第5章-S7的組織塊和中斷處理

1、第5章S7的組織塊和中斷處理,重點(diǎn)與難點(diǎn)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(dòng)的組織塊、背景組織塊、啟動(dòng)組織塊及相應(yīng)的中斷處理。,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；2掌握定期執(zhí)行的組織塊、事件驅(qū)動(dòng)的組織塊、啟動(dòng)組織塊和地背景組織塊及相應(yīng)的中斷處理。,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(dòng)的組織塊和中斷處理；5啟動(dòng)組織塊和中斷處理；6背景組織塊。,5.1組織塊概述,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(shí)中斷、外部硬件中斷、進(jìn)行錯(cuò)誤處理等。,（1）中斷過(guò)程（2）中斷源（3）組織塊,SIMATIC

2、S7-300有以下常用組織塊。OB1主程序循環(huán)。OB10時(shí)間中斷。OB20延時(shí)中斷。OB35循環(huán)中斷。OB40硬件中斷。B100再啟動(dòng)。,圖5-1S7-300的常用組織塊,表5-1OB的變量聲明表,表5-2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,S7CPU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(dòng)它。,CPU啟動(dòng)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）。,OB1的優(yōu)先級(jí)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。,一般來(lái)說(shuō)，以下事件可導(dǎo)致操作系統(tǒng)調(diào)用OB1。（1）CPU

3、啟動(dòng)完畢。（2）OB1執(zhí)行到上一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束。,OB1執(zhí)行完后，操作系統(tǒng)發(fā)送全局?jǐn)?shù)據(jù)。再次啟動(dòng)OB1之前，操作系統(tǒng)會(huì)將輸出映像區(qū)數(shù)據(jù)寫入輸出模板，刷新輸入映像區(qū)并接收全局?jǐn)?shù)據(jù)。,S7監(jiān)視最長(zhǎng)循環(huán)時(shí)間，保證最長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間。,表5-3OB1的臨時(shí)變量,圖5-2循環(huán)程序的處理,表5-4循環(huán)程序處理的各個(gè)階段,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)，SFC46STP，SFB20STOP）。（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,STEP7提供多達(dá)8個(gè)OB（OB10OB17），它們可以運(yùn)行一次或周期性地

4、運(yùn)行。,設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用SFC或STEP7給CPU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。,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(duì)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。,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。,為了讓CPU啟動(dòng)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(dòng)該中斷有以下三種方法。,（1）通過(guò)STEP7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(dòng)啟動(dòng)。,（2）在用戶程序中用SFC28SET_

5、TINT和SFC30ACT_TINT，設(shè)置并激活日期時(shí)間中斷。（3）用STEP7的參數(shù)設(shè)置日期時(shí)間中斷，在用戶程序中用SFC30ACT_TINT激活日期時(shí)間中斷。,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。在特定的日期或時(shí)間執(zhí)行。從一個(gè)編程事件開始一段特定延時(shí)后執(zhí)行。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。當(dāng)CPU檢測(cè)到一個(gè)過(guò)程/硬件錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行。,當(dāng)CPU檢測(cè)到一個(gè)不依賴于程序指令的錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行。當(dāng)CPU檢測(cè)到一個(gè)與程序指令處理有關(guān)的錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行。,1日時(shí)鐘中斷（OB10

6、）OB10可按下列間隔運(yùn)行。,（1）Once（2）Everyminute（3）Hourly（4）Daily（5）Weekly（6）Monthly（7）Annually,下面給出OB10的起始時(shí)刻和間隔時(shí)間設(shè)置。（1）通過(guò)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(duì)OB10進(jìn)行配置。,（2）通過(guò)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(guò)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(lái)激活OB10。,表5-5描述了日期時(shí)間中斷的臨時(shí)變量（TEMP），變量名是OB10缺

7、省名稱。,表5-5日期時(shí)間中斷的臨時(shí)變量,2延時(shí)中斷OB20由調(diào)用SFC32啟動(dòng)，調(diào)用SFC32時(shí)要提供相應(yīng)的實(shí)參。,OB-NR：延時(shí)中斷OB的號(hào)碼。DTIME：延時(shí)長(zhǎng)度（160000ms）。SIGN：延時(shí)OB被調(diào)用時(shí)進(jìn)入OB的啟動(dòng)信息標(biāo)志器。RET-VALOB：執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)的錯(cuò)誤代碼。,處理延時(shí)中斷的SFC：SFC32SRT_TINT啟動(dòng)延時(shí)中斷SFC33CAN_DINT取消延時(shí)中斷SFC34QRY_TINT查詢延時(shí)中斷,5.4事件驅(qū)動(dòng)的組織塊和中斷處理,S7提供多達(dá)8個(gè)獨(dú)立的硬件中斷組織塊OB（OB40OB47）。通過(guò)STEP7進(jìn)行參數(shù)賦值，可以為會(huì)觸發(fā)硬件中斷的每一個(gè)信號(hào)模板指定

8、以下參數(shù)。,哪個(gè)通道在哪種條件下觸發(fā)一個(gè)硬件中斷。哪一個(gè)硬件中斷OB被分配到單獨(dú)的通道組。,設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用STEP7為每一個(gè)硬件中斷OB選擇優(yōu)先級(jí)。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(qǐng)，在空閑后會(huì)執(zhí)行該中斷。,用SFC3942可以禁止、延時(shí)和再使能硬件中斷?？梢杂肧TEP7中的SFC5557，為硬件中斷模板賦值參數(shù)。,響應(yīng)來(lái)自不同模塊（如：I/O模塊、CP模塊或FM模塊）發(fā)出的過(guò)程警告或硬件中斷請(qǐng)求信號(hào)。,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5-6硬件中斷OB的臨時(shí)變量,S7CPU提供有硬件中斷

9、OB（OB40-OB47），用于對(duì)模板（例如信號(hào)模板、通信處理器、功能模板）上的信號(hào)變化進(jìn)行響應(yīng)。,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。,如果用戶在參數(shù)設(shè)置中沒(méi)有選中硬件中斷OB，則它們不能啟動(dòng)。,用戶通過(guò)STEP7必須給具有硬件中斷能力的信號(hào)模板設(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(guò)STEP7，可以使用功能塊激活硬件中斷的生成。,圖5-16循環(huán)程序的處理過(guò)程,通常，被S7CPU檢測(cè)到并且用戶可以通過(guò)組織塊對(duì)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,下面介紹一些錯(cuò)誤處理組織塊

10、。（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(jí)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）,同步錯(cuò)誤組織塊包括編程錯(cuò)誤組織塊（OB121）和I/O訪問(wèn)錯(cuò)誤組織塊（OB122）。（1）編程錯(cuò)誤組織塊（OB121）（2）I/O訪問(wèn)錯(cuò)誤組織塊（OB122）,圖5-17OB100的運(yùn)行,5.5啟動(dòng)組織塊和中斷處理,1CPU模塊的啟動(dòng)方式（1）暖啟動(dòng)（WarmRestart）S7-300CPU（不

11、包括CPU318）只有暖起動(dòng)。有保持功能的M/T/C/DB將保留原數(shù)值。,（2）熱啟動(dòng)（HotRestart，僅S7-400有，在S7-300和S7-400H中沒(méi)有）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)執(zhí)行，不對(duì)計(jì)數(shù)器等復(fù)位。,（3）冷啟動(dòng)（ColdRestart，CPU417和CPU417H）冷啟動(dòng)時(shí)，過(guò)程數(shù)據(jù)區(qū)的I，Q，M，T，C，DB等被復(fù)位為零。,2啟動(dòng)組織塊（OB100OB102）在暖啟動(dòng)、熱啟動(dòng)或冷啟動(dòng)時(shí)，操作系統(tǒng)分別調(diào)用OB100、OB101或OB102。表5-7給出了對(duì)應(yīng)各種啟動(dòng)類型，操作系統(tǒng)調(diào)用不同的OB。,表5-7啟動(dòng)組織塊,

12、表5-8OB的臨時(shí)（TEMP）變量表,通常，當(dāng)下列事件發(fā)生后，CPU執(zhí)行啟動(dòng)功能：（1）電源上電后。（2）用戶將CPU的狀態(tài)選擇開關(guān)從“STOP”扳到“RUN/RUN-P”后。,（3）從通信功能來(lái)請(qǐng)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）。,圖5-18所示為啟動(dòng)組織塊的具體執(zhí)行過(guò)程。（1）手動(dòng)啟動(dòng)后的啟動(dòng)類型（2）自動(dòng)啟動(dòng)后的啟動(dòng)類型,圖5-18啟動(dòng)組織塊的執(zhí)行過(guò)程,5.6背景組織塊,如果用戶用STEP7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(zhǎng)，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）。,如果用戶的CPU中

13、沒(méi)有OB90，則CPU等待，直到定義的最小掃描循環(huán)時(shí)間到達(dá)為止。因此，對(duì)于那些對(duì)運(yùn)行時(shí)間要求不高的過(guò)程，用戶可以用OB90，從而避免等待時(shí)間。,結(jié)束了背景周期之后背景OB的優(yōu)先級(jí)為29，對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)0.29。因此，OB90在所有OB中優(yōu)先級(jí)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(méi)有達(dá)到時(shí)保持。,一個(gè)例外是在OB90中啟動(dòng)的SFC和SFB的執(zhí)行，它們用OB1的優(yōu)先級(jí)執(zhí)行并且不會(huì)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(dòng)之后（2）OB90中正在執(zhí)行的塊被刪除之后（用STEP7）（3）在RUN方式下裝OB90到CPU之后,

14、這里需要注意的是，背景組織塊的優(yōu)先級(jí)不能通過(guò)參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改。,1OB90的編程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(zhǎng)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(wèn)題：,（1）OB90的清零事件。（2）過(guò)程映像的刷新與OB90不同步。,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。,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)。,表5-9所示為OB90的臨時(shí)（TEMP）變量。變量名為OB90的缺省名。,表5-9OB90的臨時(shí)變量,本章小結(jié),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(dòng)的組織塊、啟動(dòng)組織塊和背景組織塊及相應(yīng)的中斷處理。,SIMAT