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所有 S7-400 CPU 均具有兩種類型的存儲(chǔ)器。工作存儲(chǔ)器的細(xì)分可將性能提高一倍。當(dāng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)處理器需要訪問(wèn)其 RAM 至少兩次時(shí),S7-400 專用處理器可在一個(gè)循環(huán)周期中同時(shí)訪問(wèn)代碼存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。因此,數(shù)據(jù)總線和代碼總線也是獨(dú)立的。工作存儲(chǔ)器的容量取決于從精細(xì)分級(jí)的 CPU 系列中所選取的適合的 CPU。
對(duì)于小型和中等程序,集成式負(fù)載內(nèi)存 (RAM) 就足夠了。對(duì)于較大的程序,可通過(guò)插入內(nèi)存卡來(lái)增加裝載內(nèi)存。插入式閃存卡可用于在不使用電池的情況下進(jìn)行性存儲(chǔ)。
相關(guān)功能 (FC) 和 功能塊 (FB) 可以加密的方式存儲(chǔ)于 CPU 以保護(hù)專門知識(shí)應(yīng)用。
不同性能范圍的標(biāo)準(zhǔn) CPU 可用于 SIMATIC S7-400:
CPU 412-1 和 CPU 412-2 的特點(diǎn):
CPU 412-2 還具有:
CPU 414F-3 PN/DP 是可滿足中等性能范圍中有較高要求的 CPU。他們可以滿足對(duì)程序容量和處理速度有較高要求的應(yīng)用.故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),可提高工廠的安全需求。
集成 PROFIBUS DP 接口使其能夠作為主站或從站直接連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場(chǎng)總線。
可通過(guò) IF 964-DP 接口模塊連接一個(gè)附加的 DP 主站系統(tǒng)。
對(duì)于 CPU 414F-3 PN/DP 的 PROFINET 接口,其交換機(jī)功能允許外部訪問(wèn)兩個(gè) PROFINET 端口。除分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外,還可以在新型 S7-400 控制器中創(chuàng)建總線形結(jié)構(gòu)。
注:
只能使用 6ES7964-2AA04-0AB0 接口模塊。
CPU 414-3 PN/DP 的配置如下:
功能概述
允許在運(yùn)行時(shí)超過(guò)裝置額定銘牌上指定的額定直流(大允許連續(xù)直流電流)。但是超過(guò)的程度和持續(xù)時(shí)間要受到特定的限制,這在下面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
過(guò)載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過(guò)載持續(xù)時(shí)間取決于過(guò)載電流的時(shí)間特性,以及該裝置的過(guò)載歷史,還取決于具體的設(shè)備情況。
每次過(guò)載都必定跟隨有欠載(過(guò)載相的負(fù)載電流小于額定直流電流)。一旦達(dá)到高允許過(guò)載持續(xù)時(shí)間,負(fù)載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。
通過(guò)對(duì)電源部分進(jìn)行熱監(jiān)視可以確定動(dòng)態(tài)過(guò)載持續(xù)時(shí)間(I2t 監(jiān)視)。I2t 監(jiān)視使用實(shí)際負(fù)載電流的時(shí)間特性計(jì)算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時(shí)間特性。在這種情況下,要把具體的設(shè)備特性(例如熱阻和時(shí)間常數(shù))加入到計(jì)算中。當(dāng)轉(zhuǎn)換器打開時(shí),計(jì)算過(guò)程從初始值開始,該初始值在關(guān)斷/線路供電故障之前確定。在設(shè)置參數(shù)時(shí)必須把環(huán)境條件(環(huán)境溫度和安裝高度)考慮進(jìn)來(lái)。
計(jì)算獲得的替代消耗層溫度上升超過(guò)允許值時(shí),I2t監(jiān)視會(huì)發(fā)出響應(yīng)。作為響應(yīng),有兩種選擇可以被參數(shù)化:
可以禁用 I2t 監(jiān)視功能。在這種情況下,電樞電流高限制為額定直流電流。
動(dòng)態(tài)過(guò)載能力的組態(tài)
組態(tài)單包含以下信息:
備注:如果計(jì)算獲得的替代損耗層溫度上升不超過(guò)高允許值的 5%,則認(rèn)為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進(jìn)制可分配輸出查詢。
帶過(guò)載間歇運(yùn)行時(shí)具有極限特性的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)
具有極限特性的磁場(chǎng)是指具有總持續(xù)時(shí)間 300s 的間歇過(guò)載運(yùn)行的負(fù)載循環(huán)。這種負(fù)載循環(huán)包括兩個(gè)時(shí)間部分——基本負(fù)載持續(xù)時(shí)間(電樞電流實(shí)際值 ≤ 額定直流電流)和過(guò)載持續(xù)時(shí)間(電樞電流實(shí)際值 ≥ 額定直流電流)。
每個(gè)極限特性會(huì)把一個(gè)特定裝置的大基本負(fù)載電流表示成針對(duì)小負(fù)載持續(xù)時(shí)間(極限基本負(fù)載電流)的過(guò)載系數(shù)(極限基本負(fù)載電流,按額定直流電流的 a% 計(jì)算)。對(duì)于負(fù)載循環(huán)的剩余持續(xù)時(shí)間,大允許過(guò)載電流通過(guò)過(guò)載系數(shù)確定。如果對(duì)于所需的過(guò)載系數(shù)沒(méi)有指定極限特性,則要遵守針對(duì)下一個(gè)高過(guò)載系數(shù)的極限特性。
極限特性的勵(lì)磁對(duì)于 300s 負(fù)載循環(huán)有效。使用基本計(jì)算算法,負(fù)載循環(huán)可以長(zhǎng)于或短于 300s 的負(fù)載循環(huán)持續(xù)時(shí)間組態(tài)?,F(xiàn)在使用兩個(gè)基本任務(wù)顯示。
基本任務(wù)1 和 2 的特性舉例
基本任務(wù) 1
SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過(guò)并聯(lián)來(lái)增加額定功率。必須滿足一下輔助條件:
在 CUD 上配備傳輸觸發(fā)脈沖以及建立更高等級(jí)通訊所需的硬件和插頭。
多可以并聯(lián) 6 部設(shè)備。多部裝置并聯(lián)時(shí),主裝置應(yīng)該放置在中間,以便信號(hào)連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長(zhǎng)并聯(lián)接口線長(zhǎng)度:15 m。
同樣,每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨(dú)立的換相電抗器(uK 小 2 %),以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對(duì)于無(wú)降級(jí)(電流下降)運(yùn)行,推薦公差 5% 或更好。
只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯(lián)。
裝置并聯(lián)時(shí),允許的輸出電流為(維持輔助條件時(shí)):
Imax = n × IN(SINAMICS DC MASTER)
n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量
冗余運(yùn)行(“(n+m)運(yùn)行”模式)
SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中,作為特殊的并聯(lián)運(yùn)行模式。在此運(yùn)行模式下,如果一臺(tái)裝置故障(例如電源部分的保險(xiǎn)燒斷),其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運(yùn)行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后,電樞電路和勵(lì)磁電路都可以冗余運(yùn)行。
當(dāng)一個(gè)裝置故障時(shí),其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運(yùn)行、持續(xù)工作不會(huì)中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時(shí),需要特別注意在冗余應(yīng)用中,只須滿足 n 個(gè)裝置的額定功率(而不是 n+m 個(gè)裝置)。
在發(fā)生故障時(shí),主裝置的功能會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移。這樣一來(lái),無(wú)論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障,系統(tǒng)都會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。(可以根據(jù)要求提供冗余運(yùn)行時(shí)的 MTBF 數(shù)據(jù)。)
SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時(shí)的電樞電路連接示意圖
(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。
(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。
(3) 裝置使用(8 針)屏蔽跳線(UTP CAT5 型,符合ANSI/EIA/TIA 568 標(biāo)準(zhǔn))連接,與 PC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中使用的網(wǎng)線相同。可以直接從西門子購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)的 5m 長(zhǎng)線電纜(訂貨號(hào):6RY1707-0AA08)。n 個(gè)裝置并聯(lián)需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設(shè)備上的總線終端。
(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設(shè)備上。
(5) 只適用于 850A 及以下四象限運(yùn)行的裝置。
SINAMICS SELECTOR app
西門子開發(fā)了實(shí)用工具 SINAMICS SELECTOR 應(yīng)用程序。采用該應(yīng)用,可以快速、方便地查找功率范圍從 0.12 kW 至 630 kW 的 SINAMICS 驅(qū)動(dòng)器的訂貨號(hào)。無(wú)論 SINAMICS V20、SINAMICS G120C、SINAMICS G120P,還是 SINAMICS G120:該應(yīng)用都可以方便、正確地提供它們的訂貨號(hào)。
工作原理?利用該工具,可以簡(jiǎn)單、方便地選擇所需要的變頻器、額定功率以及設(shè)備選件和必要附件。
市場(chǎng)決定形勢(shì) - 當(dāng)前,更加明顯:
其解決方案為:縮短加工和生產(chǎn)設(shè)備調(diào)整時(shí)間、實(shí)現(xiàn)成本小化、積極創(chuàng)新并實(shí)現(xiàn)更高產(chǎn)能。借助 “源于西門子” 的自動(dòng)化技術(shù),即使復(fù)雜的需求,也可輕松滿足!
SIMATIC 是可解決各行業(yè)自動(dòng)化任務(wù)的可靠基本自動(dòng)化系統(tǒng),包括標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件組件,并將用于定制擴(kuò)展的所有選件完全公開。
SIMATIC 系列產(chǎn)品包括以下組件,彼此之間可相互補(bǔ)充:
SIMATIC 控制器有多種多樣,包括從高性能 PLC 的書本型迷你控制器,到基于 PC 的控制器,無(wú)論什么要求,它都能滿足要求。
這些控制器的共同特點(diǎn)是,在小的空間里壓縮了大處理能力,能滿足苛刻的機(jī)械和氣候條件、高速及可擴(kuò)展性等要求。
這種分級(jí)的性能特征是 SIMATIC 系列產(chǎn)品的力量所在。
Drive ES 是一個(gè)工程組態(tài)系統(tǒng),可方便而有效地將西門子驅(qū)動(dòng)技術(shù)的通信、組態(tài)和數(shù)據(jù)管理功能集成到 SIMATIC 自動(dòng)化環(huán)境中。
以下軟件包可供選擇:
Drive ES (Drive Engineering Software) 可將西門子的變頻器全面集成到全集成自動(dòng)化環(huán)境中。
以下軟件包可供選擇:
該軟件產(chǎn)品可確保實(shí)現(xiàn) STARTER 不支持的之前驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的 TIA 功能。
Drive ES Basic 保養(yǎng)是針對(duì)全集成自動(dòng)化領(lǐng)域新手用戶的基本軟件,用于在該環(huán)境中在線和離線設(shè)置所有驅(qū)動(dòng)的參數(shù)。使用 Drive ES Basic 保養(yǎng)可在 SIMATIC Manager 的操作界面上對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行操作。Drive ES Basic 保養(yǎng)是用來(lái)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存檔、將 SIMATIC 的遠(yuǎn)程功應(yīng)用到變頻器中的起點(diǎn)。Drive ES Basic 提供了用于新運(yùn)動(dòng)控制功能的組態(tài)工具(從站間的通信,通過(guò) ROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)等距離和等時(shí)同步操作),可確保將帶有 PROFINET IO 接口的變頻器簡(jiǎn)便集成到 SIMATIC 環(huán)境中。
注意:
對(duì)于 SINAMICS 和 MICROMASTER 4 變頻器,此 TIA 功能也隨 STARTER 調(diào)試工具(V4.3.2 及更高版本)提供。
Drive ES PCS 7 將帶有 PROFIBUS DP 接口的變頻器連接到 SIMATIC PCS 7 過(guò)程控制系統(tǒng),需要首先安裝 SIMATIC PCS 7 V6.1 和更高版本。Drive ES PCS 7 為操作員站提供了塊庫(kù),其中包括用于變頻器的函數(shù)塊和用于操作員站的相應(yīng)面板,以便能通過(guò) PCS 7 過(guò)程控制系統(tǒng)來(lái)操作變頻器。從 V6.1 起,還可在 PCS 7 維護(hù)站中顯示變頻器。
在 Drive ES PCS 7 V8.0 及更高,提供了兩個(gè)版本的庫(kù):APL(過(guò)程庫(kù))型和以前的所謂經(jīng)典型。
Drive ES PCS 7 的詳細(xì)內(nèi)容(APL 樣式或經(jīng)典樣式)
也可以為 Drive ES 軟件購(gòu)買軟件更新。訂購(gòu)后一年之內(nèi),用戶將自動(dòng)收到新軟件、包和完整功能版。
除現(xiàn)有(即此前訂購(gòu)的)的完整功能版外,還可以訂購(gòu)更新。
更新自動(dòng)延長(zhǎng) 1 年,除非在到期前 6 周內(nèi)取消更新。
Monitor 中文版 V6.2 器和客戶機(jī)組件隨著系統(tǒng)性能的提高,對(duì)系統(tǒng)的用戶友好性的要求也相應(yīng)提高。這是確保系統(tǒng)可用性的方法。對(duì)于用于 SIMOTION 的工程組態(tài)系統(tǒng) SCOUT,重點(diǎn)尤其被放在了用戶友好性上面:
SCOUT 工程組態(tài)系統(tǒng)可幫助用戶輕松、高效的逐步完成組態(tài)工作。
SCOUT 可在 SIMATIC STEP 7 中使用(具有標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理和組態(tài)程序),或作為一個(gè)獨(dú)立工程組態(tài)工具使用 (SCOUT Stand-Alone)。
SCOUT TIA(TIA Portal 中的 SIMOTION)以 TIA Portal V13(或更高版本)的選件包供貨。該選件包包括在 SCOUT 的供貨范圍中。
可以選擇以下選項(xiàng)以使用 SCOUT 工程組態(tài)系統(tǒng)來(lái)編程 SIMOTION:
除運(yùn)動(dòng)控制命令(例如,軸的參考)外,還提供了用于 I/O 訪問(wèn)、邏輯和計(jì)算、子程序調(diào)用以及程序流控制的命令。
使用圖形化凸輪編輯器,也可方便地建立復(fù)雜運(yùn)動(dòng)關(guān)系。
用于整個(gè)機(jī)器的所有數(shù)據(jù)可在一個(gè)項(xiàng)目中進(jìn)行管理:包括工程組態(tài)數(shù)據(jù)、程序、運(yùn)動(dòng)曲線和驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)。
隨后可從集中項(xiàng)目管理中調(diào)用合適的工具,例如,用于輸入一個(gè)凸輪或調(diào)試一臺(tái)驅(qū)動(dòng)器。
SCOUT 支持通過(guò)一系列工具對(duì) SIMOTION 應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試、調(diào)試和錯(cuò)誤診斷,例如,可提供程序狀態(tài)、控制變量、軌跡以及軸控制面板的工具。
SIMOTION V5.1 提供了 SIMOSIM,這是集成在工程組態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)運(yùn)行模擬功能。通過(guò)該虛擬測(cè)試環(huán)境,無(wú)需連接硬件即可測(cè)試用戶程序。這樣就可以在開發(fā)的早期階段來(lái)各個(gè)程序部分,從而縮短后面的調(diào)試時(shí)間。
在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi),人們對(duì)集成化解決方案、統(tǒng)一處理和工程組態(tài)以及具體解決方案的范圍方面的要求在不斷增加。因此,需要提供能夠滿足具體領(lǐng)域中客戶的特定要求并能夠由機(jī)器制造商快速而安全地加以執(zhí)行的自動(dòng)化方案。
目標(biāo)是使用模塊化和可再用的塊實(shí)現(xiàn)盡可能多的機(jī)器應(yīng)用。我們針對(duì) SIMOTION 提供了眾多經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐檢驗(yàn)的且具有良好記錄的功能模塊,可用來(lái)以較低成本輕松實(shí)現(xiàn)量身定制的解決方案。
用戶將獲益于預(yù)配置的功能,這些功能可方便地任意進(jìn)行組合以滿足機(jī)器設(shè)備的具體要求。只需對(duì)這些模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,而不是以較大的支出對(duì)其進(jìn)行編程。
通過(guò) SIMOTION easyProject,我們?yōu)橛脩籼峁┝艘环N可大大加快面向機(jī)器應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目庫(kù)生成的工具。
所選的基本以及與領(lǐng)域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)模塊經(jīng)過(guò)參數(shù)設(shè)置和自動(dòng)化后,集成到新項(xiàng)目或現(xiàn)有項(xiàng)目中。項(xiàng)目可直接加載到控制器中且立即可以執(zhí)行。
自動(dòng)化系統(tǒng)主要通過(guò)以下特性來(lái)識(shí)別:
但是,機(jī)械工程需求差異非常大,取決于具體的機(jī)器型號(hào)。
每個(gè)硬件平臺(tái)在特定應(yīng)用中使用時(shí)都有其優(yōu)點(diǎn)。
不同的平臺(tái)之間還可以非常輕松地進(jìn)行組合,這是模塊化機(jī)器和設(shè)備的突出優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閱蝹€(gè)的硬件平臺(tái)總是具有相同的系統(tǒng)特性,即不論使用什么平臺(tái),功能和工程總是一樣。
PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來(lái)創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)和 I/O 之間的遠(yuǎn)程連接。
PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設(shè)備(如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器)之間的通信。這就意味著,SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應(yīng)用也可以通過(guò) OPC 接口與 SIMOTION 進(jìn)行通信。
在 SIMOTION D 中,SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此,整個(gè)系統(tǒng)(包括開環(huán)控制和驅(qū)動(dòng))都極其緊湊且響應(yīng)快速。
SIMOTION D 提供兩種型號(hào):
這種性能細(xì)分確保大程度的可擴(kuò)展性和靈活性。應(yīng)用領(lǐng)域從單軸機(jī)器到高性能的多軸機(jī)器。為了實(shí)現(xiàn)可視化和操作,SIMATIC HMI 設(shè)備可通過(guò) PROFIBUS、以太網(wǎng)或 PROFINET 進(jìn)行連接,具體取決于SIMOTION D 的型號(hào)。通過(guò) PROFINET 或 PROFIBUS 來(lái)連接分布式 I/O。
SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器。
其提供兩種型號(hào),接口不同,但運(yùn)動(dòng)控制功能或性能都相同。除了已經(jīng)集成的 I/O 外,兩種控制器還可通過(guò) SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴(kuò)展。
SIMOTION C240 是采用模擬量設(shè)定值接口和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用的理想解決方案。它具有四個(gè)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器和編碼器接口,非常適合機(jī)器改裝項(xiàng)目。
SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機(jī)器自動(dòng)化項(xiàng)目。這種控制器具有三個(gè) PROFINET 端口,除支持 TCP/IP 和 RT 通信外,還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅(qū)動(dòng)器以及 PROFINET I/O(如高速 SIMATIC ET 200SP)。
兩種型號(hào)都另外配備兩個(gè) PROFIBUS 接口,通過(guò)這兩個(gè)接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) I/O 的驅(qū)動(dòng)。除此以外,兩個(gè)控制器還具有工業(yè)以太網(wǎng)接口,從而提供更多的通信選項(xiàng)。
SIMOTION P 是基于 PC 的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),具有兩種型號(hào):
由于 PC 中不含旋轉(zhuǎn)部件,SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應(yīng)用。兩個(gè) PC 都配有針對(duì) SIMOTION 的常見實(shí)時(shí)擴(kuò)展系統(tǒng)。這就意味著,除了 SIMOTION 機(jī)器應(yīng)用程序以外,還可能隨時(shí)運(yùn)行其他 PC 應(yīng)用程序,例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應(yīng)用程序、過(guò)程數(shù)據(jù)例程或標(biāo)準(zhǔn)的 PC 應(yīng)用程序。
借助其的處理器性能,SIMOTION P350-4 特別適合對(duì)性能要求較高的應(yīng)用(如具有高動(dòng)態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應(yīng)用)。
SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小,因此對(duì)于許多可用空間有限并且需要設(shè)計(jì)非常堅(jiān)固的應(yīng)用均是佳選擇。
SIMOTION P320-4 可通過(guò)各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來(lái)操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小,既可以使用鍵盤和鼠標(biāo),也可以使用觸摸屏進(jìn)行操作。
這兩個(gè)型號(hào)都標(biāo)配有一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口,其形式為集成式 PROFINET 接口(3 個(gè)端口)。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴(kuò)展插槽內(nèi)以實(shí)現(xiàn) PROFIBUS 應(yīng)用。IsoPROFIBUS 板具有兩個(gè)附加 PROFIBUS 接口。
而且,通過(guò) SIMOTION easyProject,用戶可以在這種通用的自動(dòng)應(yīng)用程序生成工作流程中集成進(jìn)自己的塊。這樣就得到一種標(biāo)準(zhǔn)化且便于維護(hù)的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)。