S7的組織塊和中斷處理

1、 l重點(diǎn)與難點(diǎn)l 組織塊的基本概念，組織塊的循環(huán)執(zhí)行，定期執(zhí)行的組織塊、事件驅(qū)動的組織塊、背景組織塊、啟動組織塊及相應(yīng)的中斷處理。 l基本要求l1理解組織塊的基本概念及組織塊的循環(huán)執(zhí)行；l2掌握定期執(zhí)行的組織塊、事件驅(qū)動的組織塊、啟動組織塊和地背景組織塊及相應(yīng)的中斷處理。 l本章內(nèi)容 l1組織塊概述；l2組織塊的循環(huán)執(zhí)行；l3定期執(zhí)行的組織塊和中斷處理；l4事件驅(qū)動的組織塊和中斷處理；l5啟動組織塊和中斷處理；l6背景組織塊。 l 組織塊的循環(huán)執(zhí)行組織塊的循環(huán)執(zhí)行5.2定期執(zhí)行的組織塊和中斷處理定期執(zhí)行的組織塊和中斷處理5.3組織塊概述組織塊概述5.1事件驅(qū)動的組織塊和中斷處理事件驅(qū)動的組織塊

2、和中斷處理5.4 l 本章小結(jié)本章小結(jié)5.7背景組織塊背景組織塊5.6啟動組織塊和中斷處理啟動組織塊和中斷處理5.55.1組織塊概述l 組織塊是操作系統(tǒng)與用戶程序之間的接口。用組織塊可以響應(yīng)延時(shí)中斷、外部硬件中斷、進(jìn)行錯(cuò)誤處理等。 （1）中斷過程 （2）中斷源 （3）組織塊 l SIMATIC S7-300有以下常用組織塊。l OB1主程序循環(huán)。l OB10時(shí)間中斷。l OB20延時(shí)中斷。l OB35循環(huán)中斷。l OB40硬件中斷。l B100再啟動。 圖圖5-1 S7-3005-1 S7-300的常用組織塊的常用組織塊 表表5-15-1OBOB的變量聲明表的變量聲明表 表表5-25-2 控制

3、中斷組織塊的系統(tǒng)功能塊控制中斷組織塊的系統(tǒng)功能塊5.2 組織塊的循環(huán)執(zhí)行l(wèi) S7 CPU操作系統(tǒng)周期性地執(zhí)行組織塊OB1程序。當(dāng)OB1執(zhí)行完畢，操作系統(tǒng)再次啟動它。 l CPU啟動后，OB1被循環(huán)執(zhí)行，同時(shí)可以在OB1中調(diào)用其他功能塊（FB，SFB）或功能（FC，SFC）。 l OB1的優(yōu)先級最低，其循環(huán)時(shí)間被監(jiān)控。即除OB90以外，其他所有OB均可打斷OB1的執(zhí)行。 l 一般來說，以下事件可導(dǎo)致操作系統(tǒng)調(diào)用OB1。 （1）CPU啟動完畢。 （2）OB1執(zhí)行到上一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束。 l OB1執(zhí)行完后，操作系統(tǒng)發(fā)送全局?jǐn)?shù)據(jù)。再次啟動OB1之前，操作系統(tǒng)會將輸出映像區(qū)數(shù)據(jù)寫入輸出模板，刷新輸入映像

4、區(qū)并接收全局?jǐn)?shù)據(jù)。 l S7監(jiān)視最長循環(huán)時(shí)間，保證最長的響應(yīng)時(shí)間。 表表5-35-3OB1OB1的臨時(shí)變量的臨時(shí)變量 圖圖5-2 5-2 循環(huán)程序的處理循環(huán)程序的處理 表表5-45-4 循環(huán)程序處理的各個(gè)階段循環(huán)程序處理的各個(gè)階段 l循環(huán)程序處理可以被以下事件中斷。 （1）一個(gè)中斷。 （2）STOP命令（模式選擇開關(guān)，編程器上的菜單選項(xiàng)，SFC46 STP，SFB20 STOP）。 （3）電源掉電。 （4）出現(xiàn)故障或編程錯(cuò)誤。5.3 定期執(zhí)行的組織塊和中斷處理l STEP 7提供多達(dá)8個(gè)OB（OB10OB17），它們可以運(yùn)行一次或周期性地運(yùn)行。 l 設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用SFC或STEP 7給CPU

5、分配參數(shù)，這些OB在特定的日期和時(shí)間或以一定間隔由操作系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行。 l 日期時(shí)間中斷可按如下方式觸發(fā)。 （1）在某特定時(shí)間（用絕對形式定義日期時(shí)間）執(zhí)行一次。 （2）從特定的時(shí)間開始并按中斷應(yīng)重復(fù)的間隔（如：每分鐘、每小時(shí)、每天）周期地執(zhí)行。 l 日期時(shí)間中斷只有設(shè)置了參數(shù)，并且在相應(yīng)的組織塊中有用戶程序存在時(shí)才能被執(zhí)行。 l 為了讓CPU啟動日期時(shí)間中斷，用戶必須首先設(shè)置日期時(shí)間中斷，然后再激活它。啟動該中斷有以下三種方法。 （1）通過STEP 7中設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)（“日期時(shí)間中斷”參數(shù)塊），實(shí)現(xiàn)日期時(shí)間中斷的自動啟動。 （2）在用戶程序中用SFC28 SET_TINT和SFC 30 ACT

6、_TINT，設(shè)置并激活日期時(shí)間中斷。 （3）用STEP 7的參數(shù)設(shè)置日期時(shí)間中斷，在用戶程序中用SFC 30 ACT_TINT激活日期時(shí)間中斷。 l OB可以分為兩類：執(zhí)行周期性工作的OB（日時(shí)鐘中斷）和響應(yīng)錯(cuò)誤的OB（錯(cuò)誤中斷）。 （1）執(zhí)行周期性工作的OB（日時(shí)鐘中斷）的執(zhí)行條件如下。l l 在特定的日期或時(shí)間執(zhí)行。l 從一個(gè)編程事件開始一段特定延時(shí)后執(zhí)行。l 按特定周期循環(huán)執(zhí)行。 （2）響應(yīng)錯(cuò)誤的OB（錯(cuò)誤中斷）的執(zhí)行條件如下。l 當(dāng)CPU檢測到一個(gè)過程/硬件錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行。 l 當(dāng)CPU檢測到一個(gè)不依賴于程序指令的錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行。l 當(dāng)CPU檢測到一個(gè)與程序指令處理有關(guān)的錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行。 l 1日

7、時(shí)鐘中斷（OB10）l OB10可按下列間隔運(yùn)行。 （1）Once （2）Every minute （3）Hourly （4）Daily （5）Weekly （6）Monthly （7）Annually l 下面給出OB10的起始時(shí)刻和間隔時(shí)間設(shè)置。 （1）通過定義OB10執(zhí)行的起始時(shí)刻（日期和/或時(shí)間）和間隔時(shí)間對OB10進(jìn)行配置。 （2）通過S7組態(tài)工具配置CPU的日時(shí)鐘的中斷參數(shù)或者在程序中調(diào)用SFC28（SET-TINT）設(shè)置時(shí)間。 （3）通過S7組態(tài)工具在CPU的日時(shí)鐘中斷參數(shù)塊中選擇激活項(xiàng)。 （4）在程序中調(diào)用SFC30（ACT-TINT）來激活OB10。 l 表5-5描述了日期時(shí)

8、間中斷的臨時(shí)變量（TEMP），變量名是 OB10 缺省名稱。 表表5-55-5 日期時(shí)間中斷的臨時(shí)變量日期時(shí)間中斷的臨時(shí)變量 l 2延時(shí)中斷OB 20l 由調(diào)用SFC 32啟動，調(diào)用SFC 32時(shí)要提供相應(yīng)的實(shí)參。 l OB-NR：延時(shí)中斷OB的號碼。l DTIME：延時(shí)長度（160 000ms）。l SIGN：延時(shí)OB被調(diào)用時(shí)進(jìn)入OB的啟動信息標(biāo)志器。l RET-VAL OB：執(zhí)行過程中發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)的錯(cuò)誤代碼。 l 處理延時(shí)中斷的SFC：lSFC32 SRT_TINT 啟動延時(shí)中斷 lSFC33 CAN_DINT 取消延時(shí)中斷l(xiāng)SFC34 QRY_TINT 查詢延時(shí)中斷5.4 事件驅(qū)動的組織塊

9、和中斷處理l S7提供多達(dá)8個(gè)獨(dú)立的硬件中斷組織塊OB（OB40OB47）。通過STEP 7進(jìn)行參數(shù)賦值，可以為會觸發(fā)硬件中斷的每一個(gè)信號模板指定以下參數(shù)。 l 哪個(gè)通道在哪種條件下觸發(fā)一個(gè)硬件中斷。l 哪一個(gè)硬件中斷OB被分配到單獨(dú)的通道組。 l 設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用STEP 7為每一個(gè)硬件中斷OB選擇優(yōu)先級。如果一個(gè)硬件中斷被觸發(fā)并且它的OB正在由于另一個(gè)模板的硬件中斷而激活，則記錄新的中斷申請，在空閑后會執(zhí)行該中斷。 l 用SFC3942可以禁止、延時(shí)和再使能硬件中斷?？梢杂肧TEP 7中的SFC 5557，為硬件中斷模板賦值參數(shù)。 l 響應(yīng)來自不同模塊（如：I/O模塊、CP模塊或FM模塊）

10、發(fā)出的過程警告或硬件中斷請求信號。 l 表5-6描述了硬件中斷OB的臨時(shí)變量（TEMP），變量名是OB40的缺省名稱。 表表5-65-6硬件中斷硬件中斷OBOB的臨時(shí)變量的臨時(shí)變量 l S7CPU提供有硬件中斷OB（OB40-OB47），用于對模板（例如信號模板、通信處理器、功能模板）上的信號變化進(jìn)行響應(yīng)。 l 硬件中斷只有當(dāng)CPU的程序中存在相應(yīng)的組織塊時(shí)，才能執(zhí)行。 l 如果用戶在參數(shù)設(shè)置中沒有選中硬件中斷OB，則它們不能啟動。 l 用戶通過STEP 7必須給具有硬件中斷能力的信號模板設(shè)置如下參數(shù)集。l 硬件中斷的觸發(fā)原因。l 哪一種硬件中斷OB將被執(zhí)行缺省設(shè)置（OB40用于執(zhí)行所有的硬件

11、中斷），用戶通過STEP 7，可以使用功能塊激活硬件中斷的生成。 圖圖5-16 5-16 循環(huán)程序的處理過程循環(huán)程序的處理過程 l 通常，被S7 CPU檢測到并且用戶可以通過組織塊對其進(jìn)行處理的錯(cuò)誤分為兩個(gè)基本類型。 （1）異步錯(cuò)誤 （2）同步錯(cuò)誤 l 下面介紹一些錯(cuò)誤處理組織塊。 （1）電源故障處理組織塊（OB81） （2）時(shí)間錯(cuò)誤處理組織塊（OB80） （3）診斷中斷處理組織塊（OB82） （4）插入/拔出模塊中斷組織塊（OB83） （5）CPU硬件故障處理組織塊（OB84） （6）優(yōu)先級錯(cuò)誤處理組織塊（OB85） （7）機(jī)架故障組織塊（OB86） （8）通信錯(cuò)誤組織塊（OB87） l 同

12、步錯(cuò)誤組織塊包括編程錯(cuò)誤組織塊（OB121）和I/O訪問錯(cuò)誤組織塊（OB122）。 （1）編程錯(cuò)誤組織塊（OB121） （2）I/O訪問錯(cuò)誤組織塊（OB122） 圖圖5-17 OB1005-17 OB100的運(yùn)行的運(yùn)行5.5 啟動組織塊和中斷處理l 1CPU模塊的啟動方式 （1）暖啟動（Warm Restart）l S7-300 CPU（不包括CPU 318）只有暖起動。有保持功能的M/T/C/DB將保留原數(shù)值。 （2）熱啟動（Hot Restart，僅S7-400有，在S7-300和S7-400H中沒有）l 在RUN狀態(tài)時(shí)如果突然掉電，然后又重新上電，從上次RUN模式結(jié)束時(shí)程序被中斷之處繼續(xù)

13、執(zhí)行，不對計(jì)數(shù)器等復(fù)位。 （3）冷啟動（Cold Restart，CPU 417和CPU 417H）l 冷啟動時(shí)，過程數(shù)據(jù)區(qū)的I，Q，M，T，C，DB等被復(fù)位為零。 l 2啟動組織塊（OB100OB102）l 在暖啟動、熱啟動或冷啟動時(shí)，操作系統(tǒng)分別調(diào)用OB100、OB101或OB102。表5-7給出了對應(yīng)各種啟動類型，操作系統(tǒng)調(diào)用不同的OB。 表表5-75-7啟動組織塊啟動組織塊啟 動 類 型相關(guān)OB熱啟動OB101暖啟動OB100冷啟動OB102 表表5-85-8 OBOB的臨時(shí)（的臨時(shí)（TEMPTEMP）變量表）變量表 l 通常，當(dāng)下列事件發(fā)生后，CPU執(zhí)行啟動功能： （1）電源上電后。

14、 （2）用戶將CPU的狀態(tài)選擇開關(guān)從“STOP”扳到“RUN/RUN-P”后。 （3）從通信功能來請求后。 （4）多CPU方式同步之后。 （5）H系統(tǒng)中連接后（只適用于備用CPU上）。l圖5-18所示為啟動組織塊的具體執(zhí)行過程。l（1）手動啟動后的啟動類型l（2）自動啟動后的啟動類型 圖圖5-18 5-18 啟動組織塊的執(zhí)行過程啟動組織塊的執(zhí)行過程5.6 背景組織塊l 如果用戶用STEP 7定義最小的掃描循環(huán)時(shí)間，且該時(shí)間比實(shí)際的掃描循環(huán)時(shí)間長，則CPU在循環(huán)程序結(jié)束時(shí)，還有處理時(shí)間，該時(shí)間用于執(zhí)行背景OB（背景組織塊）。 l 如果用戶的CPU中沒有OB90，則CPU等待，直到定義的最小掃描循

15、環(huán)時(shí)間到達(dá)為止。因此，對于那些對運(yùn)行時(shí)間要求不高的過程，用戶可以用OB90，從而避免等待時(shí)間。 l 結(jié)束了背景周期之后背景OB的優(yōu)先級為29，對應(yīng)的優(yōu)先級0.29。因此，OB90在所有OB中優(yōu)先級最低，它可以被任何系統(tǒng)功能和任務(wù)所中斷并僅在所選的最小掃描周期還沒有達(dá)到時(shí)保持。 l 一個(gè)例外是在OB90中啟動的SFC和SFB的執(zhí)行，它們用OB1的優(yōu)先級執(zhí)行并且不會被OB1中斷。OB90中的用戶程序在下述情況下被從第一條指令處開始處理： （1）暖、冷或熱啟動之后 （2）OB90中正在執(zhí)行的塊被刪除之后（用STEP 7） （3）在RUN方式下裝OB90到CPU之后 l 這里需要注意的是，背景組織塊的

16、優(yōu)先級不能通過參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改。 l 1OB90的編程l OB90的運(yùn)行時(shí)間不受CPU操作系統(tǒng)的監(jiān)視，因此，用戶可以在OB90中編寫程序的長度不受限制。為確保在背景程序中的數(shù)據(jù)具有一致性，在編程時(shí)注意以下問題： （1）OB90的清零事件。 （2）過程映像的刷新與OB90不同步。l l 2背景數(shù)據(jù)塊與共享數(shù)據(jù)塊之間的區(qū)別l 共享數(shù)據(jù)塊不附屬于任何邏輯塊，它含有生產(chǎn)線或設(shè)備所需的值，并可以在程序的任何點(diǎn)直接使用。 l 背景數(shù)據(jù)塊直接附屬于某邏輯塊，例如功能塊。背景數(shù)據(jù)塊中所含數(shù)據(jù)為功能塊的變量聲明表中所存數(shù)據(jù)。 l 表5-9所示為OB90的臨時(shí)（TEMP）變量。變量名為OB90的缺省名。 表表5-95-9OB90OB90的臨時(shí)變量的臨時(shí)變量本 章 小 結(jié)l 本章重點(diǎn)介紹了組織塊的循環(huán)執(zhí)行，定期執(zhí)行的組織塊、事件驅(qū)動的組織塊、啟動組織塊和背景組織塊及相應(yīng)的中斷處理。 l