PLC模块化编程实战：把工业流水线控制逻辑拆分为可复用功能块

工业流水线越做越长，供料、传送、加工、检测、分拣各工位如果都写进主程序，后期改一个点就牵一发动全身。正确做法是按IEC 61131-3分三层：设备级FB封装电机/气缸/阀门，单元级FB封装单工位状态机，主程序只做编排和互锁。这样新线复制实例即可，调试、移植、查故障都省事。

一、设备级：电机FB参数化

每台电机不重复写起保停，输入启动、停止、运行反馈、故障复位，输出运行状态和故障码；定时器放静态区，保证多实例互不干扰。

FUNCTION_BLOCK FB_Motor

VAR_INPUT StartCmd:BOOL; StopCmd:BOOL; RunFb:BOOL; Ack:BOOL; ConfirmT:TIME:=T#4S; END_VAR

VAR_OUTPUT Run:BOOL; Fault:BOOL; FaultCode:INT; END_VAR

VAR Latch:BOOL; Ton:TON; END_VAR

IF StartCmd AND NOT StopCmd AND NOT Fault THEN Latch:=TRUE; END_IF;

IF StopCmd THEN Latch:=FALSE; END_IF;

Ton(IN:=Latch AND NOT RunFb, PT:=ConfirmT);

IF Ton.Q THEN Fault:=TRUE; FaultCode:=2; Latch:=FALSE; END_IF;

IF Ack AND NOT Ton.Q THEN Fault:=FALSE; FaultCode:=0; END_IF;

Run:=Latch AND NOT Fault;

运行反馈超时、过载、急停都可在调用层并入StopCmd/Fault，统一走一个FB。

二、设备级：气缸FB带双位与超时

气缸用原位/工作位磁开、急停、自动命令、超时时间做接口，避免双线圈同时输出，不到位自动报警。

FUNCTION_BLOCK FB_Cylinder

VAR_INPUT Estop:BOOL; Auto:BOOL; ToWork:BOOL; ToHome:BOOL;

 SnWork:BOOL; SnHome:BOOL; ToutWork:TIME:=T#3S; ToutHome:TIME:=T#3S; END_VAR

VAR_OUTPUT OutWork:BOOL; OutHome:BOOL; Alarm:BOOL; AtWork:BOOL; AtHome:BOOL; END_VAR

VAR Tw:TON; Th:TON; END_VAR

OutWork:=0; OutHome:=0;

IF Estop AND Auto THEN

 IF ToWork THEN OutWork:=1; END_IF;

 IF ToHome THEN OutHome:=1; END_IF;

END_IF;

Tw(IN:=OutWork AND NOT SnWork, PT:=ToutWork);

Th(IN:=OutHome AND NOT SnHome, PT:=ToutHome);

AtWork:=SnWork; AtHome:=SnHome;

Alarm:=Tw.Q OR Th.Q;

IF OutWork AND OutHome THEN OutWork:=0; OutHome:=0; Alarm:=1; END_IF;

三、单元级：工位状态机

单工位用枚举+CASE，空闲、等料、夹紧、加工、放行各自独立，避免梯形图互锁写成“面条”。

TYPE E_Station:(IDLE,WAIT_PART,CLAMP,WORK,RELEASE,FAULT); END_TYPE

FUNCTION_BLOCK FB_Station

VAR_INPUT Start:BOOL; Estop:BOOL; PartIn:BOOL; Done:BOOL; Ack:BOOL; WorkT:TIME:=T#5S; END_VAR

VAR_OUTPUT Clamp:BOOL; Process:BOOL; Busy:BOOL; Alarm:BOOL; END_VAR

VAR Stat:E_Station:=IDLE; Tw:TON; END_VAR

CASE Stat OF

IDLE: IF Start AND Estop THEN Stat:=WAIT_PART; END_IF;

WAIT_PART: IF PartIn THEN Stat:=CLAMP; END_IF;

CLAMP: Clamp:=1; Stat:=WORK;

WORK: Process:=1; Tw(IN:=1,PT:=WorkT);

  IF Tw.Q AND Done THEN Stat:=RELEASE; END_IF;

  IF NOT Estop THEN Stat:=FAULT; END_IF;

RELEASE: Clamp:=0; Process:=0; Busy:=0; Stat:=IDLE;

FAULT: Alarm:=1; Clamp:=0; Process:=0;

  IF Ack AND Estop THEN Stat:=IDLE; END_IF;

END_CASE;

Busy:=(Stat<>IDLE) AND (Stat<>FAULT);

四、主程序编排与多实例

把各工位声明为同FB实例，主OB只做模式、急停、连锁和产量统计；同类型多台用数组批量调用。

VAR

St:ARRAY[1..6] OF FB_Station;

Mtr:ARRAY[1..6] OF FB_Motor;

i:INT;

END_VAR

FOR i:=1 TO 6 DO

St[i](Start:=Auto AND NOT EMG, Estop:=NOT EMG, PartIn:=Photo[i], Done:=AxDone[i]);

Mtr[i](StartCmd:=St[i].Busy, StopCmd:=EMG, RunFb:=MtrFb[i], Ack:=Reset);

END_FOR;

新增第7工位只扩数组和IO映射，不改控制逻辑；HMI读各实例状态字、故障码即可。

五、落地规范

点表用UDT统一定义地址、量程、单位、报警上下限，FB只认UDT不认绝对地址；

定时器、计数器、累计值全放FB静态/实例DB，禁止放TEMP，否则跨扫描丢状态；

急停在FB外再硬切一次输出，软件互锁只作补充；

气缸、伺服、变频器各自独立FB，工位FB只调用不写底层脉冲；

标准块入库管版本，接口变更升版本号，主程序按实例升级，不整包重写。

按“设备FB—工位状态机—主程序编排”三层拆，产线从3工位扩到20工位，核心代码增加的主要是新实例和点表，而不是新逻辑，维护效率明显高于单程序平铺。