同。最典型的是PID应用。
那么问题的答案便是，如果当下的控制任务，有需求在相同的输入参数得到不同的输出值的话， 那就用FB。 反之则用FC。
这个时候如果强用FC， 是否能够实现同样的功能？也可以。然而需要显性地增加INOUT管脚，人为地部署存储区域。 这其实要增加调用时的复杂程度， 是以牺牲程序的简洁为代价的。 而在增加了INOUT管脚之后， 不同工况下的INOUT管脚数值不同，上述规律总结仍然正确。
对于后一个问题
通常都是选择使用FC实现。 FC（POU）中的内容就是实现对FB的调用和实例化。 每一次调用，都要生成一个IDB。 如果是梯形图调用，数量少的情况下， 这不存在什么问题。 PORTAL中每次调用时，输入IDB的符号名称，然后系统自动分配DB数字号，即可。
然而，如果调用数量多， 产生IDB多的情况下，再简单重复用梯形图调用，效率就很低，就会希望用SCL来实现。 然而，需要提前生成所有的IDB。 然后SCL程序中调用才可以。
PORTAL的程序块列表中的工位1-5这些，看起来是在一个列表表格中，然而却并不支持与EXCEL的简单对拷，所以并不能用批量复制的方式建立。
我曾经研究了使用生成源文件的方法，通过在EXCEL中批量生成所有IDB的源文件，然后在PORTAL程序中通过对源文件编译，实现了批量生成IDB。 这一技巧，在专著《PLC标准化编程原理与方法》P170页中有过讲解。
这个方法比较笨拙，是实在没有更好的办法的情况下比较尴尬的实现路径。
技术总在进步中， 烟台方法作为一种开放性的程序架构思想，也一直在持续发现与吸收更好的技术路线和方法。
近期，在针对官方LBP例程的直播讲座中，从其应用中领会到了更容易的方法。即用FB而不是FC， 调用库函数FB的时候IDB不再使用全局DB，而是使用多重背景。
把实例建立在FB的变量区有2个好处，其一是将来只需要为这个大FB建立一个IDB即可， 省掉了数量庞大的IDB。 其二便是变量区格式和EXCEL格式是兼容的，可以互相复制。 即即便在位号名称没有连续规律性的情况下， 也可以直接从EXCEL中复制而来。
这一点，我在制作80工位双联开关控制公用指示灯的系列例程中就充分利用了。 所有平台， 除非其不支持FB嵌套调用，都尽量使用FB做框架FC/POU，而不再是简单使用FC了。 这个系列的例程看起来非常简单，实现的功能简单，过程方法也很简单，很多人简单看一眼并没有发现有什么新奇之处，其实我自己还是有很多细节的收获在其中的。每一个平台的例子过程中都有新发现。要和我一样的心得，只简单浏览答案是远远不够的，只有自己动手实践了，收获才是自己的。另外我还布置了一些作业，未来也会在这个例子基础上产生更多的想法，会布置更多的更有意思的作业需求。
所以从中可以对标准化烟台方法了解到更多细节。
而对于没有做到标准化架构应用的普通的应用，我给同行们的建议也是，尽量使用FB来做程序，哪怕它并不是库，哪怕它最终只会调用一次，只生成一个IDB。
好处是，在这一个特定的程序块范围内， 需要的辅助变量，以前可能会用M或者全局DB的变量， 那么现在可以使用STATIC静态变量，IEC定时器TON也可以直接建立在其中，从一个最简单意义上实现了不使用M和T。
系统中有多个程序模块， 对应的就是多个FB， 互相之间建立的变量表互不干扰，相当于各自维护一个完整的变量空间。
我在十多年前，烟台方法还未诞生之前， 辅导一个同事做项目的时候， 当时是一个设备改造项目， S7-300PLC新增加了独立的功能模块，与原来的功能全部没有关系。 然而改造前的项目源程序打开之后， 对原来的工程师使用了多少M和T，还有多少资源段可以使用，就感觉很乱。 我就提议说，直接建一个FB好了。 你新加的所有功能就在一个FB1里面实现，增加的程序只有1个FB+IDB，系统的全局资源你一概不用，自然也不需要担心干扰到其系统原来的功能。
所以， 对于标准化学习营的学员，文中的建议可以参考。 而对于刚刚步入自动化行业，刚开始从事学习PLC的新手，建议则是， 在不懂区别， 不知如何取舍的情况下，都尽量选用FB即可。 可以享用FB带来的便捷。
而至于副作用， 或许会有人恐吓你说什么用FB多占用一个IDB，多耗费一些资源啥的，则完全不必理会。在资源的消耗方面，差别微乎其微。 而且，你作为一个新手，基本没可能用到这样极致的资源耗尽的地步。等将来你真有机会遇到的时候， 你早就全懂了，这个问题对你也早就不是什么问题了。
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即， 当做PLC程序的时候，完成同样一个任务，有可能有2种技术路线，而且有可能FB和FC都可以实现，然而很多新手就会疑惑，我开始起步的时候到底应该选择哪一个， 选择的依据是什么？
这个问题通常非常简单，很多有一定经验的PLC工程师甚至认为不能算作一个正式的问题，不需要回答，咋选， 我觉得该用FB的时候自然用FB， 觉得该用FC的时候自然用FC咯！
而其实这个问题又非常复杂。倒不是因为原理复杂，而是针对不同的提问者，不同的应用领域，都可以有不同的回答。
比如如果针对标准化学习营的学员， 提出这样的问题， 回答会是，在做类库的时候用FB， 而在做耦合调用的时候用FC。然而也不限定， 也仍然可以互换。
所以是个复杂的，多答案的问题。
本文对此问题做些探讨。
首先， FC的名称为功能，或者叫做函数。 然而在程序中有两种完全不同的应用。分别是实现数学计算功能的函数，以及实现程序框架划分的调用。其中前者，往往有输入输出参数， 而后者则没有参数，只是用于被OB简单罗列式的调用。
在以前，S5时代的时候， PLC内部块有FB, FC和PB等。 其中PB则代表了上述的后者。 到了S7以及TIA PORTAL以后， SIEMENS取消了PB的定义，统一用FC来实现了。 因而为本问题带来了一定程度的混乱干扰。
而在西门子之外的其它品牌的系统平台中， 往往还会有一个用于在OB1循环调用之下的POU程序块，其实相当于了PB。
所以当下的这个问题，当提问者提出FB/FC不知如何选的时候，就已经同时提出了2个问题，即，
在做函数功能时选择FB还是FC？
在程序框架调用时选择FB还是POU功能的FC？
这两个问题需要分别单独回答。
对于前一个问题
涉及的是FB和FC的功能区别，即FB带有静态变量，而FC不带。 而比较最终实现的功能，FC实现的是任何时刻，只要输入管脚相同， 则输出管脚得到的数值一定是相等的。而FB则不然。 在输入管脚值相同的情况下，有可能因为静态变量存储区的存储计算值不同，而输出值不同。最典型的是PID应用。
那么问题的答案便是，如果当下的控制任务，有需求在相同的输入参数得到不同的输出值的话， 那就用FB。 反之则用FC。
这个时候如果强用FC， 是否能够实现同样的功能？也可以。然而需要显性地增加INOUT管脚，人为地部署存储区域。 这其实要增加调用时的复杂程度， 是以牺牲程序的简洁为代价的。 而在增加了INOUT管脚之后， 不同工况下的INOUT管脚数值不同，上述规律总结仍然正确。
对于后一个问题
通常都是选择使用FC实现。 FC（POU）中的内容就是实现对FB的调用和实例化。 每一次调用，都要生成一个IDB。 如果是梯形图调用，数量少的情况下， 这不存在什么问题。 PORTAL中每次调用时，输入IDB的符号名称，然后系统自动分配DB数字号，即可。
然而，如果调用数量多， 产生IDB多的情况下，再简单重复用梯形图调用，效率就很低，就会希望用SCL来实现。 然而，需要提前生成所有的IDB。 然后SCL程序中调用才可以。
PORTAL的程序块列表中的工位1-5这些，看起来是在一个列表表格中，然而却并不支持与EXCEL的简单对拷，所以并不能用批量复制的方式建立。
我曾经研究了使用生成源文件的方法，通过在EXCEL中批量生成所有IDB的源文件，然后在PORTAL程序中通过对源文件编译，实现了批量生成IDB。 这一技巧，在专著《PLC标准化编程原理与方法》P170页中有过讲解。
这个方法比较笨拙，是实在没有更好的办法的情况下比较尴尬的实现路径。
技术总在进步中， 烟台方法作为一种开放性的程序架构思想，也一直在持续发现与吸收更好的技术路线和方法。
近期，在针对官方LBP例程的直播讲座中，从其应用中领会到了更容易的方法。即用FB而不是FC， 调用库函数FB的时候IDB不再使用全局DB，而是使用多重背景。
把实例建立在FB的变量区有2个好处，其一是将来只需要为这个大FB建立一个IDB即可， 省掉了数量庞大的IDB。 其二便是变量区格式和EXCEL格式是兼容的，可以互相复制。 即即便在位号名称没有连续规律性的情况下， 也可以直接从EXCEL中复制而来。
这一点，我在制作80工位双联开关控制公用指示灯的系列例程中就充分利用了。 所有平台， 除非其不支持FB嵌套调用，都尽量使用FB做框架FC/POU，而不再是简单使用FC了。 这个系列的例程看起来非常简单，实现的功能简单，过程方法也很简单，很多人简单看一眼并没有发现有什么新奇之处，其实我自己还是有很多细节的收获在其中的。每一个平台的例子过程中都有新发现。要和我一样的心得，只简单浏览答案是远远不够的，只有自己动手实践了，收获才是自己的。另外我还布置了一些作业，未来也会在这个例子基础上产生更多的想法，会布置更多的更有意思的作业需求。
所以从中可以对标准化烟台方法了解到更多细节。
而对于没有做到标准化架构应用的普通的应用，我给同行们的建议也是，尽量使用FB来做程序，哪怕它并不是库，哪怕它最终只会调用一次，只生成一个IDB。
好处是，在这一个特定的程序块范围内， 需要的辅助变量，以前可能会用M或者全局DB的变量， 那么现在可以使用STATIC静态变量，IEC定时器TON也可以直接建立在其中，从一个最简单意义上实现了不使用M和T。
系统中有多个程序模块， 对应的就是多个FB， 互相之间建立的变量表互不干扰，相当于各自维护一个完整的变量空间。
我在十多年前，烟台方法还未诞生之前， 辅导一个同事做项目的时候， 当时是一个设备改造项目， S7-300PLC新增加了独立的功能模块，与原来的功能全部没有关系。 然而改造前的项目源程序打开之后， 对原来的工程师使用了多少M和T，还有多少资源段可以使用，就感觉很乱。 我就提议说，直接建一个FB好了。 你新加的所有功能就在一个FB1里面实现，增加的程序只有1个FB+IDB，系统的全局资源你一概不用，自然也不需要担心干扰到其系统原来的功能。
所以， 对于标准化学习营的学员，文中的建议可以参考。 而对于刚刚步入自动化行业，刚开始从事学习PLC的新手，建议则是， 在不懂区别， 不知如何取舍的情况下，都尽量选用FB即可。 可以享用FB带来的便捷。
而至于副作用， 或许会有人恐吓你说什么用FB多占用一个IDB，多耗费一些资源啥的，则完全不必理会。在资源的消耗方面，差别微乎其微。 而且，你作为一个新手，基本没可能用到这样极致的资源耗尽的地步。等将来你真有机会遇到的时候， 你早就全懂了，这个问题对你也早就不是什么问题了。
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附件:0625 【万泉河】PLC程序块FB和FC如何选？.pdf
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