S的组织块和中断处理实用教案

1、 重点与难点 组织块的基本概念，组织块的循环执行，定期执行的组织块、事件驱动的组织块、背景组织块、启动组织块及相应的中断(zhngdun)处理。第1页/共90页第一页，共91页。 基本要求 1理解组织块的基本概念及组织块的循环执行(zhxng)； 2掌握定期执行(zhxng)的组织块、事件驱动的组织块、启动组织块和地背景组织块及相应的中断处理。第2页/共90页第二页，共91页。 本章内容 1组织块概述； 2组织块的循环执行； 3定期执行的组织块和中断处理； 4事件驱动的组织块和中断处理； 5启动(qdng)组织块和中断处理； 6背景组织块。第3页/共90页第三页，共91页。 组织块的循环执行组

2、织块的循环执行5.2定期执行的组织块和中断处理定期执行的组织块和中断处理5.3组织块概述组织块概述5.1事件驱动的组织块和中断处理事件驱动的组织块和中断处理5.4第4页/共90页第四页，共91页。 本章小结本章小结5.7背景组织块背景组织块5.6启动组织块和中断处理启动组织块和中断处理5.5第5页/共90页第五页，共91页。5.1组织(zzh)块概述 组织块是操作系统与用户程序之间的接口。用组织块可以响应延时中断、外部硬件(yn jin)中断、进行错误处理等。第6页/共90页第六页，共91页。 （1）中断(zhngdun)过程 （2）中断(zhngdun)源 （3）组织块第7页/共90页第七页

3、，共91页。 SIMATIC S7-300有以下常用组织块。 OB1主程序循环。 OB10时间中断(zhngdun)。 OB20延时中断(zhngdun)。 OB35循环中断(zhngdun)。 OB40硬件中断(zhngdun)。 B100再启动。第8页/共90页第八页，共91页。 图5-1 S7-3005-1 S7-300的常用(chn yn)(chn yn)组织块第9页/共90页第九页，共91页。 表5-15-1 OBOB的变量(binling)(binling)声明表第10页/共90页第十页，共91页。 表5-25-2 控制中断(zhngdun)(zhngdun)组织块的系统功能块第1

4、1页/共90页第十一页，共91页。5.2 组织(zzh)块的循环执行 S7 CPU操作系统周期性地执行组织(zzh)块OB1程序。当OB1执行完毕，操作系统再次启动它。第12页/共90页第十二页，共91页。 CPU启动后，OB1被循环执行，同时可以(ky)在OB1中调用其他功能块（FB，SFB）或功能（FC，SFC）。第13页/共90页第十三页，共91页。 OB1的优先级最低，其循环时间被监控。即除OB90以外，其他所有(suyu)OB均可打断OB1的执行。第14页/共90页第十四页，共91页。 一般来说，以下事件可导致操作系统调用OB1。 （1）CPU启动完毕。 （2）OB1执行到上一个(y

5、 )循环周期结束。第15页/共90页第十五页，共91页。 OB1执行完后，操作系统发送全局数据。再次启动OB1之前，操作系统会将输出映像(yn xin)区数据写入输出模板，刷新输入映像(yn xin)区并接收全局数据。第16页/共90页第十六页，共91页。 S7监视最长循环时间(shjin)，保证最长的响应时间(shjin)。 第17页/共90页第十七页，共91页。 表5-35-3 OB1OB1的临时(ln sh)(ln sh)变量第18页/共90页第十八页，共91页。 图5-2 5-2 循环(xnhun)(xnhun)程序的处理第19页/共90页第十九页，共91页。 表5-45-4 循环程序

6、处理的各个(gg)(gg)阶段第20页/共90页第二十页，共91页。 循环程序处理可以被以下事件中断。 （1）一个中断。 （2）STOP命令（模式(msh)选择开关，编程器上的菜单选项，SFC46 STP，SFB20 STOP）。 （3）电源掉电。 （4）出现故障或编程错误。第21页/共90页第二十一页，共91页。5.3 定期执行的组织块和中断(zhngdun)处理 STEP 7提供多达8个OB（OB10OB17），它们可以(ky)运行一次或周期性地运行。第22页/共90页第二十二页，共91页。 设计人员可以运用(ynyng)SFC或STEP 7给CPU分配参数，这些OB在特定的日期和时间或以

7、一定间隔由操作系统调用执行。第23页/共90页第二十三页，共91页。 日期时间中断可按如下方式触发。 （1）在某特定时间（用绝对形式定义日期时间）执行一次。 （2）从特定的时间开始并按中断应重复的间隔( jin g)（如：每分钟、每小时、每天）周期地执行。第24页/共90页第二十四页，共91页。 日期时间中断只有设置了参数，并且在相应(xingyng)的组织块中有用户程序存在时才能被执行。 第25页/共90页第二十五页，共91页。 为了让CPU启动日期(rq)时间中断，用户必须首先设置日期(rq)时间中断，然后再激活它。启动该中断有以下三种方法。第26页/共90页第二十六页，共91页。 （1）

8、通过STEP 7中设置(shzh)相应的参数（“日期时间中断”参数块），实现日期时间中断的自动启动。第27页/共90页第二十七页，共91页。 （2）在用户程序中用SFC28 SET_TINT和SFC 30 ACT_TINT，设置(shzh)并激活日期时间中断。 （3）用STEP 7的参数设置(shzh)日期时间中断，在用户程序中用SFC 30 ACT_TINT激活日期时间中断。第28页/共90页第二十八页，共91页。 OB可以分为两类：执行周期性工作的OB（日时钟(shzhng)中断）和响应错误的OB（错误中断）。第29页/共90页第二十九页，共91页。 （1）执行周期性工作的OB（日时钟中断

9、）的执行条件如下。 在特定的日期或时间执行。 从一个编程事件开始(kish)一段特定延时后执行。 按特定周期循环执行。第30页/共90页第三十页，共91页。 （2）响应错误的OB（错误中断）的执行条件如下(rxi)。 当CPU检测到一个过程/硬件错误时执行。第31页/共90页第三十一页，共91页。 当CPU检测( jin c)到一个不依赖于程序指令的错误时执行。 当CPU检测( jin c)到一个与程序指令处理有关的错误时执行。第32页/共90页第三十二页，共91页。 1日时钟中断（OB10） OB10可按下列间隔(jin g)运行。第33页/共90页第三十三页，共91页。 （1）Once （

10、2）Every minute （3）Hourly （4）Daily （5）Weekly （6）Monthly （7）Annually 第34页/共90页第三十四页，共91页。 下面给出OB10的起始时刻和间隔时间设置。 （1）通过定义OB10执行的起始时刻（日期和/或时间）和间隔时间对OB10进行( jnxng)配置。第35页/共90页第三十五页，共91页。 （2）通过(tnggu)S7组态工具配置CPU的日时钟的中断参数或者在程序中调用SFC28（SET-TINT）设置时间。第36页/共90页第三十六页，共91页。 （3）通过S7组态工具在CPU的日时钟中断参数块中选择激活项。 （4）在程序

11、(chngx)中调用SFC30（ACT-TINT）来激活OB10。第37页/共90页第三十七页，共91页。 表5-5描述了日期时间(shjin)中断的临时变量（TEMP），变量名是 OB10 缺省名称。第38页/共90页第三十八页，共91页。 表5-55-5 日期时间(shjin)(shjin)中断的临时变量第39页/共90页第三十九页，共91页。 第40页/共90页第四十页，共91页。 2延时中断(zhngdun)OB 20 由调用SFC 32启动，调用SFC 32时要提供相应的实参。第41页/共90页第四十一页，共91页。 OB-NR：延时中断OB的号码。 DTIME：延时长度(chngd

12、)（160 000ms）。 SIGN：延时OB被调用时进入OB的启动信息标志器。 RET-VAL OB：执行过程中发生错误时的错误代码。第42页/共90页第四十二页，共91页。 处理延时中断的SFC： SFC32 SRT_TINT 启动(qdng)延时中断 SFC33 CAN_DINT 取消延时中断 SFC34 QRY_TINT 查询延时中断第43页/共90页第四十三页，共91页。5.4 事件驱动的组织(zzh)块和中断处理 S7提供多达8个独立的硬件中断组织块OB（OB40OB47）。通过STEP 7进行参数赋值，可以为会触发硬件中断的每一个(y )信号模板指定以下参数。第44页/共90页第

13、四十四页，共91页。 哪个通道在哪种条件下触发一个硬件中断(zhngdun)。 哪一个硬件中断(zhngdun)OB被分配到单独的通道组。第45页/共90页第四十五页，共91页。 设计人员可以运用STEP 7为每一个硬件中断OB选择优先级。如果一个硬件中断被触发并且(bngqi)它的OB正在由于另一个模板的硬件中断而激活，则记录新的中断申请，在空闲后会执行该中断。第46页/共90页第四十六页，共91页。 用SFC3942可以禁止、延时和再使能硬件中断。可以用STEP 7中的SFC 5557，为硬件中断模板(mbn)赋值参数。第47页/共90页第四十七页，共91页。 响应来自不同模块（如：I/O

14、模块、CP模块或FM模块）发出(fch)的过程警告或硬件中断请求信号。 第48页/共90页第四十八页，共91页。 表5-6描述了硬件中断OB的临时(ln sh)变量（TEMP），变量名是OB40的缺省名称。第49页/共90页第四十九页，共91页。 表5-65-6硬件中断(zhngdun)OB(zhngdun)OB的临时变量第50页/共90页第五十页，共91页。 第51页/共90页第五十一页，共91页。 S7CPU提供有硬件中断OB（OB40-OB47），用于对模板（例如信号模板、通信处理器、功能模板）上的信号变化进行( jnxng)响应。 第52页/共90页第五十二页，共91页。 硬件中断只有

15、当CPU的程序中存在相应的组织块时，才能(cinng)执行。 第53页/共90页第五十三页，共91页。 如果用户在参数设置中没有选中硬件中断(zhngdun)OB，则它们不能启动。 第54页/共90页第五十四页，共91页。 用户通过STEP 7必须给具有硬件中断能力的信号模板(mbn)设置如下参数集。 硬件中断的触发原因。 哪一种硬件中断OB将被执行缺省设置（OB40用于执行所有的硬件中断），用户通过STEP 7，可以使用功能块激活硬件中断的生成。 第55页/共90页第五十五页，共91页。 图5-16 5-16 循环(xnhun)(xnhun)程序的处理过程第56页/共90页第五十六页，共91

16、页。 通常，被S7 CPU检测( jin c)到并且用户可以通过组织块对其进行处理的错误分为两个基本类型。 （1）异步错误 （2）同步错误第57页/共90页第五十七页，共91页。 下面介绍一些错误处理组织块。 （1）电源故障(gzhng)处理组织块（OB81） （2）时间错误处理组织块（OB80）第58页/共90页第五十八页，共91页。 （3）诊断中断处理组织块（OB82） （4）插入/拔出(b ch)模块中断组织块（OB83） （5）CPU硬件故障处理组织块（OB84）第59页/共90页第五十九页，共91页。 （6）优先级错误处理组织块（OB85） （7）机架故障(gzhng)组织块（OB8

17、6） （8）通信错误组织块（OB87）第60页/共90页第六十页，共91页。 同步(tngb)错误组织块包括编程错误组织块（OB121）和I/O访问错误组织块（OB122）。 （1）编程错误组织块（OB121） （2）I/O访问错误组织块（OB122）第61页/共90页第六十一页，共91页。 图5-17 OB1005-17 OB100的运行(ynxng)(ynxng)第62页/共90页第六十二页，共91页。5.5 启动组织块和中断(zhngdun)处理 1CPU模块的启动方式 （1）暖启动（WarmRestart） S7-300CPU（不包括CPU318）只有暖起动。有保持功能(gngnng)

18、的M/T/C/DB将保留原数值。第63页/共90页第六十三页，共91页。 （2）热启动（Hot Restart，仅S7-400有，在S7-300和S7-400H中没有） 在RUN状态时如果突然掉电，然后又重新(chngxn)上电，从上次RUN模式结束时程序被中断之处继续执行，不对计数器等复位。第64页/共90页第六十四页，共91页。 （3）冷启动（Cold Restart，CPU 417和CPU 417H） 冷启动时，过程数据(shj)区的I，Q，M，T，C，DB等被复位为零。第65页/共90页第六十五页，共91页。 2启动组织块（OB100OB102） 在暖启动、热启动或冷启动时，操作系统分

19、别调用OB100、OB101或OB102。表5-7给出了对应各种( zhn)启动类型，操作系统调用不同的OB。第66页/共90页第六十六页，共91页。 表5-75-7启动(qdng)(qdng)组织块启启 动动 类类 型型相关相关OBOB热启动热启动OB101OB101暖启动暖启动OB100OB100冷启动冷启动OB102OB102第67页/共90页第六十七页，共91页。 表5-85-8OBOB的临时(ln sh)(ln sh)（TEMPTEMP）变量表第68页/共90页第六十八页，共91页。 第69页/共90页第六十九页，共91页。 通常，当下列事件发生后，CPU执行启动功能： （1）电源(

20、dinyun)上电后。 （2）用户将CPU的状态选择开关从“STOP”扳到“RUN/RUN-P”后。第70页/共90页第七十页，共91页。 （3）从通信功能来请求后。 （4）多CPU方式同步之后。 （5）H系统(xtng)中连接后（只适用于备用CPU上）。第71页/共90页第七十一页，共91页。 图5-18所示为启动组织块的具体执行过程(guchng)。 （1）手动启动后的启动类型 （2）自动启动后的启动类型第72页/共90页第七十二页，共91页。 图5-18 5-18 启动(qdng)(qdng)组织块的执行过程第73页/共90页第七十三页，共91页。5.6 背景(bijng)组织块 如果用

21、户(yngh)用STEP 7定义最小的扫描循环时间，且该时间比实际的扫描循环时间长，则CPU在循环程序结束时，还有处理时间，该时间用于执行背景OB（背景组织块）。第74页/共90页第七十四页，共91页。 如果用户的CPU中没有OB90，则CPU等待，直到定义的最小扫描循环时间到达为止(wizh)。因此，对于那些对运行时间要求不高的过程，用户可以用OB90，从而避免等待时间。第75页/共90页第七十五页，共91页。 结束了背景(bijng)周期之后背景(bijng)OB的优先级为29，对应的优先级0.29。因此，OB90在所有OB中优先级最低，它可以被任何系统功能和任务所中断并仅在所选的最小扫描

22、周期还没有达到时保持。第76页/共90页第七十六页，共91页。 一个例外是在OB90中启动的SFC和SFB的执行，它们用OB1的优先级执行并且(bngqi)不会被OB1中断。OB90中的用户程序在下述情况下被从第一条指令处开始处理：第77页/共90页第七十七页，共91页。 （1）暖、冷或热启动之后 （2）OB90中正在执行的块被删除之后（用STEP 7） （3）在RUN方式(fngsh)下装OB90到CPU之后第78页/共90页第七十八页，共91页。 这里需要注意的是，背景(bijng)组织块的优先级不能通过参数设置进行修改。第79页/共90页第七十九页，共91页。 1OB90的编程 OB90

23、的运行时间不受CPU操作系统的监视，因此，用户(yngh)可以在OB90中编写程序的长度不受限制。为确保在背景程序中的数据具有一致性，在编程时注意以下问题：第80页/共90页第八十页，共91页。 （1）OB90的清零事件。 （2）过程映像的刷新(shu xn)与OB90不同步。 第81页/共90页第八十一页，共91页。 2背景数据块与共享数据块之间的区别 共享数据块不附属于任何逻辑块，它含有(hn yu)生产线或设备所需的值，并可以在程序的任何点直接使用。第82页/共90页第八十二页，共91页。 背景数据块直接(zhji)附属于某逻辑块，例如功能块。背景数据块中所含数据为功能块的变量声明表中所存数据。第83页/共90页第八十三页，共91页。 表5-9所示为OB90的临时(ln sh)（TEMP）变量。变量名为OB9