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應(yīng)用設(shè)計

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STEP7 OB組織塊介紹和使用技巧

STEP7 OB組織塊介紹和使用技巧

2016/4/14 11:17:54

每種類型的OB塊的分析及其使用方法:

1.自由循環(huán)組織塊OB1

  S7 CPU啟動完成后,操作系統(tǒng)循環(huán)執(zhí)行OB1,OB1執(zhí)行完成后,操作系統(tǒng)再次啟動OB1。在OB1中可以調(diào)用FB、SFB、FC、SFC等用戶程序使其循環(huán)執(zhí)行。除OB90以外,OB1優(yōu)先級最低,可以被其他OB中斷。OB1默認掃描監(jiān)控時間為150ms(可設(shè)置),掃描超時,CPU自動調(diào)用)B80報錯,如果程序中沒有建立OB80,CPU進入停止模式。

2.日期中斷組織塊OB10~OB17

  在CPU屬性中,可以設(shè)置日期中斷組織塊OB10~OB17觸發(fā)的日期、執(zhí)行模式(到達設(shè)定的觸發(fā)日期后,OB只執(zhí)行一次或按每分、每小時、每周、每月周期執(zhí)行)等參數(shù),當(dāng)CPU的日期值大于設(shè)定的日期值時,觸發(fā)相應(yīng)的OB并按設(shè)定的模式執(zhí)行。在用戶程序中也可以通過調(diào)用SFC28系統(tǒng)函數(shù)設(shè)定CPU日期中斷的參數(shù),調(diào)用SFC30激活日期中斷投入運行,與在CPU屬性中的設(shè)置相比,通過用戶程序,可以在CPU運行時靈活地修改設(shè)定的參數(shù),兩種方式可以任意選擇,也可以同時對一個OB進行設(shè)置。

3.時間延遲中斷組織塊OB20~OB23

  時間延遲中斷組織塊OB20~OB23的優(yōu)先級及更新過程映像區(qū)的參數(shù)需要在CPU屬性中設(shè)置,通過調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)SFC32觸發(fā)執(zhí)行,OB號及延遲時間在SFC32參數(shù)中設(shè)定,延遲時間為1~60000ms,大大優(yōu)于定時器精度。

4.循環(huán)中斷組織塊OB30~OB38

  循環(huán)中斷組織塊OB30~OB38按設(shè)定的時間間隔循環(huán)執(zhí)行,循環(huán)中斷的間隔時間在CPU屬性中設(shè)定,每一個OB默認的時間間隔不同,例如)B35默認的時間間隔為100ms,在OB35中的用程序?qū)⒚扛?00ms調(diào)用一次,時間間隔可以自由設(shè)定,最小時間間隔不能小于55ms。OB中的用戶程序執(zhí)行時間必須小于設(shè)定的時間間隔,如果間隔時間較短,由于循環(huán)中斷OB沒有完成程序掃描而被再次調(diào)用,從而造成CPU故障,觸發(fā)OB80報錯,如果程序中沒有創(chuàng)建OB80,CPU進入停止模式。通過調(diào)用SFC39~SFC42系統(tǒng)函數(shù)可以禁止、延遲、使能循環(huán)中斷的調(diào)用。循環(huán)中斷組織塊通常處理需要固定掃描周期的用戶程序,例如PID函數(shù)塊通常需在循環(huán)中斷中調(diào)用以處理積分時間的計算。

5.硬件中斷組織塊OB40~OB47

  硬件中斷也叫過程中斷,由外部設(shè)備產(chǎn)生,例如功能模塊FM、通信處理器CP及數(shù)字量輸入、輸出模塊等。通常使用具有硬件中斷的數(shù)字量輸入模塊觸發(fā)中斷響應(yīng),然后為每一個模塊配置相應(yīng)的中斷OB(一個模塊只能良一個中斷OB,S7-300系列PLC  CPU只能觸發(fā)硬件中斷OB40),在模塊配置中可以選擇輸入點的上升沿、下降沿或全部作為觸發(fā)中斷OB的事件。配置中的中斷事件出現(xiàn),中斷主程序,執(zhí)行中斷OB中的用戶程序一個周期,然后跳回中斷處繼續(xù)執(zhí)行主程序。使用中斷與普通輸入信號相比,沒有主程序掃描和過程映像區(qū)更新時間,適合需要快速響應(yīng)的應(yīng)用。

    如果輸入模塊中的一個通道觸發(fā)硬件中斷,操作系統(tǒng)將識別模塊的槽號及觸發(fā)相應(yīng)的OB,中斷OB執(zhí)行之后發(fā)送與通道相關(guān)的確認。在識別和確認過程中,該通道再次觸發(fā)的中斷事件將丟失;如果模塊其他通道觸發(fā)中斷事件,中斷不會丟失,在當(dāng)前正在運行的中斷確認之后觸發(fā);如果是不同的模塊觸發(fā)的中斷事件,中斷請求被記錄,中斷OB在空閑(沒有模塊其他通道的中斷請求)時觸發(fā)。通過調(diào)用SFC39~SFC42系統(tǒng)函數(shù)可以禁止、延遲、使能硬件中斷的調(diào)用。

6.DPV1中斷組織塊OB55~OB57

    CPU響應(yīng)PROFIBUS-DP  V1從站觸發(fā)的中斷信息。

7.多處理器中斷組織塊OB60

    用于S7-400系列PLC多CPU(一個機架中最多插入4個CPU完成同一個復(fù)雜任務(wù))處理功能,通過調(diào)用SFC35,可以觸發(fā)OB60在多個CPU中同時執(zhí)行。

8.時鐘同步中斷組織塊OB61~OB64

    用于處理PROFIBUS-DP  V1等時鐘同步,從采集各個從站的輸入到邏輯結(jié)果輸出,需要經(jīng)過從站輸入信號采樣循環(huán)(信號轉(zhuǎn)換)、從站背板總線循環(huán)(轉(zhuǎn)換的信號從模塊傳遞到從站接口)、PROFIBUS-DP總線循環(huán)(信號自從站傳遞到主站)、程序執(zhí)行循環(huán)(信號的程序處理)、PROFIBUS-DP總線循環(huán)(信號從主站傳遞到從站)、從站背板總線循環(huán)(信號從從站接口傳遞到輸出柜塊)及模塊輸出循環(huán)(信號轉(zhuǎn)換)7個循環(huán),時鐘同步中斷將7個循環(huán)同步,優(yōu)化數(shù)據(jù)的傳遞并保證PROFIBUS-DP各個從站數(shù)據(jù)處理的同步性。PROFIBUS時鐘同步中斷只能用于S7-400系列PLC  CPU(具有DP  V2  功能)。

9.工藝同步處理中斷組織塊OB65

    用于T-CPU(具有運動控制功能的CPU)工藝塊與開始程序的同步處理。

10.冗余故障中斷組織塊OB70、OB72

    用于S7-400H冗余系統(tǒng),當(dāng)I/O冗余故障,例如冗余的PROFIBUS-DP從站故障時,觸發(fā)OB70的調(diào)用,當(dāng)CPU冗余故障,如CPU切換、同步故障時,觸發(fā)OB72的調(diào)用。如果I/O冗余,或者CPU冗余故障而在CPU中沒有創(chuàng)建OB70、OB72,CPU不會進入停止模式。

11.異步故障中斷組織塊OB80~OB87

    異步故障中斷用于處理各種故障事件。

  OB80:處理時間故障、CIR(Configuration  In  Run)后的重新運行等功能,例如OB1或OB35運行超時,CPU自動調(diào)用OB80報錯,如果程序中沒有創(chuàng)建OB80,CPU進入停止模式。

    OB81:處理與電源相關(guān)的各種信息(S7-400系列PLC  CPU只有電池故障時調(diào)用),出現(xiàn)故障,CPU自動調(diào)用OB81報錯,如果程序中沒有創(chuàng)建OB81,CPU不會進入停止模式。

    OB82:診斷中斷,如果使能一個具有診斷中斷模塊的診斷功能(例如斷線、傳感器電源丟失),出現(xiàn)故障時調(diào)用OB82,如果程序中沒有創(chuàng)建OB82,CPU進入停止模式。診斷中斷還對CPU所有內(nèi)外部故障,包括模塊前連接器拔出、硬件中斷丟失等作出響應(yīng)。

    OB83:用于模塊插拔事件的中斷處理,事件出現(xiàn),CPU自動調(diào)用OB83報警,如果程序中沒有創(chuàng)建OB83,CPU進入停止模式。

    OB84:用于處理存儲器、冗余系統(tǒng)中兩個CPU的冗余連接性能降低等事件。

    OB85:用于處理操作系統(tǒng)訪問模塊故障、更新過程映像區(qū)時I/O訪問故障、事件觸發(fā)但相應(yīng)的OB沒有下載到CPU等事件,事件出現(xiàn),CPU自動調(diào)用OB85報錯,如果程序中沒創(chuàng)建OB85,CPU進入停止模式。

    OB86:用于處理擴展機架(不適用于S7-300系列)、PROFIBUS-DP主站、PROFIBUS-DP或PROFINET  I/O分布I/O系統(tǒng)中站點故障等事件,事件出現(xiàn),CPU自動調(diào)用OB86報錯,如果程序中沒有創(chuàng)建,CPU進入停止模式。

    OB87:用于處理MPI  GD  通信及時鐘同步故障,事件出現(xiàn),CPU自動調(diào)用OB87報錯,如果程序中沒有創(chuàng)建,CPU不會進入停止模式。

12.處理中斷組織塊OB88

    用于處理程序嵌套、區(qū)域數(shù)據(jù)分配故障,故障出現(xiàn),CPU自動調(diào)用OB88報錯,如果程序中沒有創(chuàng)建,CPU進入停止模式。

13.背景循環(huán)中斷組織塊OB90

    優(yōu)先級最低,保證CPU最短的掃描時間,避免過程映像區(qū)更新過于頻繁。程序的下載和CPU中程序的刪除觸發(fā)OB90的調(diào)用。只能用于S7-400系列PLC  CPU。

14.啟動中斷組織塊OB100~OB102

    用于處理CPU啟動事件,暖啟動CPU調(diào)用OB100,熱啟動CPU調(diào)用OB101(不適合S7-300系列PLC和S7-400H),冷啟動CPU調(diào)用OB102,溫度越低,CPU啟動時清除存儲器中數(shù)據(jù)區(qū)的類型越多。

15.同步錯誤中斷組織塊OB121、OB122

    OB121處理與編程故障有關(guān)的事件,例如調(diào)用的函數(shù)沒有下載到CPU中、BCD碼出錯等,OB122處理與I/O地址訪問故障有關(guān)的事件,例如訪問一個I/O模塊時,出現(xiàn)讀故障等。如果上述故障出現(xiàn),在程序中沒有創(chuàng)建OB121、OB122,CP進入停止模式。

    注意:不是所有的OB都可以在S7  CPU中使用,例如S7-300系列PLC  PU中只有暖啟動OB100,操作系統(tǒng)不能調(diào)用OB101、OB102,CPU中可以使用的OB請參考CPU選型手冊。

    S7-300系列PLC中組織塊的優(yōu)先級是固定的,不能修改,在S7-400系列PLC中下列組織塊的優(yōu)先級可以進行修改:

    OB10~OB47:優(yōu)先級修改范圍2~23。

    OB70~OB72:優(yōu)先級修改范圍2~38。

    OB81~OB87:優(yōu)先級修改范圍2~26,優(yōu)先級24~26確保異步故障中斷不被其他的事件中斷。

    幾個組織塊可以具有相同的優(yōu)先級,當(dāng)事件同時出現(xiàn)時,組織塊按事件出現(xiàn)的先后順序觸發(fā),如果超過12個相同優(yōu)先級的OB同進觸發(fā),中斷可能丟失。

  我們在使用相應(yīng)OB時要注意以下問題:

1.OB只是及時反應(yīng)出了故障,但并不解決故障,OB允許CPU帶故障運行。

2.診斷OB如OB82/86/122反映的是硬件上的故障,靠軟件是解決不了的,軟件的作用是盡快指向故障點,硬件的問題還是硬件解決。

3.診斷OB的產(chǎn)生會影響CPU的整個程序的執(zhí)行速度,會影響系統(tǒng)的控制品質(zhì),尤其是一些帶過程中斷,大量運算及運動控制的高速生產(chǎn)線。

4.無條件的讓OB去掩蓋故障是一件很危險的事情,應(yīng)該有應(yīng)對的措施,讓系統(tǒng)盡快的進入一種可控的安全狀態(tài)。

  由于通信的原因,模塊不存在或有故障,刷新過程映像表時I/O訪問出錯,將會調(diào)用優(yōu)先級錯誤中斷(OB85)。

    可以在CPU屬性對話框中設(shè)置3種調(diào)用OB85的方式。S7-300默認的方式是不調(diào)用OB85,S7-400默認的方式是每個掃描循環(huán)周期調(diào)用一次,還可以設(shè)置為故障發(fā)生和消失時分別調(diào)用一次。

  用PI/PQ地址區(qū)訪問有故障的I/O模塊、DP從站時,將會調(diào)用I/O訪問錯誤中斷(OB122),每個掃描周期調(diào)用一次。

  對于簡單程序,只涉及到數(shù)字量邏輯控制,只使用OB1就可以了,對于復(fù)雜程序,使用了DP通訊等等,就需要做一些相應(yīng)功能的組織塊來保證PLC的運行正常。

1  OB100啟動組織塊,即PLC一通電的第一個掃描周期就先處理此塊,以后就不掃描了,所以在這個塊內(nèi)可以做初始化脈沖,復(fù)位一些數(shù)據(jù)。

2  OB122  I/O訪問錯誤組織塊,

3  OB121  編程錯誤組織塊,這個塊比較重要,曾經(jīng)遇到一個德國進口喂料機,使用一段時間后出現(xiàn)CPU不能運行,程序是使用STL編程,使用了很多間接尋址,很難找到問題所在,后來就選擇了這個組織塊后,CPU運行設(shè)備就正常工作了。

4  OB82診斷中斷組織塊,這個對于使用模擬量模塊多的項目需要使用這個塊,否則一旦接入的模擬量信號出現(xiàn)問題時,CPU停機就是大事了。

5  OB80  時間錯誤組織塊,包括:超出周期時間、執(zhí)行OB時出現(xiàn)確認錯誤、提前了時間而使OB的啟動時間被跳過、在CiR后恢復(fù)RUN模式。

6  OB86機架故障組織塊,對于使用了DP通訊的分布式I/O需要使用這個塊。  要想第一時間找到處故障的子站,需要使用OB86來作為DP故障診斷.需要對OB86內(nèi)變量做編程處理,使用觸摸屏或其他上位機來顯示報警內(nèi)容。

7  OB87通訊錯誤組織塊。

  組織塊是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口,可以從下面幾個方面來理解:

1.  組織塊不是用戶程序調(diào)用的,而是由操作系統(tǒng)調(diào)用的。其變量聲明表中只有臨時變量。

2.組織塊分為三類:

    啟動組織塊用于系統(tǒng)初始化;

    主程序OB1是循環(huán)執(zhí)行的;

    出現(xiàn)中斷事件時,操作系統(tǒng)將會停止執(zhí)行當(dāng)前的任務(wù),調(diào)用一個分配給該事件的組織塊。

3.除了自動生成的OB1,其他組織塊需要用戶生成,組織塊中的程序是用戶編寫的。

4.每個組織塊都有20個字節(jié)的局部變量,其中包含OB的啟動信息。這些信息在OB啟動時由操作系統(tǒng)提供,包括啟動事件、啟動日期與時間,錯誤及診斷事件。

 5.中斷的優(yōu)先級也就是組織塊的優(yōu)先級,如果在執(zhí)行中斷程序(組織塊)時,又檢測到一個中斷請求,CPU將比較兩個中斷源的中斷優(yōu)先級。如果優(yōu)先級相同,按照產(chǎn)生中斷請求的先后次序進行處理。如果后者的優(yōu)先級比正在執(zhí)行的OB的優(yōu)先級高,將中止當(dāng)前正在處理的OB,改為執(zhí)行較高優(yōu)先級的OB。

    下面是優(yōu)先級的順序(后面的比前面的優(yōu)先):背景循環(huán)、主程序掃描循環(huán)、時間中斷、時間延時中斷、循環(huán)中斷、硬件中斷、多處理器中斷、I/O冗余錯誤、異步故障(OB80~87)、啟動和CPU冗余,背景循環(huán)的優(yōu)先級最低??梢杂肧TEP  7修改S7-400  CPU某些組織塊的優(yōu)先級。

6.  時間中斷和延時中斷有專用的允許處理中斷(或稱激活、使能中斷)和禁止中斷的系統(tǒng)功能。

    其他組織塊可以用SFC  39“DIS_INT”來禁止處理某些中斷,用SFC  40“EN_INT”來激活(使能)被禁止的中斷。

    SFC  41“DIS_AIRT”用來延遲處理比當(dāng)前優(yōu)先級更高的中斷,直到用SFC  42“EN_  AIRT”來允許立即處理被SFC  41暫時禁止的中斷。

  ob1:循環(huán)掃描ob,它是沒有時間間隔的,執(zhí)行完ob1后就會再次從頭開始執(zhí)行ob1,所以外部輸入的模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成工程量的程序在ob1中執(zhí)行,使得數(shù)據(jù)能夠及時更新。

  ob10~ob23:一般很少用到。

  ob30~ob38:ob33和ob35是常用的,和時間有關(guān)的程序一般都是放在這些ob中得,比如利用pid控制的程序塊,要求不是很嚴格的時間處理功能,當(dāng)定時器不夠用的時候自己編寫的類似定時器的程序塊。

  ob100~ob102:這些ob只是在cpu不同的啟動模式下啟動一次,所有一些初始化的程序可以寫在這些ob中。

  其他ob就不常用了。

審核編輯(
王靜
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