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什么是硬件中斷及其在 S7-300 中的處理過(guò)程？

• 文獻(xiàn)

•  

• 涉及產(chǎn)品

說(shuō)明：

在當(dāng)前過(guò)程中可能發(fā)生這樣的事件，它需要的響應(yīng)時(shí)間要快于當(dāng)前程序執(zhí)行周期所能提供的時(shí)間， 還可能發(fā)生這樣的事件，它的持續(xù)時(shí)間短的不足以在當(dāng)前的程序執(zhí)行周期內(nèi)被識(shí)別出來(lái)，因此，在 S7-300 控制器以及以下模塊中編輯了過(guò)程報(bào)警。

• 模擬量模塊(AI)

• 數(shù)字量輸入(DI) 和

• 功能模板 (FM)

過(guò)程報(bào)警能力，滿足事件要求而被實(shí)時(shí)調(diào)用。
過(guò)程報(bào)警類似于中斷。
本文為 S7-300 CPU 提供過(guò)程報(bào)警指南。

概要:
如果在程序執(zhí)行過(guò)程中觸發(fā)報(bào)警事件，操作系統(tǒng)會(huì)調(diào)用 OB 40，來(lái)中斷當(dāng)前程序執(zhí)行或者是中斷低優(yōu)先級(jí)的程序塊處理。OB 40 的臨時(shí)堆棧數(shù)據(jù)可以更加精確的一個(gè)或多個(gè)報(bào)警觸發(fā)事件（可置位多個(gè)狀態(tài)位）， 這些臨時(shí)堆棧數(shù)據(jù)可以在報(bào)警 OB 塊中通過(guò)用戶程序評(píng)估。
如果在 CPU 中沒(méi)有報(bào)警組織塊 OB 40 存在，當(dāng)報(bào)警事件觸發(fā)時(shí)，CPU 會(huì)進(jìn)入停機(jī)模式。報(bào)警組織塊有一個(gè)固定的優(yōu)先級(jí)設(shè)置 16。

在不同模塊中的過(guò)程報(bào)警觸發(fā)事件：

模擬量模塊：可以用過(guò)程報(bào)警監(jiān)視模擬量輸入模塊中的某個(gè)值。當(dāng)模擬量的值低于下限或高于上限的時(shí)候, 過(guò)程報(bào)警可以被組態(tài)為在此時(shí)觸發(fā)。有關(guān)各個(gè)模擬量輸入模塊的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè) "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可編程邏輯控制器 S7-300 模板規(guī)范)第4章，條目號(hào) 8859629。 

數(shù)字量模塊：具有過(guò)程報(bào)警能力的數(shù)字量輸入模板可以監(jiān)視單獨(dú)的位狀態(tài)。過(guò)程報(bào)警可以在以下事件發(fā)生時(shí)觸發(fā)：該位出現(xiàn)下降沿或者上升沿。有關(guān)各個(gè)數(shù)字量輸入模塊的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè) "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可編程邏輯控制器 S7-300 模板規(guī)范)第3章，條目號(hào) 8859629。    

功能模塊：具有過(guò)程報(bào)警能力的功能模塊能夠執(zhí)行大量不同的任務(wù)，可以為不同的事件配置過(guò)程報(bào)警，下面通過(guò) FM350-1 計(jì)數(shù)器模塊的例子來(lái)說(shuō)明。
在下列情況下，F(xiàn)M 350-1 都會(huì)觸發(fā) CPU 中的過(guò)程報(bào)警：達(dá)到比較值、超過(guò)上限/低于下限、計(jì)數(shù)器過(guò)零。有關(guān) FM 350-1 模塊的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè) "FM 350-1 Function Module" (FM 350-1 功能模塊)，條目號(hào) 1086726。其它功能模塊的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)具體模塊的相關(guān)文檔。
 

許多功能模板需要的參數(shù)軟件，這些軟件隨功能模板一起提供，并有專門(mén)的文檔。只能 STEP7 和這類軟件一起使用才能組態(tài)過(guò)程報(bào)警事件觸發(fā)。

在 SIMATIC S7-300 CPU 中，報(bào)警組織塊 OB 40 提供了臨時(shí)堆棧數(shù)據(jù)。可以通過(guò)臨時(shí)堆棧數(shù)據(jù)指示出發(fā)生報(bào)警事件的通道/位。當(dāng)在 CPU 塊文件夾中創(chuàng)建新的報(bào)警組織塊 OB40 時(shí)可以在 STEP7 中找到它的描述  （單擊鼠標(biāo)右鍵 〉插入新對(duì)象 〉組織塊 〉 OB 40），選擇創(chuàng)建的 OB 40  按下“F1”，打開(kāi)了 STEP7 中的幫助信息，如果已經(jīng)有一個(gè)警報(bào) OB 40 存在，則可以直接選擇它然后按下 F1 ,打開(kāi)的就是關(guān)于警報(bào) OB 40 的幫助文檔。

有關(guān)區(qū)域數(shù)據(jù)具體模塊評(píng)估的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè) "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可編程邏輯控制器 S7-300 模板規(guī)范)第 3 章 (Digital Modules) 和第 4 章 (Analog Modules)，條目號(hào) 8859629。 

在 CPU 318-2 DP 中可以使用兩個(gè)警報(bào) OB (40 和 41)。有關(guān) CPU 318-2 DP 的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè) "Programmable Logic Controller S7-300 CPU Data, CPU 312 IFM to CPU 318-2 DP" (可編程邏輯控制器 S7-300 CPU 數(shù)據(jù)，CPU 312 IFM 到 CPU 318-2 DP)，條目號(hào) 8860591。

在所有 S7-400 CPU 中共有八個(gè)警報(bào) OB 可用?？梢栽跅l目號(hào) 23659324 中找到關(guān)于 S7-400 CPU 過(guò)程警報(bào)的更多信息。

組態(tài)過(guò)程報(bào)警:
可以在硬件配置中，為具有警報(bào)能力的模塊在其屬性中組態(tài)過(guò)程警報(bào)。

有關(guān)計(jì)算 S7-400 的警報(bào)響應(yīng)時(shí)間的示例，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè) "S7-300 CPU 31xC and CPU 31x, Technical Data" (S7-300 CPU 31xC 和 CPU 31x，技術(shù)數(shù)據(jù))第5.5 節(jié)，條目號(hào) ID 12996906。

組態(tài)過(guò)程報(bào)警模塊:
可以通過(guò)系統(tǒng)功能 SFC 55 (WR_PARM), SFC 56 (WR_DPARM) 和 SFC57 (PARM_MOD) 在程序循環(huán)執(zhí)行過(guò)程中組態(tài)具備過(guò)程報(bào)警能力的模塊。有關(guān)如何用系統(tǒng)功能組態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)記錄的信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè) "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可編程邏輯控制器 S7-300 模塊數(shù)據(jù)),條目號(hào) 8859629。

有關(guān)不同 SFC 的信息，請(qǐng)參見(jiàn) S7 在線幫助以及手冊(cè) "System Software for S7-300/400 System and Standard Functions" (S7-300/400 系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件和標(biāo)準(zhǔn)功能)章節(jié)7.1，條目號(hào) 1214574。

警告：
系統(tǒng)功能 SFC 55, SFC56 和 SFC 57 不能在 PROFINET IO 中應(yīng)用。

注釋：
一些數(shù)字量模塊 （例如 6ES7321-7BH0X  或 6ES7321-7RD00)） 需要 6個(gè)字節(jié)的長(zhǎng)度來(lái)寫(xiě)數(shù)據(jù)記錄 DS1。 在 SFC 55 的 "RECORD" 參數(shù)增加了 2 到 6 字節(jié)的 ANY 類型數(shù)據(jù)。附加的兩個(gè)字節(jié)的值必須為零。

凍結(jié)，延時(shí)，發(fā)布過(guò)程報(bào)警：
過(guò)程報(bào)警可以通過(guò)系統(tǒng)功能 SFC 39 (DIS_IRT IRT_FUNC),，SFC 40 (EN_IRT IRT_FUNC),，SFC 41 (DIS_AIRT IRT_FUNC) 和  SFC 42 (EN_AIRT IRT_FUNC) 來(lái)凍結(jié)，延時(shí)和發(fā)布。
有關(guān)不同 SFC 的使用信息，請(qǐng)參見(jiàn) S7 在線幫助以及手冊(cè) "System Software for S7-300/400 

的PLC模塊就屬于這一類。*機(jī)這類可編程序控制器，具有強(qiáng)大的控制功能和強(qiáng)大的運(yùn)算能力。它不僅能完成邏輯運(yùn)算、三角函數(shù)運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)算和PID運(yùn)算，還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多，輸入和輸出模塊的種類也很全面。這類可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務(wù)。在聯(lián)網(wǎng)中一般做主站使用。比如，德國(guó)SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-400就屬于這一類。西門(mén)子PLC結(jié)構(gòu)整體式整體式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器把電源、CPU、存儲(chǔ)器、I/O系統(tǒng)都集成plc結(jié)構(gòu) 在一個(gè)單元內(nèi)，該單元叫做作基本單元。

安裝導(dǎo)軌的長(zhǎng)度
表01列出了適用于S7-300CPU的安裝導(dǎo)軌。

表 01

與其它安裝導(dǎo)軌不同的是，2米長(zhǎng)的安裝導(dǎo)軌沒(méi)有安裝孔，必須自行鉆出安裝孔。這樣可以使 2米安裝導(dǎo)軌適合特殊需求。

安裝導(dǎo)軌的安裝孔尺寸

圖.01和表02列出了標(biāo)準(zhǔn)安裝導(dǎo)軌的安裝孔尺寸。

表 02

圖02列出了2米安裝導(dǎo)軌安裝孔的尺寸。

模塊寬度

表03列出了可以安裝在 S7-300 安裝導(dǎo)軌上模塊的寬度。

在 482.6 mm 寬安裝導(dǎo)軌上配置 S7-300 站舉例

表 04 列出了在 482.6 mm 寬的安裝導(dǎo)軌上，CPU 為 319-3 PN/DP，能夠安裝的數(shù)字量輸入和輸出模塊 (DI/DOs) 的數(shù)量。安裝導(dǎo)軌的可用長(zhǎng)度是 450 mm，其中電源模塊需要 60mm，CPU 319-3 PN/DP 需要 120 mm。那么剩余 260 mm 寬度用于 DI/DO 模塊。這意味著多可以插入 6 個(gè) 40 mm 寬的  DI/DO 模塊。這個(gè) S7-300 站的配置在安裝導(dǎo)軌上總共需要 420 mm 寬的空間。

表 04

在 160 mm 寬安裝導(dǎo)軌上配置 S7-300 站舉例

表05列出了在160mm寬的安裝導(dǎo)軌上，并且有接口模塊IM361的情況下能夠插入的數(shù)字量輸入和輸出模塊 (DI/DOs) 的數(shù)量。安裝導(dǎo)軌可用長(zhǎng)度是120mm，其中IM361需要80mm。那么剩余40mm用于 DI/DO模塊。這意味著多插入1塊寬度為40mm的DI/DO模塊。這個(gè)S7-300站的配置在安裝導(dǎo)軌上總共需要120mm寬的空間。

西門(mén)子plc300塊如何安裝？

1、西門(mén)子S7-300系列PLC安裝示意圖

2、S7-300系列PLC機(jī)架擴(kuò)展

3、S7-300系列PLC的cpu通訊接口

4、S7-300系列PLC的I/O模塊

5、安裝注意事項(xiàng)

1)   不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞PLC；

2)   接地端子應(yīng)獨(dú)立接地，不與其它設(shè)備接地端串聯(lián)，接地線裁面不小于2mm2；

3)   輔助電源功率較小，只能帶動(dòng)小功率的設(shè)備（光電傳感器等）；

4)   一般PLC均有一定數(shù)量的占有點(diǎn)數(shù)（即空地址接線端子），不要將線接上；

5)   輸出有繼電器型，晶體管型（高速輸出時(shí)宜選用），輸出可直接帶輕負(fù)載（LED指示燈等）；

6)   PLC輸出電路中沒(méi)有保護(hù)，因此應(yīng)在外部電路中串聯(lián)使用熔斷器等保護(hù)裝置，防止負(fù)載短路造成損壞PLC;

7)    輸入、輸出信號(hào)線盡量分開(kāi)走線，不要與動(dòng)力線在同一管路內(nèi)或捆扎在一起，以免出現(xiàn)干擾信號(hào)，產(chǎn)生誤動(dòng)作；信號(hào)傳輸線采用屏蔽線，并且將屏蔽線接地；為保證信號(hào)可靠，輸入、輸出線一般控制在20米以內(nèi)；擴(kuò)展電纜易受噪聲電干擾，應(yīng)遠(yuǎn)離動(dòng)力線、高壓設(shè)備等。

8)    輸入/斷開(kāi)的時(shí)間要大于PLC掃描時(shí)間；

9)     PLC存在I/O響應(yīng)延遲問(wèn)題，尤其在快速響應(yīng)設(shè)備中應(yīng)加以注意