深入理解两种数据块访问模式的差异、特性及实操应用
在西门子博图（TIA Portal）软件的编程实践中，数据块的访问模式设置是影响程序执行效率、寻址方式及扩展性的关键环节。尤其是在MODBUS TCP通讯等场景中，常会涉及“优化的块访问”选项的勾选与取消操作——这一设置直接决定了数据块的存储结构、寻址逻辑和应用场景适配性。
西门子STEP7提供两种核心数据块访问类型，二者可共存于同一程序中，适配不同的编程需求：
可优化访问的数据块：适用于S7-1200/S7-1500系列PLC，由系统自动管理存储结构，无固定地址分配
可标准访问的数据块：兼容S7-300/S7-400/S7-1200/S7-1500全系列PLC，具有固定存储结构和地址分配
两种访问模式的核心差异在于“是否分配固定物理地址”，这一差异进一步延伸到寻址方式、内存利用率、扩展性等多个维度，下文将逐一详解。
可优化访问的数据块没有固定的存储结构定义，在变量声明时仅需为数据元素分配符号名称，无需手动指定物理地址。系统会自动将变量存储在块的空闲内存区域，通过紧凑排列避免存储间隙，最大化提升内存利用率。
这类数据块的变量仅支持符号寻址，不对应实际物理地址，访问时需通过“数据块名称.变量名”的形式调用。
| 变量类型< | 名称< | 数据类型< | 起始值< | 保持性< | 访问方式 |
|---|---|---|---|---|---|
| Static | INT1 | Int | 0 | 可单独设置 | 优化数据块.INT1 |
| Static | INT2 | Int | 0 | 可单独设置 | 优化数据块.INT2 |
| Static | INT3 | Int | 0 | 否 | 优化数据块.INT3 |
| Static | DATA_ARRAY | Array[1..5] of Real | 0.0 | 是（整结构生效） | 优化数据块.DATA_ARRAY[3] |
1. 灵活的结构设计：可创建任意复杂结构的数据块，无需关心变量物理排列顺序，降低编程复杂度
2. 高效内存利用：系统自动紧凑存储，无存储间隙，尤其适合变量数量多、类型复杂的场景
3. 快速访问性能：优化后的存储方式减少寻址开销，提升变量读写速度
4. 安全的访问机制：避免间接寻址或HMI访问导致的地址错误
5. 精细化保持性设置：支持为单个变量独立配置保持性（结构化变量需整结构设置）
6. 便捷的扩展性：预留存储区支持在线扩展块接口，无需将CPU切换至STOP模式即可下载修改，不影响已有变量值
可标准访问的数据块具有固定的存储结构，在变量声明时不仅需要分配符号名称，系统还会自动为每个变量分配固定的物理地址（显示在“偏移量”列）。变量的存储位置由地址决定，存储间隙可能因变量类型差异而产生。
这类数据块的变量支持双重寻址方式：既可以通过符号名称访问，也可以通过绝对地址（如DBX、DBW、DBD）直接访问，适配需要明确地址映射的场景。
| 变量类型< | 名称< | 数据类型< | 偏移量< | 起始值< | 保持性< | 访问方式（绝对地址） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Static | INT1 | Int | 0.0 | 0 | 块级统一设置 | %DB4.DBW0 |
| Static | INT2 | Int | 2.0 | 0 | 块级统一设置 | %DB4.DBW2 |
| Static | REAL1 | Real | 4.0 | 0.0 | 块级统一设置 | %DB4.DBD4 |
| Static | BOOL1 | Bool | 8.0 | FALSE | 块级统一设置 | %DB4.DBX8.0 |
1. 固定地址映射：每个变量的偏移量固定，便于需要明确地址的通讯场景（如MODBUS TCP、PROFIBUS）
2. 双重寻址支持：符号寻址与绝对地址寻址灵活切换，适配不同编程习惯和场景需求
3. 全系列兼容：支持S7-300/S7-400传统PLC，便于新旧项目迁移和兼容性开发
4. 块级保持性：保持性设置对整个数据块的所有变量生效，无法单独配置单个变量
保持性是指变量在电源故障、网络断开或CPU热启动后，能否保留故障前的数值（非保持性变量会被初始化为起始值）。具有保持性的变量存储在PLC的保持性存储器区域，适用于需要持续保存关键数据的场景（如生产计数、设备状态参数等）。
保持性的设置方式与数据块的访问类型强相关，核心差异如下：
| 配置项< | 优化访问数据块< | 标准访问数据块 |
|---|---|---|
| 设置粒度 | 支持单个变量独立设置 | 仅支持整个数据块统一设置 |
| 结构化变量 | 保持性对整结构生效，无法单独设置结构内元素 | 保持性对整结构生效，与块内其他变量一致 |
| 配置入口 | 变量声明时单独勾选“保持”选项 | 数据块属性中勾选“保持”选项（全局生效） |
| 灵活性 | 高（可按需为关键变量配置保持性） | 低（所有变量统一保持或统一不保持） |
1. 保持性变量会占用PLC的保持性存储资源，过量配置可能导致资源不足，需按需选择
2. 优化访问数据块中，结构化变量的保持性设置会覆盖结构内所有元素，无法差异化配置
3. 标准访问数据块的保持性设置修改后，需重新下载数据块才能生效
4. 热启动时，保持性变量的数值会保留，冷启动时无论是否设置保持性，所有变量都会被初始化为起始值
| 对比维度< | 优化访问数据块< | 标准访问数据块 |
|---|---|---|
| 存储结构 | 无固定结构，系统自动优化 | 固定结构，变量偏移量固定 |
| 寻址方式 | 仅支持符号寻址 | 符号寻址+绝对地址寻址 |
| 内存利用率 | 高（无存储间隙） | 较低（可能存在存储间隙） |
| 扩展性 | 强（在线扩展接口，无需STOP CPU） | 弱（扩展需重新分配地址，可能需STOP CPU） |
| 保持性设置 | 单个变量独立配置 | 整个数据块统一配置 |
| PLC兼容性 | S7-1200/S7-1500 | S7-300/S7-400/S7-1200/S7-1500 |
| 适用场景 | 独立PLC程序、复杂结构变量、高扩展性需求 | 通讯交互（如MODBUS TCP）、新旧项目兼容、绝对地址依赖场景 |
1. 若项目使用S7-1200/S7-1500 PLC，且无外部通讯地址依赖，优先选择优化访问数据块，兼顾内存效率和扩展性
2. 若涉及MODBUS TCP、PROFIBUS等需要绝对地址的通讯场景，必须选择标准访问数据块（取消“优化的块访问”勾选）
3. 若项目需要兼容S7-300/S7-400 PLC或沿用传统绝对地址编程习惯，建议使用标准访问数据块
4. 若需要为部分关键变量单独配置保持性（如仅保存计数数据，不保存临时参数），选择优化访问数据块
