S7-1200 PLC 自学笔记
第二章 数据类型、存储区与寻址方式（I/Q/M/DB 全讲解）
前面看完基础参数，先不急着写程序。咱们先搞懂核心问题：PLC 是怎么运行的、数据存在哪、怎么找到对应数据。把这些吃透，后面写梯形图、SCL 代码都会轻松很多。
一、CPU 三种工作状态（PLC 的三种作息）
把 CPU 比作人，它日常就三种状态，分工很明确。
- STOP 停止模式相当于睡觉，完全不执行咱们写的程序，也不会刷新输入输出信号。但可以正常通讯、下载程序。
- STARTUP 启动模式 上电 / 从停止切到运行的过渡阶段，就像刚睁眼、赖床整理状态。只执行一次启动 OB（初始化程序），做完初始化再进入运行状态。
- RUN 运行模式正常干活状态，循环执行主程序，不停刷新输入、输出信号。
状态切换规则（6 种固定情况）
- 上电 → 启动模式（默认暖启动）
- 上电直接停在停止模式
- 停止 → 启动模式（拨 RUN 档位 / 远程启动）
- 启动失败 → 退回停止（启动程序报错就无法开机，必须改程序）
- 启动完成 → 进入运行模式
- 运行中出错 / 拨 STOP 档位 → 切回停止
重点：暖启动 & 启动 OB
- 暖启动 ：S7-1200 默认启动方式。上电后，普通临时数据清空，勾选了保持性的数据会保留，再执行初始化程序。
- 启动 OB（OB100 等） ：只在开机瞬间执行一次，不会循环跑。一般在这里写初始化代码：计数器清零、设置高速计数器、配置通讯 / 传感器参数等。可以创建多个启动 OB，按编号顺序依次执行。
二、程序结构与各类程序块（模块化编程）
S7-1200 不是从头到尾逐行跑代码，靠各类程序块组合调用，类似搭积木、套娃。
1. 组织块 OB（程序入口，系统自动调用）
- OB1 循环 OB ：相当于 C 语言的
main主函数，PLC 运行后一直循环执行，是整个程序的核心入口。 - 启动 OB：上电 / 启动时只跑一次，负责初始化。
- 中断 OB：外部紧急信号触发（比如急停），立刻打断当前程序，优先处理紧急任务。
2. FC / FB / DB（功能块、数据仓库）
表格
| 块名称 | 通俗解释 | 核心特点 |
|---|---|---|
| FC 功能 | 单纯干活的工具函数 | 无独立存储，输入计算出结果就结束，不保存中间状态 |
| FB 功能块 | 带记忆的功能模块 | 自带专属背景数据块（DB），断电 / 反复调用都能保存状态，比如电机启停、定时状态 |
| DB 数据块 | 数据存储仓库 | 分两种：全局 DB（公共数据，所有程序都能用）、背景 DB（专属某个 FB，单独存该模块数据） |
3. 块嵌套调用（模块化用法）
主程序 OB1 里可以调用多个 FB、FC，FB 里面还能再调用其他块。同一个 FB 可以多次调用，只要搭配不同的背景 DB，就能实现 "一个功能控制多台设备"（比如用一套电机控制 FB，分别控制 1 号、2 号电机，数据互不干扰）。
三、存储区与寻址（数据存在哪、怎么找）
这是入门重中之重，搞懂内存分区和地址，就不会出现数据冲突、变量丢失的问题。
1. CPU 三类存储器（三种存储特性）
- **装载存储器（类似电脑硬盘）**断电数据不丢失，用来存放完整程序、组态、参数。空间不够可以插 SD 卡扩展。
- 工作存储器（类似电脑内存条） 只存放当前正在运行 的代码和实时数据，断电全部清空，无法额外扩展。
- **保持性存储器（专属保险柜）**专门存放勾选了「保持性」的变量（计数器、关键参数等），断电数据也能保留。
避坑：计数器断电归零，基本都是没开启保持性功能。
2. 五大常用地址区（I/Q/M/DB/L）
（1）I 输入区（耳朵，接收外部信号）
对应 PLC physical 输入端子，接按钮、传感器、接近开关。每个扫描周期一开始，PLC 会把外部端子状态统一读到 I 区，程序运行期间 I 区数据不会临时变动，保证信号稳定。示例：I0.0（第 0 字节第 0 个位，单个开关量）、IW0（16 位字）。
（2）Q 输出区（手脚，控制外部设备）
对应 PLC 输出端子，接指示灯、接触器、继电器。程序只修改 Q 区内部数据，一个扫描周期结束后，统一把数据刷新到外部端子，避免输出频繁抖动。示例：Q0.0、QW0。
（3）M 位存储区（内部中间变量）
没有物理端子，纯程序内部使用，用来做中间状态标记、临时运算。整个程序全局通用，大型项目少用 M 区，容易出现地址冲突。示例：M0.0（位）、MW10（字）、MD20（双字）。
（4）DB 数据块（专属数据仓库）
西门子推荐的主流用法，支持自定义变量、结构体、数组。
- 全局 DB：公共数据，所有块都能读写；
- 背景 DB：绑定 FB 使用，只给对应功能块存数据。优点：支持中文 / 自定义变量名（符号寻址），方便阅读和维护。
（5）L 临时存储区（草稿纸）
只在当前程序块（OB/FC/FB） 运行时生效，块执行完毕数据直接清空。只能做临时计算，不能存关键状态。
3. 两种访问端子的方式
- **常规访问（I0.0 / Q0.0）**走过程映像区，信号稳定，普通开关、电机控制首选。
- **直接物理访问（I0.0:P / Q0.0:P）**跳过映像区，直接读写硬件端子，响应速度极快。只用在高速计数、高速定位等对实时性要求高的场景。
4. 按「位 / 字节 / 字 / 双字」访问（最常用寻址）
按不同大小读取内存，严禁地址重叠（比如用了 MW10，就不要再单独用 MB10、MB11，数据会互相覆盖）
- 位（Bit）：1 个点位，Bool 开关量，例：I0.0、M1.7
- 字节（B）：8 个位组成，例：IB0、MB0
- 字（W）：2 个字节 = 16 位，存普通整数，例：IW0、MW10
- 双字（D）：4 个字节 = 32 位，存大数、小数，例：ID0、MD20
5. 进阶寻址方式
- Slice 切片访问把一个字 / 双字拆分成单独的位、字节读取。比如一个 32 位数据里存了 32 路报警信号，可直接单独读取某一位报警，不用复杂运算。
- AT 覆盖访问同一块内存，既可以当成整数使用，也可以拆成多个开关量使用，不额外占用内存，灵活转换数据格式。
四、数据类型详解
PLC 里所有变量都要指定数据类型，类型和寻址地址必须匹配。
1. 基础数据类型（必记）
- Bool 布尔：1 位，只有 0/1，代表开关通断
- Byte/USInt：8 位，无符号整数，范围 0~255
- SInt：8 位有符号整数，范围 - 128~127
- Word/UInt：16 位无符号整数，0~65535
- Int：16 位有符号整数，最常用整数类型，-32768~32767
- DWord/UDInt：32 位无符号大数
- DInt：32 位有符号大数，计数、累计数值优先用它，不容易溢出
- Real 浮点数：32 位，存带小数点的数值（温度、压力），精度有限
- LReal 长浮点：64 位，高精度小数，财务、精密计算推荐
- 时间、日期、字符串：专门用来存时长、日期、文字报错信息
重点提醒：Real 浮点数是二进制近似存储，不要直接判断两个浮点数是否相等！
2. 复合数据类型（进阶用法）
- 数组 Array：一串同类型数据，比如 10 个温度值做成一组数组
- 结构体 Struct：把不同类型数据打包（比如一台电机：状态、电流、温度放一起）
- UDT 自定义数据类型：做成通用模板，重复调用，适合多台同类型设备
3. 浮点数比较 3 种正确写法（实战高频问题）
因为存储精度问题，A == B 基本判定失效，推荐三种方案：
- **差值容差法（最常用）**计算两个数的差值，只要差值小于极小值，就判定为相等。
- 区间判断指令 用
IN_RANGE指令，判断数值是否在误差区间内。 - **放大转整数比较（工业现场首选）**把小数乘以倍数转为整数再对比，规避浮点精度问题。
五、本章速记口诀（方便复盘）
- 运行状态：STOP 睡觉，STARTUP 初始化（只跑一次），RUN 循环干活；
- 程序块：OB 是入口，FB 带记忆配 DB，FC 纯运算无存储，DB 是公共 / 专属数据仓库；
- 存储器：装载 = 硬盘，工作 = 内存，保持区 = 断电不丢的保险柜；
- 地址区：I 是输入耳朵，Q 是输出手脚，M 是内部临时标记，DB 是主力数据仓库，L 是临时草稿纸；
- 寻址：普通控制用映像区，高速场景加
:P直连硬件；位 / 字节 / 字 / 双字别重叠地址； - 数据类型：Bool 管开关，Int 管普通整数，大数用 DInt，小数慎用 Real，浮点比较不能直接判相等。