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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。

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，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。

以前的项目中偶尔会接触到负端接地，但是个人设计中从来没有进行电源负端接地。这次s7-1200样册上明确指出了电源负端接地，有几分疑问，于是不得不来论坛求助同行。当然有很好的回帖：

这么多年，我发现，在我们的传动系统里，只要是m与机壳pe短路了，就会干扰严重。甚至还容易坏接口元件。所以一般都是把m与地悬浮布置。外壳除了大面积导体连接意外，还要可靠的地线连接。

kdrjl：但是也确实看到许多的实例，讲述m与大地短接。包括许多进口的系统，也是这么干的。早期的西门子传动系统，m都是通过一个小电感与外壳链接的。特别是模拟时代的产品。

由此，接地还真的是一个比较复杂问题，《接地指南》这本书给出了许多的原则和方法，照着去做，慢慢体会吧。

我们用时，m都要与柜的外壳隔离。如果短路，还哦要特意的处理一下，让其与外壳绝缘。

还 真不一定 ！

关于m点接地，看看多年前的一个实例：

485的通讯，本质上是+/-电压信号，要想正常通讯控制，实际上必须定义0电位！也就是说：尽管485是两根线通讯，如果没有定义0电位，根本不可能正常通讯！（之所以有些人说 被s7-200的uss通讯搞死，实际上就是没搞清楚这一点地的问题）。怎样定义0电位呢？就是要把s7-200的m点接地，（我指的是那个给用的24v的0v点m，它实际上是+/-电压的0v）这里的地，是指整个通讯系统定义的地，也可以把它最终定义（连接到pe），否则永远甭想把uss通讯搞定。看似干扰，实则不是！是整个485通讯没有0v电位，而485规范对信号的灵敏度是0.2v。注意：s7-200的pe点只是连接插头的外壳。

在使用dc/dc/dc的时候往往还好一些，因为24v的m点是连通的，经常会已经接了地。但是使用ac/dc/rl的就要特别注意，尽管你可能不使用传感器，但如果要使用uss通讯，一定要将传感器电源的m端接到通讯系统的地。

      西门子作为电力顶尖企业之一，推出了多个系列的变频器产品，今天谈下西门子系列变频器的一些基本情况。

       MicroMasterMM4系列，通用型变频器，包括MM420简易型，MM430风机水泵用，MM440矢量控制

SINAMICSG120系列，该系列采用的是控制单元和功率模块分离的设计，功率最大到250KW，以后取代MM4系列

   
       SINAMICSG130系列，功率最大到800KW，也采用控制单元和功率模块分离的设计，控制单元采用的是和S120系列一样的CU320-2。主要用在大型单机驱动设备上。G150是以柜体的形式供货的，是采用G130变频器做成的变频柜。

SIMOVERTMASTERDRIVES工程型变频器，就是6SE70，既有变频器，也有共直流母线的整流单元和逆变器。在冶金行业应用广泛。

SINAMICSS120是替换6SE70的高性能变频器，支持单轴和多轴应用，控制单元CU320-2既可以做伺服控制也可以做速度控制。

SINAMICSV10，在SNC生产，和MM420是同一级别，但是没有通讯功能。即将推出的V20，比V10多了通讯功能，和多了部分I/O。

新的SINAMICS家族实际上涵盖了原有的变频、伺服驱动系列产品。

G系列包括原来贴近MM4的S系列和新的-2系列。

V系列还有如V60和V80的简单伺服。

当然了，还有分布式的IP65的ET200IO站的变频器。

SINAMICSSM150，具本人了解，它是一种中压的交直交变频器，它是一种组合系统，主要由功率闭环控制单元、励磁柜、热交换单元组成，它仅用于较大功率的同步电机，例如轧钢机等。SM150可以驱动感应电机和同步电机（励磁可调或者不可调）,有功率器件有IGBT和IGCT，整流逆变同样的功率器件，4象限，3.3kVand4.16kV，12脉动或者24脉动整流，侧重于工艺控制，控制单元用的是SimotionD。

MM4系列的，本身定位就是高技术品质和通用性地结合，从MICROMASTER410通用型到MICROMASTER440都体现了这一特点，用的场合很广。对工程师来讲就是MM4安装，调试和操作控制都特别简单。基本能够满足系统的应用要求。MM440支持USS通讯，DP通讯，G120支持USS、DP、以太网方式。

SIEMENS西门子常见的是MM44系列和70系列。MM44属于轻载又分420纺织、430风机水泵、440通用，70属于重载。

1.  可编程控制器(PLC):
日本欧姆龙OMRON、法国施耐德,松下电工NAIS、三菱MITSUBISHI、富士FUJI、美国AB、GE,德国西门子SIEMENS
2   低压电器及配电产品：
法国施耐德SCHNEIDER、溯高美SOCOMEC、德国金钟-默勒MOELLER、西门子SIEMENS、
海格HAGER、闽台士林SHIHLIN、日本富士FUJI、三菱MITSUBISHI、ABB、美国AB、LK、ATS电源转换装置。
3   自控器件与传感元件：
  日本欧姆龙OMRON、法国施耐德TE、施克SICK、倍加福P+F、图尔克TURCK、爱福门IFM、巴鲁夫BALLUFF、松下
电工NAIS、和泉IDEC、富士FUJI、山武YAMATAKE、三菱MITSUBISHI、理化RKC、闽台松菱CKC、马可MACK、
美国AB、霍尼韦尔HONEYWELL、德国西门子SIEMENS、金钟-默勒MOELLER、F&G。
4   变频调速（VVVF）：
    日本松下电工NAIS、法国施耐德TE、三菱MITSUBISHI、安川YASKAMA、三肯SANKEN、富士FUJI、松下电器PANASONIC、欧姆龙OMRON、德国西门子SIEMENS、丹麦丹佛斯DANFOSS、英国CT、美国AB、瑞典ABB、韩国LG、深圳华为、
闽台台达DELTA。
5   开关电源：
    闽台明纬电源MW、日本欧姆龙OMRON。
6   触摸屏：	
    日本欧姆龙OMRON、DIGITAL、松下电工NAIS、闽台台达DELTA,法国施耐德.

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