PLC有三种编程方法：线性化编程、模块化编程和结构化编程。

线性化编程是将整个用户程序放在主程序OB1中，利用PLC的循环扫描方式执行主程序中的全部指令。其特点是结构简单，但效率低下。当某些相同或相近的操作需要多次执行时，需要重复编写程序从而造成不必要的重复工作；再者，这种方式的程序结构不清晰，给管理和调试带来不便。所以在编写大型程序时，应避免线性化编程。

模块化编程是将程序根据功能分为不同的逻辑块，对每一逻辑块分别编写子程序，然后在OB1中根据不同的条件调用不同的子程序。这种方式的特点是可以将大程序进行合理的分解，利于多人分工合作，并方便调试。由于各逻辑块是有条件地调用的，所以可以提高CPU的利用率。

结构化编程是将过程要求类似或相关的任务进行归类，利用接口参数进行程序的封装，并利用功能FC或功能块FB进行编程，以形成通用性的解决方案。通过不同的参数调用同一功能FC，或通过不同的背景数据块调用同一功能块FB，以实现不同的控制目的。这种方式的特点是接口统一，代码的复用率高，方便用户使用，但要求程序员对系统功能进行合理分析、分解和综合，对设计人员的要求较高。

1.模块化编程

模块化编程中OB1起着主程序的作用，不同的功能（FC）或功能块（FB）用于实现不同的功能任务，并在主程序中被调用，且这些功能模块即子程序不需要向调用块返回数据。

【例8-5】有两台电动机，控制模式是相同的：按下起动按钮（电动机l对应I0.0，电动机2对应I0.2），电动机起动运行（电动机1对应Q0.0，电动机2对应Q0.1），按下停止按钮（电动机1对应I0.1，电动机2对应I0.3），电动机停止运行。

根据模块化编程的思想，分别在FC1和FC2两个子程序中利用起保停电路设计不同电机的控制程序，如图8.8（a）和图8.8（b）所示，最后在主程序OB1中调用这两段程序。

图8.8　电动机控制的模块化编程例子

【例8-6】采用模块化编程思想实现公式：。

首先建立一个子程序FC3，实现上式的功能，然后在主程序OB1中进行调用，这就是模块化程序设计的思想。

假设整数a存放于MW0，整数b存放于MW2中，c为实数存放于MD4，建立DB3及相应的存储区域，在FC3中编写程序如图8.9（a）所示，图8.9（b）为在主程序OB1中调用FC3。

图8.9　功能函数模块化编程

由图8.9可以看出，尽管程序的最终目的是获得平方根而不在乎a的立方、b的平方及它们的和，但是仍然需要填写全局地址来存储相应的中间结果，这会浪费全局存储空间的使用。这种情况下可以使用临时变量。

2.临时变量

临时变量可以用于所有块（OB、FC、FB）中。当块执行的时候，它们被用来存储临时数据，退出该块时，这些数据将丢失。

临时变量在块的变量声明表中定义。点击程序编辑器工具栏间的上下箭头，可以收缩或展开块的变量声明表，其中Input为输入参数，Output为输出参数，InOut为输入/输出参数，Temp为临时工作变量。在此程序设计中，定义了整型临时变量a3，b2和sum_i，以及实型临时变量sum_r，分别存储变量的立方、平方，以及它们的和。程序相对简单，在此不再赘述。定义好临时变量后，在子程序中就能使用所定义的临时变量和全局变量，临时变量的标识是在前面加#，全局变量的标识是在前面加%，当两者同名时，优先使用临时变量，除非设计人员人为选择全局变量。定义临时变量编程如图8.10所示。

图8.10　定义临时变量编程

3.结构化编程

当任务要求中出现多个类似的功能时，采用模块化编程方法将不可避免地出现大量的重复代码，这时可以利用结构化编程方法对其进行优化，即对功能块的输入/输出进行封装，当采用不同的参数进行功能（FC、FB）调用时，程序实现对不同对象的控制，这就是结构化编程的意义所在。

结构化编程有如下优点：

（1）程序只需生成一次，减少了编程时间；

（2）该块只在用户存储器中保存一次，降低了存储容量；

（3）该块可以利用不同的参数多次调用，完成性质相同的功能。

结构化编程会涉及FC和FB的局部存储区，局部变量的名字和大小必须在块的声明部分确定，每一参数占一行，如果需要定义多个参数，可以用回车键来增加新的参数定义行，也可以选中一个定义行后，通过菜单命令“插入”→“声明行”来插入一个新的参数定义行。当块已被调用后，再插入或删除定义行，属于改变了程序结构，这时必须重新编写调用指令，否则会报块的一致性错误。此时可以通过程序编辑器手动或自动地更新调用，自动方式是选择“选项”→“块调用”→“更新所有块调用”，就可以解决这个问题。

形式参数的类型及作用如表8.7所示。

表8.7　形式参数的类型及作用

【例8-7】用结构化编程方法重新编写前述电动机的控制电路程序。

新建块Calc，其形式参数定义和程序设计如图8.11、图8.`12所示。

(www.daowen.com)

图8.11　结构化编程中的参数定义

图8.12　结构化编程中的程序设计

在编写此控制电路程序时要注意以下几个问题。

（1）如果在编辑一个块的程序时使用符号名，编辑器将在该块的变量声明中查找该符号名。如果该符号名存在，编辑器将把它当作局部变量，并在符号名前加“#”号。

（2）如果它不属于局部变量，则编辑器将在全局符号表中搜索。如果找到该符号名，编辑器将把它当作全局变量，并在符号名上加引号。

（3）如果在全局变量表和变量声明表中使用了相同的符号名，编辑器将始终把它当作局部变量。然而，如果输入该符号名时加了引号，则可成为全局变量。

与模块化方法在使用上的不同就是，结构化编程中的输入/输出参数是可以根据需要进行改变的，因而程序可以重用。如图8.13所示为在OB1中调用函数FC4：Motor控制2台电动机。

图8.13　结构化程序设计中的程序调用

【例8-8】在工业生产中，经常需要对采集的模拟量进行滤波处理。本例将最近采集的三个采样值进行均值滤波，即将三个采样值求和，然后除以3。假设最新采集的模拟量工程值存储在MD0中，处理结果存储在MD16中，所有数据均为浮点型。

编程思路：利用堆栈概念，将最近采集的三个数保存在固定的全局地址中，并在每个控制周期进行数据更新，以确保参与运算的数据是最新的，因而此子程序FC5可以在循环中断处理程序中调用。

首先如图8.14所示定义FC5的形式参数。三个采集值Value1、Value2和Value3的参数类型均为INOUT型，不能为TEMP型，否则将无法保存该数值。

在FC5中编写程序。“程序段3”的含义是按顺序将三个最近时间的采集值保存，丢弃最早采集的数据，注意这三个MOVE指令的次序不能改变；“程序段4”的含义是利用实数运算的函数，将三个采样值相加后除以3，得到平均值。

图8.14（b）示意了调用FC5并赋值实际参数，将平均值存放在MD16中。这样，通过不同的实际参数可以重复调用FC5进行均值滤波。

图8.14　程序例子

但是，通过此例也可以看出一个问题：我们关心的只是三个数的平均值，而调用FC5子程序时，却需要为三个采集值寻找全局地址进行保存，麻烦且容易造成地址重叠，能不能既不用人为寻找全局地址而又能保存数值呢？方法是通过FB（Functlon Blocks：函数块）实现。

4.FB的使用

FB不同于FC之处是它带有一个存储区，也就是说，有一个局部数据块被分配给FB，这个数据块称为背景数据块（Instance Data Block）。当调用FB时，必须明确指定背景数据块，该数据块将自动打开。背景数据块可以保存静态变量，可在其变量声明表中定义。当FB块退出时，静态变量的值得以保持。当FB被调用时，实际参数的值被存储在它的背景数据块中。如果在块调用时，没有实际参数分配给形式参数，在程序执行中将采用上一次存储在背景数据块中的参数值。

每次调用FB时可以指定不同的实际参数。当块退出时，背景数据块中的数据仍然保持。可以看到，FB具有以下优点：

（1）当编写FC程序时，必须寻找空的标志区或数据区来存储需保持的数据，并且要自己编写程序来保存，而FB中的静态变量可由系统自动保存。

（2）使用静态变量可避免两次分配同一存储区的危险。

结合前面例子，如果用FB块实现FC1的功能，并用静态变量EarlyValue、LastValue和LatestValue来代替原来的形式参数，如表8.8所示，将可省略这三个形式参数，简化了块的调用。在FB1中定义形式参数，编写程序同图8.14（a），如图8.15所示为调用FB1子程序，其中DB10为FB1的背景数据块，在输入时若DB10不存在，则将自动生成该背景数据块。双击打开背景数据块DB10，可以看到DB10中保存的正是在FB的接口中定义的形式参数，如图8.16所示。对于背景数据块，无法进行编辑修改，而只能读写其中的数据。

表8.8　定义FB的形式参数

图8.15　调用FB1子程序

图8.16　背景数据块

调用FB块时需要为其指定背景数据块，这称为FB背景化，类似于C语言等高级语言中的背景化，即在变量名称和数据类型下面建立一个变量。只有通过用于存储块参数值和静态变量的“自有”数据区，FB才能成为可执行的单元。

5.检查块的一致性

如果在程序生成期间或之后调整或增加某个块（FC或FB）的接口或代码，可能导致时间标签冲突。反过来，时间标签冲突可能导致在调用的和被调用的或有关的块之间不一致。针对这种情况，当一个块已在程序中被调用之后，再增加或删除块的参数，必须更新其他块中该块的调用。否则，CPU会进入STOP状态或者块的功能不能实现。在项目视图中打开程序编辑器，通过菜单命令“选项”→“块调用”，点击“更新所有块调用”，可以更新所有块的时间标签冲突和块不一致的调用。