第8章任務(wù)編程

第8章任務(wù)編程8.1概述8.2任務(wù)的管理和使用8.3中斷任務(wù)思考題與習題8.1概述8.1.1任務(wù)編程的特點可分解為多個任務(wù)，由多人共同開發(fā)，最終合并在一個用戶程序中。根據(jù)功能可將某些任務(wù)定制為獨立性強的標準化模塊，這樣在進行新的編程時，如果有相同的功能要求，就可以方便地移植先前已有的任務(wù)模塊。提高總體響應性能。修改與調(diào)試簡便。容易實現(xiàn)程序的切換。用戶程序的可讀性好。8.1.2任務(wù)和程序圖為多個任務(wù)組成的程序。每個任務(wù)分配了一個獨立的程序，任務(wù)的最后一條指令是END，代表任務(wù)結(jié)束，END之后的指令不執(zhí)行。這些任務(wù)大體上分為兩類：循環(huán)任務(wù)和中斷任務(wù)，而中斷任務(wù)還可以作為擴充循環(huán)任務(wù)使用。1.循環(huán)任務(wù)當循環(huán)任務(wù)的狀態(tài)置為準備時，每個掃描周期執(zhí)行一次，最多能使用32個循環(huán)任務(wù)，任務(wù)編號為00～31，多個任務(wù)時按從小到大的順序執(zhí)行。2.中斷任務(wù)當中斷條件產(chǎn)生時，無論處于循環(huán)任務(wù)執(zhí)行、擴充循環(huán)任務(wù)執(zhí)行，還是I/O刷新、外設(shè)服務(wù)階段，都必須立即強制中斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷任務(wù)，執(zhí)行完后再返回執(zhí)行前的斷點。CP1H的中斷任務(wù)分為輸入中斷、定時中斷、高速計數(shù)器中斷和外部中斷四種。中斷任務(wù)還可以通過TKON指令的設(shè)置，作為擴充循環(huán)任務(wù)使用。3.擴充循環(huán)任務(wù)擴充循環(huán)任務(wù)能夠和通常的循環(huán)任務(wù)一樣周期性的執(zhí)行。在運行完循環(huán)任務(wù)（編號為00～31）后，對設(shè)置為“準備”狀態(tài)的中斷任務(wù)，按中斷任務(wù)編號由小到大順序執(zhí)行。最多執(zhí)行256個擴充循環(huán)任務(wù)，編號為0～255。但是，與通常的循環(huán)任務(wù)不同，擴充循環(huán)任務(wù)的屬性不能設(shè)置為啟動時自動執(zhí)行，只能由TKON指令啟動。8.1.3任務(wù)的執(zhí)行條件及相關(guān)設(shè)定任務(wù)的執(zhí)行條件和相關(guān)設(shè)定見表任務(wù)種類任務(wù)號執(zhí)行條件相關(guān)設(shè)定循環(huán)任務(wù)0～31在準備狀態(tài)（程序?qū)傩赃x中“操作開始”或由TKON指令啟動）下，取得執(zhí)行權(quán)后在每個周期執(zhí)行無（總是有效）中斷任務(wù)間隔定時中斷0中斷任務(wù)2根據(jù)CPU單元的內(nèi)置定時器，每經(jīng)過一定時間執(zhí)行由中斷屏蔽設(shè)置指令（MSKS指令）的定時中斷時間來設(shè)定（0～9999）PLC系統(tǒng)設(shè)定的“定時中斷時間單位設(shè)定”（10ms/1.0ms/0.1ms）輸入中斷0～7中斷任務(wù)140～147CPU單元內(nèi)置的輸入點上升沿或下降沿時執(zhí)行由中斷屏蔽設(shè)置指令（MSKS指令）進行指定點的中斷屏蔽解除高速計數(shù)器中斷中斷任務(wù)0～255在CPU單元內(nèi)置高速計數(shù)器的目標值比較一致或區(qū)域比較的條件滿足時執(zhí)行由比較表登錄指令CTBL進行比較條件設(shè)定和分配中斷任務(wù)號外部中斷中斷任務(wù)0～255在CP1H擴展使用的CJ特殊I/O單元或CPU總線單元要求時執(zhí)行無（總是有效）擴充循環(huán)任務(wù)0～255中斷任務(wù)0～255在準備狀態(tài)（由TKON指令啟動）下，取得執(zhí)行權(quán)后在每個周期執(zhí)行無（總是有效）任務(wù)的執(zhí)行條件1.未使能狀態(tài)（DISABLED）2.準備狀態(tài)（READY）3.執(zhí)行狀態(tài)（RUN）4.待機狀態(tài)（STANDBY）8.1.4任務(wù)的狀態(tài)及轉(zhuǎn)換各任務(wù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖所示。通過狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，可以對不執(zhí)行的程序區(qū)域進行任務(wù)分割，使之處于適當?shù)拇龣C狀態(tài)，以縮短掃描周期。8.2任務(wù)的管理和使用循環(huán)任務(wù)0的屬性設(shè)為“操作開始”時啟動，（a）中的循環(huán)任務(wù)0使用TKON、TKOF指令，控制循環(huán)任務(wù)0、1、2、3的執(zhí)行；（b）為任務(wù)0、1、2、3循環(huán)執(zhí)行的順序。圖a中，運行開始，任務(wù)0啟動，處于執(zhí)行狀態(tài)，其它的任務(wù)為未使能狀態(tài)。圖b中，A為ON時，任務(wù)1置為準備狀態(tài)，開始啟動，同任務(wù)0一樣，處于執(zhí)行狀態(tài)，而任務(wù)2、3處于未使能狀態(tài)。圖c中，D為ON時，任務(wù)0把自身置為待機狀態(tài)，從下一個周期開始，任務(wù)0不再執(zhí)行，而其它的任務(wù)保持原狀態(tài)。8.2.3任務(wù)與I/O內(nèi)存的關(guān)系（1）按各個任務(wù)分別單獨使用（2）各任務(wù)共同使用二者的區(qū)別是：在方法（1）中，循環(huán)任務(wù)1中使用的IR0和循環(huán)任務(wù)2中使用的IR0不相同。在方法（2）中，循環(huán)任務(wù)1中使用的IR0和循環(huán)任務(wù)2中使用的IR0相同。對于IR或DR而言，無論采用方法（1）還是方法（2），都必須使用CX-P設(shè)定。在工程窗口中，右鍵點擊“新PLC1”，如圖所示，在彈出子菜單中選擇“屬性”。在彈出的“PLC屬性”窗口中選取“每個任務(wù)獨立使用IR/DRs（I）”，如圖所示。設(shè)置PLC的屬性PLC屬性窗口8.2.4任務(wù)對指令的限制某些需配對使用的指令必須在同一任務(wù)中，否則錯誤標志位P_ER將置位，不能執(zhí)行指令。這些需要配對使用的指令為：JMP/JME、CJP/JME、CJPN/JME、JMP0/JME0、FOR/NEXT、IL/ILC、SBS/SBN/RET、MCRO/SBN/RET、STEPS/STEP。某些指令在中斷任務(wù)中不能被執(zhí)行，但是將中斷任務(wù)切換為擴充循環(huán)任務(wù)后就可以執(zhí)行了,TKON、TKOF、STEP、SNEX、STUP、DI、EI。某些指令在中斷任務(wù)內(nèi)執(zhí)行結(jié)果將不準確。指令為：TIM/TIMX、TIMH/TIMHX、TTIM/TTIMX、MTIM/MTIMX、TIML/TIMLX、TIMW/TIMWX、TMHW/TMHWX、PID、FPD、STUP。8.2.5任務(wù)標志1.循環(huán)任務(wù)的標志1）任務(wù)標志（TK00～TK31）任務(wù)標志TK00～TK31是在確認當前任務(wù)是否被執(zhí)行時使用，當循環(huán)任務(wù)為準備狀態(tài)時置1，在未使能或待機狀態(tài)時置0。任務(wù)00～31對應于標志TK00～TK31。2）任務(wù)初次啟動標志A200.15任務(wù)初次啟動標志A200.15是在運行程序中進行一次初始化處理時使用。當循環(huán)任務(wù)從未使能轉(zhuǎn)換為準備并得到執(zhí)行權(quán)，處于執(zhí)行狀態(tài)時置為1，實際結(jié)束時置為0。循環(huán)任務(wù)通過該標志可以判斷自身是否為初次執(zhí)行。當初次執(zhí)行時可以進行初始化處理，如圖8.17所示。4.任務(wù)上升沿標志A200.14任務(wù)上升沿標志A200.14是每次任務(wù)啟動時用于初始化處理。當循環(huán)任務(wù)從未使能狀態(tài)轉(zhuǎn)換為準備狀態(tài)時置為1。通過把該標志作為輸入條件，能夠進行任務(wù)啟動時（用TKON指令將此前為待機狀態(tài)的循環(huán)任務(wù)置成準備狀態(tài)時）的初始化處理。

2．任務(wù)的共享標志1）任務(wù)出錯標志A295.12當在一個循環(huán)周期內(nèi)不存在一個準備狀態(tài)的循環(huán)任務(wù)或擴充循環(huán)任務(wù)時，或不存在分配給循環(huán)任務(wù)的程序時，或不存在分配給啟動的中斷任務(wù)（包括擴充循環(huán)任務(wù)）的程序時，任務(wù)出錯標志A295.12置為1。2）出錯的任務(wù)號通道A294由于程序出錯而停止運行時，出錯的任務(wù)種類及任務(wù)號將保存在A294通道中，見表。由此可以判定發(fā)生異常的任務(wù)。當異常解除時A294的值被清零。同時將該程序停止時所處的程序地址保存在A298（程序地址低字）和A299通道（程序地址高字）。任務(wù)種類A294循環(huán)任務(wù)0000～001FHex（對應任務(wù)00～31）中斷任務(wù)（包括擴充循環(huán)任務(wù)）8000～80FFHex（對應中斷任務(wù)0～255）程序停止時A294通道的數(shù)據(jù)8.2.6任務(wù)設(shè)計的原則任務(wù)編程是模塊化編程的進一步發(fā)展，但優(yōu)點更突出。將任務(wù)進行不同的組織就構(gòu)成不同的程序，如圖所示每個任務(wù)執(zhí)行結(jié)束時，所有的標志位，如ER、CY、EQ、AER等均被置為0。任務(wù)劃分及設(shè)計時要考慮以下問題：可從多種角度劃分任務(wù)（1）按執(zhí)行條件劃分。（2）按外部輸入/輸出劃分。（3）按功能劃分。將程序劃分為時序控制、模擬量控制、人機處理、異常處理等任務(wù)。（4）按生產(chǎn)工序劃分。（5）按加工工件劃分。（6）按開發(fā)者劃分。（7）按執(zhí)行優(yōu)先級劃分。分為周期任務(wù)和中斷任務(wù)。任務(wù)劃分時應盡可能減少數(shù)據(jù)交換，以提高各自獨立性采用全局管理任務(wù)來控制其它任務(wù)的執(zhí)行或待機將循環(huán)任務(wù)或擴充循環(huán)任務(wù)中優(yōu)先級高的任務(wù)分配小的任務(wù)號將優(yōu)先級高的中斷任務(wù)分配為小的中斷任務(wù)號任務(wù)一旦被啟動，只要沒有被自身或其它任務(wù)設(shè)為待機狀態(tài)，則在下一周期之后成為可執(zhí)行狀態(tài)，執(zhí)行條件的任務(wù)分支時，不要忘記插入針對于其它任務(wù)的TKOF指令劃分清楚各任務(wù)共同使用的內(nèi)存區(qū)域和各任務(wù)單獨使用的內(nèi)存區(qū)域。在進行任務(wù)執(zhí)行時的初始化處理時，使用以下標志：（1）在運行中只進行一次初始化處理時，使用任務(wù)初次啟動標志A200.15。（2）只要任務(wù)啟動就進行初始化處理時，使用任務(wù)上升沿標志A200.14。8.3中斷任務(wù)8.3.1CP1H的中斷功能CP1H的中斷分為下列5種情況。1）直接模式的輸入中斷固定分配的中斷任務(wù)號為140～147。2)計數(shù)器模式的輸入中斷3)間隔定時中斷4)高速計數(shù)器中斷:可通過指令分配中斷任務(wù)0～255。5）外部中斷中斷原因中斷任務(wù)號中斷條件設(shè)定方法最大點數(shù)用途例輸入中斷0~7140~147計數(shù)CPU單元內(nèi)置的中斷輸入接點的上升沿/下降沿（直接模式）或指定次數(shù)的上升沿/下降沿（計數(shù)模式）時用MSKS（中斷屏蔽設(shè)置）指令來指定哪個輸入編號為中斷有效8點可使特定的輸入接點實現(xiàn)高速響應高速計數(shù)器0~255對于高速計數(shù)當前值與目標一致比較或區(qū)域比較的條件成立時用CTBL（比較表登錄）指令指定和比較條件一起執(zhí)行的中斷任務(wù)號256點在由編碼器脈沖的計數(shù)值來定位時間隔定時中斷02定時（一定時間間隔）用MSKS（中斷屏蔽設(shè)置）指令來指定定時中斷時間PLC系統(tǒng)設(shè)定的“定時中斷時間單位設(shè)定”1點可以按一定的間隔顯示運行狀況外部中斷0~255有來自CJ的特殊I/O單元、CPU總線單元的中斷要求時無（總是有效）256點使用CJ系列高功能單元的功能的各種條件中斷中斷任務(wù)一覽表中斷任務(wù)程序的編程方法是在工程工作區(qū)窗口中右擊“新程序1”，在彈出的上下文菜單中選擇“屬性”項。在彈出的程序?qū)傩詫υ捒蛑性O(shè)定“任務(wù)類型”，設(shè)定中斷任務(wù)00的示例。設(shè)置新程序2屬性中斷任務(wù)設(shè)置中斷任務(wù)執(zhí)行的優(yōu)先順序，在輸入中斷（直接模式/計數(shù)器模式）、高速計數(shù)器中斷、定時中斷和外部中斷中，都是相同的順序。8.3.2直接模式的輸入中斷直接模式下輸入中斷使用的輸入點編號根據(jù)CPU單元的不同而異。表列出了X/XA型CP1H的中斷輸入點分配。輸入點輸入動作設(shè)定任務(wù)號通道編號（位）通用輸入輸入中斷0CH00通用輸入0輸入中斷0中斷任務(wù)14001通用輸入1輸入中斷1中斷任務(wù)14102①通用輸入2輸入中斷2中斷任務(wù)14203①通用輸入3輸入中斷3中斷任務(wù)14304~11通用輸入4~11————1CH00通用輸入12輸入中斷4中斷任務(wù)14401通用輸入13輸入中斷5中斷任務(wù)14502通用輸入14輸入中斷6中斷任務(wù)14603通用輸入15輸入中斷7中斷任務(wù)14704~11通用輸入16~23————在工程工作區(qū)中點擊“設(shè)置”，在彈出的窗口中選擇“內(nèi)置輸入設(shè)置”，將用作中斷輸入使用的輸入點用途設(shè)定為“中斷”。IN0～IN7對應輸入中斷0～7，這些點作為通用輸入使用時，保持“普通”設(shè)定。PLC必須斷電再上電，設(shè)定才能生效。輸入中斷的設(shè)定在程序中利用MSKS指令進行設(shè)置，兩次使用MSKS指令，第一次指定輸入中斷在上升沿還是下降沿響應，第二次指定輸入中斷允許還是禁止。輸入中斷號中斷任務(wù)號設(shè)定輸入的上升沿/下降沿設(shè)定輸入中斷的允許/禁止N輸入中斷號S執(zhí)行條件N輸入中斷號S允許/禁止設(shè)定#0輸入中斷140110（或10）#0000上升沿指定#0001下降沿指定100（或6）#0000中斷允許#0001中斷允許#1輸入中斷141111（或11）101（或7）#2輸入中斷142①112（或12）102（或8）#3輸入中斷143①113（或13）103（或9）#4輸入中斷144114104#5輸入中斷145115105#6輸入中斷146116106#7輸入中斷147117107MSKS指令的操作數(shù)當輸入點0.00由OFF→ON時，直接模式下執(zhí)行中斷任務(wù)140，設(shè)定步驟：將輸入設(shè)備連接到輸入點0.00。通過CX-P用PLC設(shè)定將輸入0.00設(shè)定為中斷輸入點。通過CX-P編寫中斷處理程序，并分配到中斷任務(wù)140。通過CX-P利用MSKS指令編程，如圖所示。當執(zhí)行條件W0.00由OFF→ON時，執(zhí)行MSKS指令，此后，如輸入0.00從OFF向ON變化（上升沿），則將執(zhí)行中的循環(huán)任務(wù)暫時中斷，開始執(zhí)行中斷任務(wù)140。當中斷任務(wù)執(zhí)行完畢，則返回中斷前的循環(huán)任務(wù)程序，從斷點處繼續(xù)執(zhí)行。8.3.3計數(shù)器模式的輸入中斷計數(shù)器模式的輸入中斷與直接模式的輸入中斷使用同樣的輸入點，對輸入信號的上升沿或下降沿進行計數(shù)，可選擇加法或減法模式，計數(shù)頻率可達5KHz，計數(shù)器當前值計數(shù)結(jié)束時啟動相應的中斷任務(wù)。輸入點與中斷任務(wù)號及計數(shù)器區(qū)域的關(guān)系見表。輸入點功能計數(shù)器X/XA型Y型輸入中斷號中斷任務(wù)No.設(shè)定值（0000~FFFFHex）當前值0.000.00#0輸入中斷140A532CHA536CH0.010.01#1輸入中斷141A533CHA537CH0.02—#2輸入中斷142(Y型不可使用)A534CHA538CH0.03—#3輸入中斷143(Y型不可使用)A535CHA539CH1.001.00#4輸入中斷144A544CHA548CH1.011.01#5輸入中斷145A545CHA549CH1.021.03#6輸入中斷146A546CHA550CH1.031.03#7輸入中斷147A547CHA551CHPLC設(shè)定與直接模式的輸入中斷方法相同，MSKS指令的操作數(shù)見表輸入點中斷任務(wù)號設(shè)定輸入的上升沿/下降沿設(shè)定輸入中斷的允許/禁止N輸入中斷號S執(zhí)行條件N輸入中斷號S允許/執(zhí)行條件#0輸入中斷140110（或10）#0000上升沿指定#0001下降沿指定100（或6）#0001中斷禁止#0002中斷允許，計數(shù)器模式，啟動加法計數(shù)#0003中斷允許，計數(shù)器模式，啟動減法計數(shù)#1輸入中斷141111（或11）100（或6）#2輸入中斷（1）142①112（或12）100（或6）#3輸入中斷（1）143①113（或13）100（或6）#4輸入中斷144114104#5輸入中斷145115105#6輸入中斷146116106#7輸入中斷147117107對輸入0.01的上升沿進行200次計數(shù)（計數(shù)方式設(shè)為加法模式），執(zhí)行中斷任務(wù)141，設(shè)定步驟如下：將輸入設(shè)備連接到輸入點0.01。通過CX-P用PLC設(shè)定將輸入0.01設(shè)定為中斷輸入點。通過CX-P編寫中斷處理程序，并分配到中斷任務(wù)141。通過CX-P將中斷計數(shù)器的設(shè)定值00C8H（200）設(shè)定到A533CH。通過CX-P利用MSKS指令編程，。如圖所示，當執(zhí)行條件W0.00由OFF→ON時，執(zhí)行MSKS指令，可進行計數(shù)模式輸入中斷。如輸入點0.01通斷200次，則將執(zhí)行中的循環(huán)任務(wù)暫時中斷，開始執(zhí)行中斷任務(wù)141。當中斷任務(wù)執(zhí)行完畢，則返回中斷前的循環(huán)任務(wù)程序，從斷點處繼續(xù)執(zhí)行。此時，中斷計數(shù)器的當前值清0，對0.01從0開始重新計數(shù)，重復上述過程。8.3.4間隔定時中斷在工程工作區(qū)中雙擊“設(shè)置”，在彈出的窗口中選擇“時序”，設(shè)定“定時中斷間隔”的單位時間，可設(shè)定的單位時間為10ms/1ms/0.1ms，該單位時間乘以通過MSKS指令設(shè)定的值，即為間隔定時中斷任務(wù)的循環(huán)執(zhí)行周期。PLC必須斷電再上電，設(shè)定才能生效。MSKS指令的操作數(shù)見表8.8。間隔定時中斷時執(zhí)行中斷任務(wù)02，其設(shè)定方法是在工程工作區(qū)中，右擊“新程序1”選擇“屬性”，在彈出的窗口中選擇“中斷任務(wù)02”。

MSKS指令的操作數(shù)中斷時間間隔（周期）N間隔定時中斷號S中斷時間PLC系統(tǒng)中的單位時間設(shè)定中斷時間間隔間隔定時中斷0（中斷任務(wù)2）14：指定復位開始4：指定非復位開始#0000~#270F（0~9999）10ms10~99990ms1ms1~9999ms0.1ms0.5~999.9msMSKS指令的操作數(shù)按照30.5ms的時間執(zhí)行間隔定時中斷2，設(shè)定步驟如下：（1）通過CX-P用PLC系統(tǒng)設(shè)定，將定時中斷單位時間設(shè)定設(shè)定為0.1ms（2）通過CX-P編寫間隔定時中斷任務(wù)02的處理程序。（3）通過CX-P利用MSKS指令編程，如圖所示。如圖所示，當執(zhí)行條件W0.00由OFF→ON時，執(zhí)行MASKS指令，可進行間隔定時中斷，將定時器復位后開始計時。每隔30.5ms執(zhí)行一次定時中斷任務(wù)02。8.3.5高速計數(shù)器中斷在工程工作區(qū)中雙擊“設(shè)置”，在彈出的窗口中選擇“內(nèi)置輸入設(shè)置”，選中所使用的高速計數(shù)器，設(shè)置相關(guān)的選項。如圖所示。PLC必須斷電再上電，設(shè)定才能生效。高速計數(shù)器使用的輸入端子隨PLC單元類型不同而異。表列出了X/XA型CP1H的輸入端子分配情況。輸入點通過PLC系統(tǒng)設(shè)定將#0、#1、#2、#3高速計數(shù)器設(shè)定為“使用”時的功能通道編號(位)0CH00—01#2高速計數(shù)器（Z相/復位）02#1高速計數(shù)器（Z相/復位）03#0高速計數(shù)器（Z相/復位）04#2高速計數(shù)器（A相/加法/計數(shù)輸入）05#2高速計數(shù)器（B相/減法/方向輸入）06#1高速計數(shù)器（A相/加法/計數(shù)輸入）07#1高速計數(shù)器（B相/減法/方向輸入）08#0高速計數(shù)器（A相/加法/計數(shù)輸入）09#0高速計數(shù)器（B相/減法/方向輸入）10#3高速計數(shù)器（A相/加法/計數(shù)輸入）11#3高速計數(shù)器（B相/減法/方向輸入）1CH00#3高速計數(shù)器（Z相/復位）01~11高速計數(shù)器輸