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PLC面向对象编程和梯形图编程，谁OUT了？

面向对象编程是计算机高级语言的一种先进的编程模式，在工业控制系统的PLC程

序中也可以采用这种设计思想，虽然我们无法实现面向对象的很多优秀特点如“继

承”，甚至于它根本就不具备面向对象编程语言的特点，但面向对象编程的基本概念

就是类和类的实例（即对象），我们只需要使用这种概念就可以了。在计算机编程中

我们需要把一些事物抽象和归纳，才能编写类，而在工业控制系统中，控制对象如：

电机，阀等等是很明显的控制类别，不需要抽象就可以很明显的针对它们编写类，以

下将会用到西门子的Step7编程语言和施奈德的Unity编程语言来讲解PLC的面向

对象编程。

一、实现方式

面向对象编程在Step7中使用功能块（即FB）编程，一谈到此大家就会想到西门子提

出的模块化编程，不错，就是这个模块化编程，但西门子提出的模块化、背景数据块、

多重背景等名词并不能让大家很明白的理解和使用这种优秀的设计理念。

如果大家从面向对象编程的角度去理解，则可以很好的理解这种设计模式。“FB块”被

看成“类”，它可以被看成是对相似的控制对象的代码归纳，如对MM440的变频器可

以编写FB块:MtrMM440,这在面向对象编程中称为“类”，当需要编程控制具体的电机

时，可以给它分配一个背景DB块，在面向对象编程中称为类的实现（即创建类的实

例：对象），当需要控制多个电机时，可以分配不同的背景DB到这个FB块，即创

建类的多个实例。Step7中有另外一种程序块，即FC块，以FC块为主的编程在西门

子中称为结构化编程，这也可以类比于计算机编程中的面向过程编程，即纯粹以函数

为主体的编程。

施奈德的Unity软件编程可以更好的理解面向对象编程。它的DFB定义中包含输入/

输出参数，私有/共有变量，以及代码实现，而这正是计算机的面向对象编程中“类”的

基本元素，而创建类的实例（对象）就像创建普通的“布尔”变量一样，只需在“Function

Blocks”中定义这种“类”的变量即可。

Step7和Unity都可以采用面向过程和面向对象编程方式，这两种编程方式的区别类似

于计算机高级语言中的C语言和C++语言编程的区别。

以下的讲解将会把Step7中的FB和Unity中的DFB称为“类”，Step7中的FB+背景

DB以及Unity中DFB的实例称为“对象”。

二、面向对象编程架构

以上讲解的是实现细节，而编程思想是建立在程序架构上的，不是某个局部使用了面

向对象方式，则可以称之为这种编程就是面向对象编程。这种编程需要从以下方面着

手：

1、电路设计的结构化。

这里主要以自动线为主介绍，对于单机机床可以是它的简化结构：

1、自动线层：这是最高层次，它拥有一个主PLC，对属于它下面的各区域控

制2、工程层：拥有独立的配送电系统，但没有PLC，只有分布式模块，由自

动线控制。顾名思义，它有着较大的独立性，可以作为一个单独的工程项目设

计和制造，当自动线比较小时，可以省略该层次。

3、功能组层：根据工艺划分，将实现某一个工艺功能的区段设备划分为一

个功能组，它隶属于工程层，当工程层被省略时，隶属于自动线层。面向对象

编程并不一定要求使用以上的结构，但好的电气结构更利于面向对象编程。

2、任何控制对象逻辑都在“类”中实现。

为了做到这点，必须分析与控制对象相关的信息，譬如，对于一个电机，有以下相关

的信息需要考虑：

输入信息：

1、电路保护信息，如电机的空气开关，热继电器等。

2、功能保护信息，如运动电机的限位开关，风机的风压开关，油泵的油位开关等。

3、启动和终止条件，以上的电路保护和功能保护都可能导致电机运转终止，复位

也可能导致重启动，但这里的条件指的是正常运行的启动和终止条件，譬如顺序控制

的流程步。

4、控制模式：如手动和自动等。

5、故障复位：通过复位信息，重新启动。

输出信息：

1、控制输出，如控制电机的主接触器。

2、状态信息输出

3、故障输出

状态储存信息：

用于代码实现的中间变量以及可以被人机界面读出的状态变量等。把以上信息都整合

到一个类中，并尽量使