S的組織塊和中斷處理實用教案

1、 重點與難點 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(zhngdun)處理。第1頁/共90頁第一頁，共91頁。 基本要求 1理解組織塊的基本概念及組織塊的循環(huán)執(zhí)行(zhxng)； 2掌握定期執(zhí)行(zhxng)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。第2頁/共90頁第二頁，共91頁。 本章內(nèi)容 1組織塊概述； 2組織塊的循環(huán)執(zhí)行； 3定期執(zhí)行的組織塊和中斷處理； 4事件驅(qū)動的組織塊和中斷處理； 5啟動(qdng)組織塊和中斷處理； 6背景組織塊。第3頁/共90頁第三頁，共91頁。 組織塊的循環(huán)執(zhí)行組

2、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)動的組織塊和中斷處理5.4第4頁/共90頁第四頁，共91頁。 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5.5第5頁/共90頁第五頁，共91頁。5.1組織(zzh)塊概述 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)延時中斷、外部硬件(yn jin)中斷、進(jìn)行錯誤處理等。第6頁/共90頁第六頁，共91頁。 （1）中斷(zhngdun)過程 （2）中斷(zhngdun)源 （3）組織塊第7頁/共90頁第七頁

3、，共91頁。 SIMATIC S7-300有以下常用組織塊。 OB1主程序循環(huán)。 OB10時間中斷(zhngdun)。 OB20延時中斷(zhngdun)。 OB35循環(huán)中斷(zhngdun)。 OB40硬件中斷(zhngdun)。 B100再啟動。第8頁/共90頁第八頁，共91頁。 圖5-1 S7-3005-1 S7-300的常用(chn yn)(chn yn)組織塊第9頁/共90頁第九頁，共91頁。 表5-15-1 OBOB的變量(binling)(binling)聲明表第10頁/共90頁第十頁，共91頁。 表5-25-2 控制中斷(zhngdun)(zhngdun)組織塊的系統(tǒng)功能塊第1

4、1頁/共90頁第十一頁，共91頁。5.2 組織(zzh)塊的循環(huán)執(zhí)行 S7 CPU操作系統(tǒng)周期性地執(zhí)行組織(zzh)塊OB1程序。當(dāng)OB1執(zhí)行完畢，操作系統(tǒng)再次啟動它。第12頁/共90頁第十二頁，共91頁。 CPU啟動后，OB1被循環(huán)執(zhí)行，同時可以(ky)在OB1中調(diào)用其他功能塊（FB，SFB）或功能（FC，SFC）。第13頁/共90頁第十三頁，共91頁。 OB1的優(yōu)先級最低，其循環(huán)時間被監(jiān)控。即除OB90以外，其他所有(suyu)OB均可打斷OB1的執(zhí)行。第14頁/共90頁第十四頁，共91頁。 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(y

5、 )循環(huán)周期結(jié)束。第15頁/共90頁第十五頁，共91頁。 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(yn xin)區(qū)數(shù)據(jù)寫入輸出模板，刷新輸入映像(yn xin)區(qū)并接收全局?jǐn)?shù)據(jù)。第16頁/共90頁第十六頁，共91頁。 S7監(jiān)視最長循環(huán)時間(shjin)，保證最長的響應(yīng)時間(shjin)。 第17頁/共90頁第十七頁，共91頁。 表5-35-3 OB1OB1的臨時(ln sh)(ln sh)變量第18頁/共90頁第十八頁，共91頁。 圖5-2 5-2 循環(huán)(xnhun)(xnhun)程序的處理第19頁/共90頁第十九頁，共91頁。 表5-45-4 循環(huán)程序

6、處理的各個(gg)(gg)階段第20頁/共90頁第二十頁，共91頁。 循環(huán)程序處理可以被以下事件中斷。 （1）一個中斷。 （2）STOP命令（模式(msh)選擇開關(guān)，編程器上的菜單選項，SFC46 STP，SFB20 STOP）。 （3）電源掉電。 （4）出現(xiàn)故障或編程錯誤。第21頁/共90頁第二十一頁，共91頁。5.3 定期執(zhí)行的組織塊和中斷(zhngdun)處理 STEP 7提供多達(dá)8個OB（OB10OB17），它們可以(ky)運行一次或周期性地運行。第22頁/共90頁第二十二頁，共91頁。 設(shè)計人員可以運用(ynyng)SFC或STEP 7給CPU分配參數(shù)，這些OB在特定的日期和時間或以

7、一定間隔由操作系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行。第23頁/共90頁第二十三頁，共91頁。 日期時間中斷可按如下方式觸發(fā)。 （1）在某特定時間（用絕對形式定義日期時間）執(zhí)行一次。 （2）從特定的時間開始并按中斷應(yīng)重復(fù)的間隔( jin g)（如：每分鐘、每小時、每天）周期地執(zhí)行。第24頁/共90頁第二十四頁，共91頁。 日期時間中斷只有設(shè)置了參數(shù)，并且在相應(yīng)(xingyng)的組織塊中有用戶程序存在時才能被執(zhí)行。 第25頁/共90頁第二十五頁，共91頁。 為了讓CPU啟動日期(rq)時間中斷，用戶必須首先設(shè)置日期(rq)時間中斷，然后再激活它。啟動該中斷有以下三種方法。第26頁/共90頁第二十六頁，共91頁。 （1）

8、通過STEP 7中設(shè)置(shzh)相應(yīng)的參數(shù)（“日期時間中斷”參數(shù)塊），實現(xiàn)日期時間中斷的自動啟動。第27頁/共90頁第二十七頁，共91頁。 （2）在用戶程序中用SFC28 SET_TINT和SFC 30 ACT_TINT，設(shè)置(shzh)并激活日期時間中斷。 （3）用STEP 7的參數(shù)設(shè)置(shzh)日期時間中斷，在用戶程序中用SFC 30 ACT_TINT激活日期時間中斷。第28頁/共90頁第二十八頁，共91頁。 OB可以分為兩類：執(zhí)行周期性工作的OB（日時鐘(shzhng)中斷）和響應(yīng)錯誤的OB（錯誤中斷）。第29頁/共90頁第二十九頁，共91頁。 （1）執(zhí)行周期性工作的OB（日時鐘中斷

9、）的執(zhí)行條件如下。 在特定的日期或時間執(zhí)行。 從一個編程事件開始(kish)一段特定延時后執(zhí)行。 按特定周期循環(huán)執(zhí)行。第30頁/共90頁第三十頁，共91頁。 （2）響應(yīng)錯誤的OB（錯誤中斷）的執(zhí)行條件如下(rxi)。 當(dāng)CPU檢測到一個過程/硬件錯誤時執(zhí)行。第31頁/共90頁第三十一頁，共91頁。 當(dāng)CPU檢測( jin c)到一個不依賴于程序指令的錯誤時執(zhí)行。 當(dāng)CPU檢測( jin c)到一個與程序指令處理有關(guān)的錯誤時執(zhí)行。第32頁/共90頁第三十二頁，共91頁。 1日時鐘中斷（OB10） OB10可按下列間隔(jin g)運行。第33頁/共90頁第三十三頁，共91頁。 （1）Once （

10、2）Every minute （3）Hourly （4）Daily （5）Weekly （6）Monthly （7）Annually 第34頁/共90頁第三十四頁，共91頁。 下面給出OB10的起始時刻和間隔時間設(shè)置。 （1）通過定義OB10執(zhí)行的起始時刻（日期和/或時間）和間隔時間對OB10進(jìn)行( jnxng)配置。第35頁/共90頁第三十五頁，共91頁。 （2）通過(tnggu)S7組態(tài)工具配置CPU的日時鐘的中斷參數(shù)或者在程序中調(diào)用SFC28（SET-TINT）設(shè)置時間。第36頁/共90頁第三十六頁，共91頁。 （3）通過S7組態(tài)工具在CPU的日時鐘中斷參數(shù)塊中選擇激活項。 （4）在程序

11、(chngx)中調(diào)用SFC30（ACT-TINT）來激活OB10。第37頁/共90頁第三十七頁，共91頁。 表5-5描述了日期時間(shjin)中斷的臨時變量（TEMP），變量名是 OB10 缺省名稱。第38頁/共90頁第三十八頁，共91頁。 表5-55-5 日期時間(shjin)(shjin)中斷的臨時變量第39頁/共90頁第三十九頁，共91頁。 第40頁/共90頁第四十頁，共91頁。 2延時中斷(zhngdun)OB 20 由調(diào)用SFC 32啟動，調(diào)用SFC 32時要提供相應(yīng)的實參。第41頁/共90頁第四十一頁，共91頁。 OB-NR：延時中斷OB的號碼。 DTIME：延時長度(chngd

12、)（160 000ms）。 SIGN：延時OB被調(diào)用時進(jìn)入OB的啟動信息標(biāo)志器。 RET-VAL OB：執(zhí)行過程中發(fā)生錯誤時的錯誤代碼。第42頁/共90頁第四十二頁，共91頁。 處理延時中斷的SFC： SFC32 SRT_TINT 啟動(qdng)延時中斷 SFC33 CAN_DINT 取消延時中斷 SFC34 QRY_TINT 查詢延時中斷第43頁/共90頁第四十三頁，共91頁。5.4 事件驅(qū)動的組織(zzh)塊和中斷處理 S7提供多達(dá)8個獨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(y )信號模板指定以下參數(shù)。第44頁/共90頁第

13、四十四頁，共91頁。 哪個通道在哪種條件下觸發(fā)一個硬件中斷(zhngdun)。 哪一個硬件中斷(zhngdun)OB被分配到單獨的通道組。第45頁/共90頁第四十五頁，共91頁。 設(shè)計人員可以運用STEP 7為每一個硬件中斷OB選擇優(yōu)先級。如果一個硬件中斷被觸發(fā)并且(bngqi)它的OB正在由于另一個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。第46頁/共90頁第四十六頁，共91頁。 用SFC3942可以禁止、延時和再使能硬件中斷?？梢杂肧TEP 7中的SFC 5557，為硬件中斷模板(mbn)賦值參數(shù)。第47頁/共90頁第四十七頁，共91頁。 響應(yīng)來自不同模塊（如：I/O

14、模塊、CP模塊或FM模塊）發(fā)出(fch)的過程警告或硬件中斷請求信號。 第48頁/共90頁第四十八頁，共91頁。 表5-6描述了硬件中斷OB的臨時(ln sh)變量（TEMP），變量名是OB40的缺省名稱。第49頁/共90頁第四十九頁，共91頁。 表5-65-6硬件中斷(zhngdun)OB(zhngdun)OB的臨時變量第50頁/共90頁第五十頁，共91頁。 第51頁/共90頁第五十一頁，共91頁。 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( jnxng)響應(yīng)。 第52頁/共90頁第五十二頁，共91頁。 硬件中斷只有

15、當(dāng)CPU的程序中存在相應(yīng)的組織塊時，才能(cinng)執(zhí)行。 第53頁/共90頁第五十三頁，共91頁。 如果用戶在參數(shù)設(shè)置中沒有選中硬件中斷(zhngdun)OB，則它們不能啟動。 第54頁/共90頁第五十四頁，共91頁。 用戶通過STEP 7必須給具有硬件中斷能力的信號模板(mbn)設(shè)置如下參數(shù)集。 硬件中斷的觸發(fā)原因。 哪一種硬件中斷OB將被執(zhí)行缺省設(shè)置（OB40用于執(zhí)行所有的硬件中斷），用戶通過STEP 7，可以使用功能塊激活硬件中斷的生成。 第55頁/共90頁第五十五頁，共91頁。 圖5-16 5-16 循環(huán)(xnhun)(xnhun)程序的處理過程第56頁/共90頁第五十六頁，共91

16、頁。 通常，被S7 CPU檢測( jin c)到并且用戶可以通過組織塊對其進(jìn)行處理的錯誤分為兩個基本類型。 （1）異步錯誤 （2）同步錯誤第57頁/共90頁第五十七頁，共91頁。 下面介紹一些錯誤處理組織塊。 （1）電源故障(gzhng)處理組織塊（OB81） （2）時間錯誤處理組織塊（OB80）第58頁/共90頁第五十八頁，共91頁。 （3）診斷中斷處理組織塊（OB82） （4）插入/拔出(b ch)模塊中斷組織塊（OB83） （5）CPU硬件故障處理組織塊（OB84）第59頁/共90頁第五十九頁，共91頁。 （6）優(yōu)先級錯誤處理組織塊（OB85） （7）機(jī)架故障(gzhng)組織塊（OB8

17、6） （8）通信錯誤組織塊（OB87）第60頁/共90頁第六十頁，共91頁。 同步(tngb)錯誤組織塊包括編程錯誤組織塊（OB121）和I/O訪問錯誤組織塊（OB122）。 （1）編程錯誤組織塊（OB121） （2）I/O訪問錯誤組織塊（OB122）第61頁/共90頁第六十一頁，共91頁。 圖5-17 OB1005-17 OB100的運行(ynxng)(ynxng)第62頁/共90頁第六十二頁，共91頁。5.5 啟動組織塊和中斷(zhngdun)處理 1CPU模塊的啟動方式 （1）暖啟動（WarmRestart） S7-300CPU（不包括CPU318）只有暖起動。有保持功能(gngnng)

18、的M/T/C/DB將保留原數(shù)值。第63頁/共90頁第六十三頁，共91頁。 （2）熱啟動（Hot Restart，僅S7-400有，在S7-300和S7-400H中沒有） 在RUN狀態(tài)時如果突然掉電，然后又重新(chngxn)上電，從上次RUN模式結(jié)束時程序被中斷之處繼續(xù)執(zhí)行，不對計數(shù)器等復(fù)位。第64頁/共90頁第六十四頁，共91頁。 （3）冷啟動（Cold Restart，CPU 417和CPU 417H） 冷啟動時，過程數(shù)據(jù)(shj)區(qū)的I，Q，M，T，C，DB等被復(fù)位為零。第65頁/共90頁第六十五頁，共91頁。 2啟動組織塊（OB100OB102） 在暖啟動、熱啟動或冷啟動時，操作系統(tǒng)分

19、別調(diào)用OB100、OB101或OB102。表5-7給出了對應(yīng)各種( zhn)啟動類型，操作系統(tǒng)調(diào)用不同的OB。第66頁/共90頁第六十六頁，共91頁。 表5-75-7啟動(qdng)(qdng)組織塊啟啟 動動 類類 型型相關(guān)相關(guān)OBOB熱啟動熱啟動OB101OB101暖啟動暖啟動OB100OB100冷啟動冷啟動OB102OB102第67頁/共90頁第六十七頁，共91頁。 表5-85-8OBOB的臨時(ln sh)(ln sh)（TEMPTEMP）變量表第68頁/共90頁第六十八頁，共91頁。 第69頁/共90頁第六十九頁，共91頁。 通常，當(dāng)下列事件發(fā)生后，CPU執(zhí)行啟動功能： （1）電源(

20、dinyun)上電后。 （2）用戶將CPU的狀態(tài)選擇開關(guān)從“STOP”扳到“RUN/RUN-P”后。第70頁/共90頁第七十頁，共91頁。 （3）從通信功能來請求后。 （4）多CPU方式同步之后。 （5）H系統(tǒng)(xtng)中連接后（只適用于備用CPU上）。第71頁/共90頁第七十一頁，共91頁。 圖5-18所示為啟動組織塊的具體執(zhí)行過程(guchng)。 （1）手動啟動后的啟動類型 （2）自動啟動后的啟動類型第72頁/共90頁第七十二頁，共91頁。 圖5-18 5-18 啟動(qdng)(qdng)組織塊的執(zhí)行過程第73頁/共90頁第七十三頁，共91頁。5.6 背景(bijng)組織塊 如果用

21、戶(yngh)用STEP 7定義最小的掃描循環(huán)時間，且該時間比實際的掃描循環(huán)時間長，則CPU在循環(huán)程序結(jié)束時，還有處理時間，該時間用于執(zhí)行背景OB（背景組織塊）。第74頁/共90頁第七十四頁，共91頁。 如果用戶的CPU中沒有OB90，則CPU等待，直到定義的最小掃描循環(huán)時間到達(dá)為止(wizh)。因此，對于那些對運行時間要求不高的過程，用戶可以用OB90，從而避免等待時間。第75頁/共90頁第七十五頁，共91頁。 結(jié)束了背景(bijng)周期之后背景(bijng)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

22、周期還沒有達(dá)到時保持。第76頁/共90頁第七十六頁，共91頁。 一個例外是在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(bngqi)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：第77頁/共90頁第七十七頁，共91頁。 （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(fngsh)下裝OB90到CPU之后第78頁/共90頁第七十八頁，共91頁。 這里需要注意的是，背景(bijng)組織塊的優(yōu)先級不能通過參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改。第79頁/共90頁第七十九頁，共91頁。 1OB90的編程 OB90

23、的運行時間不受CPU操作系統(tǒng)的監(jiān)視，因此，用戶(yngh)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，在編程時注意以下問題：第80頁/共90頁第八十頁，共91頁。 （1）OB90的清零事件。 （2）過程映像的刷新(shu xn)與OB90不同步。 第81頁/共90頁第八十一頁，共91頁。 2背景數(shù)據(jù)塊與共享數(shù)據(jù)塊之間的區(qū)別 共享數(shù)據(jù)塊不附屬于任何邏輯塊，它含有(hn yu)生產(chǎn)線或設(shè)備所需的值，并可以在程序的任何點直接使用。第82頁/共90頁第八十二頁，共91頁。 背景數(shù)據(jù)塊直接(zhji)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)。第83頁/共90頁第八十三頁，共91頁。 表5-9所示為OB90的臨時(ln sh)（TEMP）變量。變量名為OB9