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坛戊栾
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1 2016 年春电气控制与可编程控制器 PLC 自动化与电子工程学院邢关生

2 1.2 S 的程序结构操作系统调用用户程序用户程序按块组织, 块对应于子任务块组织块 (OB) 简要描述操作系统与用户程序的接口, 决定用户程序的结构功能块 (FB) 用户编写的包含经常使用的功能的子程序, 有专用的背景数据块用户编写的包含经常使用的功能的子程序, 没有专用的背景功能 (FC) 数据块用于保存 FB 的输入变量输出变量和静态变量, 其数据在编背景数据块 (DB) 译时自动生成全局数据块 (DB) 存储用户数据的数据区域, 供所有的代码块共享

3 块的调用教材 P7 在块调用中, 调用者可以是各种代码块, 被调用的块是 OB 之外的代码块调用功能时需要为它指定一个背景数据块嵌套调用 : 被调用的代码块又可以调用别的代码块编程时被调用的块应该是已经存在的块, 即应先创建被调用的块及其背景数据块

4 第六章 S 用户程序结构与故障诊断 6.1 功能与功能块 6.2 全局数据块 6.3 中断事件与中断指令 ( 中断组织块 ) 6.4 在线功能与故障诊断 ( 错误中断组织块 ) 6.5 交叉引用表和程序信息

5 第六章 S 用户程序结构与故障诊断 6.1 功能与功能块 6.2 全局数据块 6.3 中断事件与中断指令 ( 中断组织块 ) 6.4 在线功能与故障诊断 ( 诊断组织块 ) 6.5 交叉引用表和程序信息

6 6.1 功能与功能块功能 (FC) 和功能块 (FB) 是子程序与调用块的沟通 : 输入输出参数功能和功能块中都有局部变量 (Temp), 不保存功能没有固定的数据块, 功能块有背景数据块如何新建功能和功能块? 按这里

7 6.1 功能与功能块

8 6.1 功能与功能块功能 (FC) 1) 生成 FC( 略 ) 2) 定义局部变量 3) 编写程序 4) 在某个代码块中调用 FC

9 6.1 功能与功能块功能 (FC) 2) 定义局部变量 (5 种局部变量 ) Input 参数 Output 参数 InOut 参数 Temp: 内部的临时数据, 返回后丢失 Return

10 6.1 功能与功能块功能 (FC) 2) 定义局部变量 (5 种局部变量 )

11 6.1 功能与功能块功能 (FC) 3) 编写程序, 例如 : 过程控制任务中, 压力变送器接 PLC 模拟输入通道 0( 地址为 IW64) 变送器量程 0-10MPa 输出信号 0-10V, 被 PLC 转换为编程计算 IW64 中的数值对应的压力值 ( 单位为 MPa) P (10 N) / 27648

12 6.1 功能与功能块功能 (FC) 3) 编写程序, 例如 :

13 6.1 功能与功能块功能 (FC) 4) 在某代码块中调用

14 6.1 功能与功能块功能块 (FB) 与 FC 对比, 主要差异在背景数据块 : 输入输出参数和局部的静态变量保存在背景数据块中, 返回后也不丢失背景数据块的变量可以由其他代码块使用调用同一个功能块时, 可以使用不同的背景数据块 FB 的典型应用是执行不能在一个扫描周期结束的操作

15 6.1 功能与功能块功能块 (FB) 下面看一个例子 : 将多个电机延时制动的程序通过 FB 来简化电机的控制逻辑如下 : 每个电机有自己的启动和停止按钮一个电机对应的启动按钮按下后, 该电机立即启动 ; 对应的停止按钮按下后, 该电机延时停止不同电机的延时时间不同

16 6.1 功能与功能块功能块 (FB) 定义 FB 的变量 P134, 图 6-6

17 6.1 功能与功能块功能块 (FB) 编写 FB 程序 P135, 图 6-8 输入参数 :# 启动按钮 # 停止按钮 # 定时时间输出参数 :# 电动机 # 制动器静态变量 :#TimerDB( 类型 :IEC_Timer)

18 6.1 功能与功能块功能块 (FB) 在 OB1(Main) 中调用在 PLC 变量表中定义变量 ( 名称地址数据类型 )

19 6.1 功能与功能块功能块 (FB) 在 OB1(Main) 中调用在调用时, 定义背景数据块

20 6.1 功能与功能块功能块 (FB) FB 界面区中的变量与背景数据块中变量的对比 FB1 的界面区 FB1 的背景数据块

21 6.1 功能与功能块 OB 与 FC 和 FB 的区别对应的事件发生时, 由操作系统调用组织块,FB 和 FC 是用户程序在代码块中调用组织块没有输入参数输出参数和静态变量, 只有临时局部数据有的组织块自动生成的临时局部数据包含了与启动组织块的时间有关的信息, 它们由操作系统提供

22 第六章 S 用户程序结构与故障诊断 6.1 功能与功能块 6.2 全局数据块 6.3 中断事件与中断指令 ( 中断组织块 ) 6.4 在线功能与故障诊断 ( 诊断组织块 ) 6.5 交叉引用表和程序信息

23 6.2 全局数据块与数据类型什么是数据块 (DB)? 数据块是用于存放执行代码时所需的数据的数据区数据块没有指令, 按数据生成的顺序自动地为数据块中的变量分配地址两种类型数据块全局数据块 : 存储供所有的代码块使用的数据, 所有的 OB FB 和 FC 都可以访问背景数据块 : 存储的数据供特定的 FB 使用背景数据块中保存的是对应的 FB 的 Input Output InOut 和 Static 变量,Temp 没有用背景数据块保存

24 全局数据块的建立修改数据块的名称选择是全局 DB 或是某个 FB 对应的的背景数据块可以修改块的编号只能用符号地址访问生成的块中的变量, 不能使用绝对地址, 可以提高存储器的利用率

25 全局数据块的格式添加行插入行全部监视扩展模式结构和数组的偏移量它们在数据块中的起始地址结构的元素的偏移量列是它们在结构中的地址偏移量

26 全局数据块的访问数据块可以按位 ( 例如 DBX3.5) 字节 (DBB) 字 (DBW) 和双字 (DBD) 来访问在访问数据块中的数据时, 应指明数据块的名称, 可以用符号地址或绝对地址访问符号地址 : GloablDB1. 功率 [2] 绝对地址 :DB5.DBW14 符号地址表示结构中的元素 GloablDB1. 发电机. 电流

27 第六章 S 用户程序结构与故障诊断 6.1 功能与功能块 6.2 全局数据块 6.3 中断事件与中断指令 ( 中断组织块 ) 6.4 在线功能与故障诊断 ( 诊断组织块 ) 6.5 交叉引用表和程序信息

28 6.3 中断事件与中断指令启动组织块的事件事件类型 OB 编号 OB 队列 OB 启动事件个数深度优先级程序循环 1 或启动或结束前一循环 OB 1 1 启动 100 或从 STOP 切换到 RUN 1 1 优先级组 1 时间延迟延迟时间到 8 3 循环中断固定的循环时间到 8 4 上升沿 ( 16 个 ) 下降沿 ( 16 个 ) 32 5 硬件中断 HSC 计数值 = 设定值, 计数方向编号, 外部复位, 最大分别个诊断错误 82 0 或 1 模块检测到错误时间错误 80 0 或 1 超过最大循环时间, 调用的 OB 正在执行, 队列溢出, 因为中断负荷过高丢失中断

29 6.3 中断事件与中断指令不会启动 OB 的事件事件级别事件事件优先级系统反应插入 / 拔出插入 / 拔出模块 21 STOP 访问错误刷新过程映像的 I/O 访问错误 22 忽略编程错误块内的编程错误 23 STOP I/O 访问错误块内的 I/O 访问错误 24 STOP 超过最大循环时间的两倍超过最大循环时间的两倍 27 STOP

30 6.3 中断事件与中断指令事件执行的优先级与中断队列程序的处理顺序由优先级优先级组合队列决定 3 个优先级组优先级的编号越大, 优先级越高若同时产生 : 先处理高优先级 ; 优先级相同, 则先来先服务若在处理 1 个事件过程中, 又产生新事件, 要根据优先级组 : a. 若后发生的事件属于更高的优先级组, 将中断低优先级组的事件的 OB 的执行 b. 若后发生的事件具有相同或较低优先级组, 后者不会中断正在处理的 OB, 将根据它的优先级添加到对应的中断队列排队等待当前的 OB 处理完后, 再处理排队的事件

31 6.3 中断事件与中断指令教材 :P143-P149 程序循环 OB 启动 OB 循环中断 OB 硬件中断 OB 时间延迟 OB

32 6.3 中断事件与中断指令程序循环组织块需要连续执行的程序应放在主程序 OB1 中一般只需要一个程序循环组织块其他程序循环 OB 的编号应大于等于 200,CPU 按编号顺序执行

的编号应大于等于 200 一般只需要一个启动组织块 OB100 的程序 : OB201 的程序 : 将 CPU

33 6.3 中断事件与中断指令启动组织块启动组织块用于初始化 CPU 从 STOP 切换到 RUN 时, 执行一次启动 OB, 之后执行程序循环 OB1 允许生成多个启动 OB 默认的是 OB100, 其他的启动 OB 的编号应大于等于 200 一般只需要一个启动组织块 OB100 的程序 : OB201 的程序 : 将 CPU 切换到 RUN 后,QB0 的数值为 7,MB14 和 MB16 的值为 1, 说明只执行了一次 OB100 和 OB201

34 6.3 中断事件与中断指令循环中断组织块在设定的时间间隔, 循环中断 (cyclic interrupt) 组织块被周期地执行时间间隔默认值为 100ms, 可修改最多可以组态 4 个循环中断事件, 循环中断 OB 的编号大于等于 200

35 6.3 中断事件与中断指令硬件中断组织块 1/4 硬件中断组织块用于处理需要快速响应的过程事件最多可以生成 50 个硬件中断 OB: 上升沿事件 :CPU 内置的数字量输入和 2 点信号板的数字量输入有 OFF 变为 ON 时, 产生上升沿事件下降沿事件 : 上述数字量输入由 ON 变 OFF 时, 产生下降沿事件高速计数器 HSC1 6 的实际计数值等于设定值 (CV=RV) HSC1 6 的方向改变, 计数值由增大变减小, 或由减小变增大 HSC1 6 的外部复位, 某些 HSC 的数字量外部复位输入从 OFF 变 ON 时, 将计数值复位为 0

36 6.3 中断事件与中断指令硬件中断组织块 2/4 硬件中断组织块的处理方法 : 给一个事件指定一个硬件中断 OB, 这种方法最为简单方便, 应优先采用 ; 多个硬件中断 OB 分时处理一个硬件中断事件, 需要用程序指令来处理硬件中断 OB 块与该事件的关联 : 用 DETACH 指令取消原有的 OB 与事件的连接用 ATTACH 指令将一个新的硬件中断 OB 分配给硬件中断事件

37 6.3 中断事件与中断指令硬件中断组织块 3/4 生成硬件中断组织块 :

38 6.3 中断事件与中断指令硬件中断组织块 4/4 组态硬件中断事件 : 建立一个新的 OB 用于该硬件中断事件没有 OB 连接到该硬件中断事件将已有的 OB203 分配给该硬件中断事件

39 6.3 中断事件与中断指令中断连接与中断分离指令 1/5 DETACH 指令和 ATTACH 指令, 用于硬件中断事件和硬件中断 OB 之间的连接和断开例子 : 首先将硬件中断组织块 OB200 分配给 I0.0 的上升沿中断事件, 该中断事件出现时, 调用 OB200 在 OB200 中, 用 DETACH 指令断开 I0.0 上升沿事件与 OB200 的连接, 用 ATTACH 指令建立 I0.0 上升沿事件与 OB201 的连接下一次出现 I0.0 上升沿事件时, 调用 OB201 在 OB201 中, 用 DETACH 指令断开 I0.0 上升沿事件与 OB201 的连接, 用 ATTACH 指令建立 I0.0 上升沿事件与 OB200 的连接

40 6.3 中断事件与中断指令中断连接与中断分离指令 2/5 生成硬件中断组织块 OB200 与 OB201

41 6.3 中断事件与中断指令中断连接与中断分离指令 3/5 组态硬件中断事件 :

42 6.3 中断事件与中断指令中断连接与中断分离指令 4/5 OB200 的程序 : P149, 图 6-33 图 6-35 OB201 的程序 :

43 6.3 中断事件与中断指令中断连接与中断分离指令 5/5 中断分离指令 DETACH 用来断开硬件中断事件与中断 OB 的连接, 禁止在出现指令的硬件中断事件时执行指定的中断 OB 输入参数 OB_NR 是 OB 的编号,EVENT 是指定的事件的编号, 返回值是执行的条件代码如果没有指定参数 EVENT, 当前连接到 OB_NR 的所有事件将被断开连接中断连接指令 ATTACH 将 OB_NR 指定的组织块连接到 EVENT 指定的事件在指定的事件发生时, 将调用指定的 OB 如果执行指令时没有 OB 连接到指定的事件, 该指令的功能被忽略参数 ADD 为默认值 0 时, 指定的事件取代连接到原来指定给这个 OB 的所有事件

44 6.3 中断事件与中断指令时间延迟中断组织块 1/4 定时器指令的定时误差较大, 如果需要高精度的延时, 可以使用时间延迟中断在过程事件出现后延迟一定的时间再执行 OB 硬件中断组织块 OB203 中的程序 :( 与 I0.0 上升沿中断关联 ) 使能输入 EN 的上升沿, 启动延时中断指定延时时间到时调用的 OB 的编号设置延时时间 ( ms) S 未使用指令执行的状态代码读取 PLC 的实时时间

45 6.3 中断事件与中断指令时间延迟中断组织块 2/4 时间延迟中断组织块 OB204 中的程序 : 再次读取 PLC 的实时时间立即置位物理输出点 Q0.4:P 为了保存读取的日期时间值, 在 DB1 中生成数据类型为 DTL 的变量 DT1 和 DT2:

46 6.3 中断事件与中断指令时间延迟中断组织块 3/4 OB1 中的程序 : OB1 中取消时间延迟 :

47 6.3 中断事件与中断指令时间延迟中断组织块 4/4 I0.0 变为 1 时,CPU 调用硬件中断组织块 OB203,10s 后 SRT_DINT 启动的定时时间到,CPU 调用延时中断组织块 OB204,Q0.4 被立即置位利用监视功能, 可以看到指令 SRT_DINT 启动定时和定时时间到两次读取的实时时间的差值为 s, 与定时延迟的设定值 10s 相比, 定时精度高当 I0.4 产生一个脉冲信号, 将 Q0.4 复位 (OB1 中程序 ) 当 I0.0 变为 1 状态,CPU 调用硬件中断组织块 OB203, 再次启动时间延迟中断的定时在定时期间, 当 I0.1 变为 1 状态, 调用指令 CAN_DINT, 时间延迟中断被取消, 不会调用 OB204,10s 的延迟时间到了后,Q0.4 不会变为 1 状态

48 第六章 S 用户程序结构与故障诊断 6.1 功能与功能块 6.2 全局数据块 6.3 中断事件与中断指令 ( 中断组织块 ) 6.4 在线功能与故障诊断 ( 诊断组织块 ) 6.5 交叉引用表和程序信息

49 6.4 在线功能与故障诊断介绍 Step7 软件的在线和诊断视图故障诊断使用 CPU 和信号模块的 LED 诊断故障 ( 介绍灯状态的含义 ) 使用 Step7 软件提供的在线功能 ( 介绍诊断符号的含义 ) 使用编程 ( 两种中断组织块 ) a. 诊断错误中断组织块 :OB82(P155-P157) b. 时间错误中断组织块 :OB80(P158-P159)

50 6.5 交叉引用表与程序信息交叉引用表程序调试时, 看变量在哪被使用, 某程序块被谁调用 PLC 变量的交叉引用表程序块的交叉引用表分配表显示存储区在程序中的分配和使用状况调用结构和从属性结构块与块之间的调用和被调用关系资源 P159-P165 CPU 硬件资源装载存储器和工作存储器的大小程序对 I/O 的使用情况各种变量占用存储器的情况

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S7-1200 可编程控制器 www.plcworld.cn 前言 SIMATIC S7 系统手册产品概述 1 安装 2 PLC 概念 3 设备配置 4 编程概念 5 编写指令 6 PROFINET 7 点对点 (PtP) 通信 8 在线和诊断工具 9 A 技术规范 B 计算功率预算 C 订货号 11/2009 A5E02486685-02 法律资