DB 块访问

数据块 (Data Block, DB) 是 PLC 中用于存储数据的结构化内存区域，是程序间数据交换、HMI 数据访问、配方管理的基础。

DB 块概念

DB 块本质上是预定义的内存区域，包含结构化变量。与临时变量不同，DB 块的数据在扫描周期之间保持，并且在 PLC 停止/启动后可通过保持属性 (RETAIN) 持久化。

全局 DB 与背景 DB

类型	说明	使用场景
全局 DB	全局可见，所有 POU 可读写	共享数据、工艺参数、IO 映射
背景 DB	与功能块实例绑定，仅该实例可见	功能块内部状态存储

全局 DB 定义:

// 全局数据块: 工艺参数
DATA_BLOCK DB_ProcessParam
    bEnable      : BOOL := TRUE;
    rSetTemp     : REAL := 100.0;
    rActTemp     : REAL;
    iErrorCode   : INT;
    sRecipeName  : STRING[32];
END_DATA_BLOCK

背景 DB 定义 (自动生成):

// 调用 FB 时编译器自动生成背景 DB
VAR
    fbMotor1 : FB_MotorControl;  // 编译器为其生成背景 DB
    fbMotor2 : FB_MotorControl;
END_VAR

符号寻址与绝对寻址

寻址方式	语法	示例
符号寻址	DB_名称.变量	DB_ProcessParam.rSetTemp
绝对寻址	DB<编号>.DBW<偏移>	DB1.DBW4

推荐使用符号寻址，便于代码阅读和维护。

在 SCL 中访问 DB 块

直接访问

PROGRAM Main
// 直接引用全局 DB 变量
rSetTemp := DB_ProcessParam.rSetTemp;
rActTemp := DB_ProcessParam.rActTemp;

// 写入 DB 变量
DB_ProcessParam.rActTemp := rSensorValue;
DB_ProcessParam.iErrorCode := 0;
END_PROGRAM

使用 AT 关键字映射到 IO

// 将 DB 变量映射到物理 IO 地址，实现结构化 IO 访问
DATA_BLOCK DB_IO_Mapping
    // 数字量输入
    bStartBtn   : BOOL AT %IX0.0;
    bStopBtn    : BOOL AT %IX0.1;
    bEmergency  : BOOL AT %IX0.2;
    bSensorIn   : BOOL AT %IX1.0;
    bSensorOut  : BOOL AT %IX1.1;

    // 数字量输出
    bMotorRun   : BOOL AT %QX0.0;
    bAlarmLamp  : BOOL AT %QX0.1;
    bValveOpen  : BOOL AT %QX0.2;

    // 模拟量
    rTempIn     : REAL AT %IW100;
    rSpeedOut   : REAL AT %QW200;
END_DATA_BLOCK

结构体嵌套

TYPE ST_AxisConfig :
STRUCT
    rMaxSpeed    : REAL := 3000.0;
    rAccelTime   : REAL := 0.5;
    rDecelTime   : REAL := 0.3;
    rJerkLimit   : REAL := 10000.0;
    bEnablePos   : BOOL := TRUE;
    bEnableNeg   : BOOL := TRUE;
END_STRUCT;
END_TYPE

TYPE ST_MachineData :
STRUCT
    sMachineName : STRING[32];
    iAxisCount   : INT;
    stAxes       : ARRAY[0..7] OF ST_AxisConfig;
    rProductionCounter : REAL;
    bMaintenanceMode   : BOOL;
END_STRUCT;
END_TYPE

// 全局 DB 使用嵌套结构体
DATA_BLOCK DB_Machine
    stData : ST_MachineData;
END_DATA_BLOCK

// 访问
DB_Machine.stData.stAxes[0].rMaxSpeed := 2000.0;
DB_Machine.stData.bMaintenanceMode := TRUE;

在 HMI 中访问 DB 变量

变量绑定

HMI 控件通过变量路径直接绑定 DB 变量:

路径格式: DB_名称.变量名
示例:     DB_ProcessParam.rSetTemp

读写权限

变量类型	HMI 默认权限	说明
输入参数	只读	防止 HMI 误修改输入
输出参数	可读写	监控与操作
内部变量	只读	不允许 HMI 直接修改
全局 DB	可读写	按需配置

数组与结构体

<!-- HMI 数据源配置示例 -->
<DataSource Name="AxisSpeed">
    <Binding Path="DB_Machine.stData.stAxes[0].rMaxSpeed" />
</DataSource>

跨程序 DB 共享

多 OB 访问同一 DB

// OB1 (主循环) — 读取配置，写入 IO
DB_ProcessParam.rActTemp := %IW100;

// OB30 (10ms 周期中断) — PID 控制
fbPID_Temp(
    rSetpoint := DB_ProcessParam.rSetTemp,
    rFeedback := DB_ProcessParam.rActTemp
);

多 PLC 间 DB 共享 (DarraLink)

通过 DarraLink 协议（端口 18821），远程 PLC 可读写本机 DB 块：

// C# SDK: 远程读取 DB 变量
var client = new DarraLinkClient("192.168.1.100", 18821);
float temp = await client.ReadDbAsync<float>("DB_ProcessParam", "rSetTemp");
await client.WriteDbAsync("DB_ProcessParam", "rSetTemp", 150.0f);

DB 在线监视

IDE 在线监视

在 IDE 中打开 DB 块，切换到在线模式即可监视和修改：

功能	说明
在线值	显示当前运行值
修改值	允许直接写入测试值
强制值	锁定变量为指定值 (不受程序影响)
趋势图	选择变量加入趋势图观察变化

强制操作

// 在 IDE 中强制 DB 变量
// 方法 1: 右键变量 → 强制值
// 方法 2: 使用在线面板

// 强制时显示状态
// 正常值 (黑色)  ← 正常运行
// 强制值 (紫色)  ← 已强制锁定
// 修改值 (蓝色)  ← 单次写入

保持 (RETAIN) 属性

断电时保持数据，适用于累计值、配方等需要持久化的数据。

DATA_BLOCK DB_RetainData
    // 保持型变量 (断电不丢失)
    diTotalCounter : DINT := 0;
    rRecipeParam   : REAL := 25.0;
    sLastRecipe    : STRING[32];
END_DATA_BLOCK

批量操作

批量初始化

// 在 OB100 中初始化所有 DB 变量
IF OB100_FirstScan THEN
    // 复位工艺参数
    DB_ProcessParam.rSetTemp := 0.0;
    DB_ProcessParam.iErrorCode := 0;

    // 批量数组赋值
    FOR i := 0 TO 7 DO
        DB_Machine.stData.stAxes[i].rMaxSpeed := 3000.0;
    END_FOR;
END_IF;

批量复制

// 结构体整体复制 (同类型)
DB_Machine_Backup.stData := DB_Machine.stData;

// 数组复制
arTemp := DB_ProcessParam.arHistory;

DB 在线监视与修改

在线模式

在 IDE 中打开 DB 块，切换到在线模式后可以实时监视和修改变量值。

功能	操作方式	显示颜色
在线监视	点击"在线"按钮或按 F5	黑色 — 正常运行值
修改值	双击变量输入新值后回车	蓝色 — 单次写入
强制值	右键 → 强制 → 输入值	紫色 — 锁定值
取消强制	右键 → 取消强制	恢复黑色

强制操作

强制用于调试场景，将变量锁定为指定值，不受 PLC 程序影响：

// 在 IDE 中执行强制后，以下程序写入不会生效
// 强制值始终为 TRUE，即使程序写入 FALSE
DB_Status.bAlarmActive := FALSE;  // 被强制，不生效

强制注意事项：

• 强制仅对单个变量有效，结构体强制会锁定整个结构体
• PLC 停止或重启后强制保持（可配置是否清除）
• 强制值在项目关闭后自动清除
• 生产运行时建议取消所有强制

趋势图

选择 DB 变量加入趋势图面板，观察变量随时间的变化曲线：

1. 右键 DB 变量 → 添加到趋势图
2. 设置采样周期（100ms ~ 10s）
3. 趋势图支持多条曲线叠加对比

DB 数据持久化

RETAIN 保持

RETAIN 变量在 PLC 断电后保持值不变，适用于累计值、计数值、工艺参数等。

DATA_BLOCK DB_RetainData
    // 保持型变量 — 断电不丢失
    RETAIN
    diTotalCounter  : DINT := 0;        // 总产量计数
    rLastRecipeTemp : REAL := 0.0;       // 上次配方温度
    sLastOperator   : STRING[16];        // 最后操作员
    bCalibrated     : BOOL := FALSE;     // 校准标志
    END_RETAIN

    // 非保持变量 — 断电清零
    iErrorTemp      : INT;
END_DATA_BLOCK

PERSISTENT 持久化

PERSISTENT 是比 RETAIN 更强的持久化方式，即使项目重新下载也能保持：

DATA_BLOCK DB_PersistentData
    PERSISTENT
    diLifetimeCounter : DINT := 0;       // 生命周期累计 — 永不重置
    sSerialNumber     : STRING[16];      // 设备序列号
    dInstallDate      : DATE;            // 安装日期
    END_PERSISTENT
END_DATA_BLOCK

持久化策略对比

特性	RETAIN	PERSISTENT	普通变量
断电保持	✓	✓	✗
项目下载后保持	✓ (配置项)	✓	✗
跨固件升级保持	✗	✓	✗
存储介质	SRAM/FRAM	Flash	RAM
写寿命	无限	10^5 次	无限
典型应用	计数值、工艺参数	序列号、校准参数	临时数据

持久化存储配置

在 IDE 项目属性中配置持久化区域大小：

参数	默认值	最大值	说明
RetainSize	16 KB	256 KB	RETAIN 区大小
PersistentSize	4 KB	64 KB	PERSISTENT 区大小
RetainRetention	10 年	—	电池备份保持时间

持久化写寿命

PERSISTENT 使用 Flash 存储，写入次数有限（约 10^5 次）。不要在 PERSISTENT 中存放频繁变化的变量（如扫描计数），应在 RETAIN 中存放。IDE 编译时会检查 PERSISTENT 变量写入频率并给出警告。

NVRAM 完整性校验

PLC 启动时自动校验非易失存储完整性：

1. CRC 校验 — 失败则 RETAIN 区清零，触发 OB100 冷启动
2. 电池低压预警 — 状态字 %SW50 位 0 置 1
3. 日志记录每次 NVRAM 写入（长寿命管理）
4. 电池电量不足时，IDE 报警提示更换

排错表

问题	原因	解决
DB 变量无法写入	变量被强制	在 IDE 中取消强制
断电后值丢失	未声明 RETAIN	改用 RETAIN 变量
HMI 读不到 DB 值	变量路径错误	检查路径格式 DB_名称.变量
多 OB 写冲突	同一变量被多处写	收拢写点为单一 POU
背景 DB 误删	删除了 FB 实例	删除前先解引用
结构体尺寸不匹配	在线修改了结构体	重新编译整个项目
PERSISTENT 写入超寿命	频繁写入 Flash	改用 RETAIN 存储
电池低压报警	备份电池耗尽	更换电池后热重启
在线监视显示 ###	变量路径不可达	确认 PLC 在线状态

最佳实践

• 命名规范: DB 名称加 DB_ 前缀，如 DB_ProcessParam
• 分组管理: 按功能域分组 DB (工艺参数 / 报警 / 配方 / IO 映射)
• 初始化: 默认值在声明时设定，避免运行时初始化遗漏
• 保持策略: 仅对需要断电保持的变量声明 RETAIN
• 访问权限: 关键变量（温度上限、速度上限）在 HMI 中设为只读
• 版本管理: DB 结构变更时同步更新所有引用的 POU 和 HMI
• 写收敛: 每个 DB 变量尽量只在一个 POU 中写入，避免多源冲突
• 大小控制: 单个 DB 不超过 64 KB，超大数据使用多个 DB 分段
• 持久化分层: 频繁变化 → RETAIN；极少变化 → PERSISTENT
• 在线修改慎重: 在线修改变量值仅用于调试，正式运行需修改源码并重新下载

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