《现代电气与PLC应用技术》课件项目7的任务1

项目7

PLC在模拟量控制方面的应用

任务1中断指令及其应用任务引入有很多PLC内部或外部的事件是随机发生的。例如外部开关量的输入信号的上升沿或下降沿、高速计数器的当前值等于设定值等。事先并不知道这些事件何时发生，但是当它们出现时又需要尽快地处理，PLC用中断的方法来解决上述问题。

任务分析中断是由设备或其它非预期的急需处理的事件引起的，它使系统暂时中断现在正在执行的程序，而转到中断服务程序去处理这些事件，处理完毕后再返回原程序执行。要掌握中断程序的设计，必须掌握以下知识：1．中断事件。2．中断指令。3．中断程序的设计方法。

相关知识

（1）中断源及种类。中断源即中断事件发出中断请求的来源。S7-200PLC具有最多可达34个中断源，每个中断源都分配一个编号用以识别，称为中断事件号。这些中断源分为三大类：通信中断、输入输出中断和时基中断。1）通信中断。PLC的通信口可由程序来控制，通信中的这种操作模式称为自由通信口模式。在这种模式下，用户可以通过编程来设置波特率、奇偶校验和通信协议等参数。1．中断事件相关知识

2）输入输出中断。输入输出中断包括外部输入中断、高速计数器中断和脉冲串输出中断。外部输入中断是系统利用I0.0～I0.3的上升沿或下降沿产生中断,这些输入点可被用做连接某些一旦发生必须引起注意的外部事件。高速计数器中断可以响应当前值等于预设值、计数方向的改变、计数器外部复位等事件所引起的中断。脉冲串输出中断可以用来响应给定数量的脉冲输出完成所引起的中断。1．中断事件相关知识

3）时基中断。时基中断包括定时中断和定时器中断。

定时中断可用来支持一个周期性的活动，周期时间以1ms为计量单位，周期时间为1～255ms。对于定时中断0，把周期时间值写入SMB34；对于定时中断1，把周期时间值写入SMB35。每当达到定时时间值，相关定时器溢出，执行中断处理程序。定时中断可以用来以固定的时间间隔作为采样周期来对模拟量输入进行采样，也可以用来执行一个PID控制回路。

当把某个中断程序连接到一个定时中断事件上，如果该定时中断被允许，那就开始计时。当定时中断重新连接时，定时中断功能能清除前一次连接时的任何累计值，并用新值重新开始计时。1．中断事件相关知识

定时器中断可以利用定时器来对一个指定的时间段产生中断。这类中断只能使用1ms通电和断电延时定时器T32和T96。当所用定时器的当前值等于预设值时，在主机正常的定时刷新中，执行中断程序。

1．中断事件相关知识

（2）中断优先级。在中断系统中，将全部中断源按中断性质和处理的轻重缓急进行，并给予优先权。所谓优先权，是指多个中断事件同时发出中断请求时，CPU对中断响应的优先次序。中断优先级由高到低依次是：通信中断、输入输出中断、时基中断。每个中断中的不同中断事件又有不同的优先权。主机中的所有中断事件及优先级见表8-1所示。1．中断事件表8-1中断事件及优先级组优先级组内类型中断事件号中断事件描述组内优先级通信中断（最高级）通信口08通信口0：接收字符09通信口0：发送完成023通信口0：接收信息完成0通信口124通信口1：接收信息完成125通信口1：接收字符126通信口1：发收完成1输入输出中断(次高级)脉冲输入19PTO0脉冲串输出完成中断020PTO1脉冲串输出完成中断1外部输入0I0.0上升沿中断22I0.1上升沿中断34I0.2上升沿中断46I0.3上升沿中断51I0.0下升沿中断63I0.1下升沿中断75I0.2下升沿中断87I0.3下升沿中断9高速计数器12HSC0当前值等于预设值中断1027HSC0输入方向改变中断1128HSC0外部复位中断1213HSC1当前值等于预设值中断1314HSC1输入方向改变中断1415HSC1外部复位中断1516HSC2当前值等于预设值中断1617HSC2输入方向改变中断1718HSC2外部复位中断1832HSC3当前值等于预设值中断1929HSC4当前值等于预设值中断2030HSC4输入方向改变中断2131HSC4外部复位中断2233HSC5当前值等于预设值中断23时基中断(最低级)定时10定时中断0，SMB34（1～255ms）011定时中断1，SMB35（1～255ms）1定时器21定时器T32，当前值等于预设值中断222定时器T96，当前值等于预设值中断3相关知识

在PLC中，CPU按先来先服务的原则响应中断请求，一个中断程序一旦执行，就一直执行到结束为止，不会被其它甚至更高优先级的中断程序所打断。在任何时刻，CPU只执行一个中断程序。中断程序执行中，新出现的中断请求按优先级排队等候处理。中断队列能保存的最大中断个数有限，如果超过队列容量，则会产生溢出，某些特殊标志存储器位被置位。中断队列、溢出位及队列容量见表8-2所示。1．中断事件相关知识

表8-2各主机的中断队列最大中断数1．中断事件中断队列种类中断队列溢出标志位CPU221CPU222CPU224CPU226通信中断队列SM4.04个4个4个8个I/O中断队列SM4.116个16个16个16个时基中断队列SM4.28个8个8个8个相关知识

中断指令的梯形图、语句等指令格式见表8-3所示。2．中断指令表8-3中断指令格式名称格式中断连接指令中断允许指令中断分离指令中断禁止指令梯形图（LAD）

指令表（STL）

INT，EVNTENIDTCHEVNTDISI操作数INT：0～127EVNT：0～33相关知识

指令说明：（1）中断连接指令ATCH用于把一个中断事件EVNT和一个中断程序INT连接起来。（2）中断允许指令ENI是允许全局中断。程序开始运行时，CPU默认禁止所有中断。如果执行了中断允许指令ENI，则允许所有中断。（3）多个中断事件可以调用同一个中断程序，但一个中断事件不能同时调用多个中断程序。（4）中断分离指令DTCH用于切断一个中断事件EVNT与中断程序的联系，并禁止该中断事件。中断禁止指令DISI是全局禁止中断。（5）执行中断分离指令DTCH时，只禁止某个事件与中断程序的联系，而执行中断禁止指令DISI时，则禁止所有中断。（6）编程软件默认一个中断程序INT-0。如果程序需要多个中断程序，可创建新的中断程序。单击菜单命令“编辑”→“插入”→“中断程序”，创建一个新的中断程序INT-1，并在编辑区下方显示新的中断程序标号INT-1。2．中断指令相关知识举例说明：使用中断指令编写一个程序，要求完成200ms采集一个数据。用中断指令编写的程序如图8-1所示。

2．中断指令图8-1定时中断应用相关知识

中断程序也称中断服务程序，是用户处理中断事件而事先编制的程序。编程时可以用中断程序入口的中断程序标号来识别每个中断程序。

（1）构成。中断程序必须有三部分组成：中断程序标号、中断程序指令和无条件返回指令。

中断程序标号，即中断程序的名称，它在建立中断程序时生成。

中断程序指令，是中断程序的实际有效部分，对中断事件的处理就是有这些指令组合完成的，在中断程序中可以调用一个嵌套子程序。

中断返回指令用来退出中断程序回到主程序。它有两条返回指令，一是无条件中断返回指令RETI，位于中断程序结束，是必选部分，程序编译时有软件自动在程序结尾加上RETI指令，而不必由编程人员手工输入。也可在中断程序内部用条件返回指令CRETI退出中断程序。3．中断程序构成相关知识

（2）要求。中断程序的编写要求是：短小精悍、执行时间短。用户应最大限度地优化中断程序，否则以外条件可能会导致由主程序控制的设备出现异常操作。

（3）注意。在中断程序中不能使用DISI、ENI、HDEF、LSCR和END指令。3．中断程序构成

（1）控制要求。

用定时中断0实现周期为1s的高精度定时，并在QB0端口以增1形式输出。当QB0=2#00001111时，中断停止。

任务实施1．定时中断的应用

（2）程序设计的梯形图如图8-2所示。

任务实施1．定时中断的应用

（1）控制要求。当程序启动时，Q0.0间隔0.5s闪烁。当I0.0接通时，Q0.1有输出。当I0.1接通时，Q0.1停止输出。任务实施2．外部输入中断应用

（2）程序设计的梯形图如图8-3所示。任务实施图8-3输入中断程序

（1）累加器AC。累加器是可以像存储器一样使用的读写单元，S7-200提供4个32位累加器（AC0～AC3），可以按字节、字和双字的形式来存取累加器中的数值。存取的数据长度由所用的指令决定，当以字节或字的形式使用累加器时，累加器为8位或16位存储器；当以双字的形式存取累加器时，使用为32位存储器。

（2）模拟电位器。在CPU224和CPU226PLC的单元面板的前盖里，有两个模拟电位器0和1，它们的数值经模数转换电路处理后分别存储于特殊存储器字节SMB28和SMB29中，数值范围为0～255，将电位器顺时针旋转时数值增大，逆时针旋转时数值减小。在程序中编入SMB28或SMB29，就可以通过调节电位器的方法更新定时器或计数器的设定值以及程序参数。

知识拓展1．累加器AC与模拟电位器的应用（3）举例说明。

设计一个在0～25s内可以自由改变Q0.0通断时间的程序。使用模拟电位器0进行时间设置，模拟电位器0对应的特殊存储器字节SMB28的数值变化范围为0～255，将其存储的数值作为定时器T37的设定值，则T37的延时时间为0～25.5s。SMB28不能直接作为定时器的设定值，定时器设定值是字数据。中间转换变量用累加器AC0。程序如图8-4所示，仿真画面如图8-5所示。

知识拓展

知识拓展图8-4模拟电位器的应用程序

知识拓展图8-5模拟电位器应用程序仿真画面

知识拓展2．拨码开关与BCDI指令

（1）拨码开关介绍。拨码开关在PLC控制系统中常常用到，如图8-6所示为一位拨码开关的示意图。拨码开关有两种形式，一种是BCD码拨码开关，即从0～9，输出为8421码。另一种是十六进制拨码开关，即从0～F，输出为二进制码。图8-6一位拨码开关示意图

知识拓展2．拨码开关与BCDI指令

图8-7中，4位拨码器的COM端连在一起接到电源的正极，电源的负极与PLC的输入继电器公共端1M端相连。每位拨码开关的4条数据线按一定顺序接到PLC的4个输入继电器上，通过输入端把拨码开关的4位数据采集到PLC的控制程序中。电源的正、负极连接取决于PLC输入的内部电路。这种数据的采集方法占用PLC的输入点数较多，因此若不是十分必要的场合，一般不要采用这种方法。

图8-7拨码器与PLC的连接示意图

（2）BCDI指令。拨码开关产生的是BCD码，而在PLC程序中数据的存储和操作都是二进制形式。因此，要使用BCDI指令将拨码开关产生的BCD码变换为二进制数。BCDI码转换指令的梯形图、语句等指令格式见表8-4所示。

知识拓展表8-4BCDI指令格式名称格式BCD码转换指令BCDI梯形图（LAD）

指令