《PLC编程与应用 教学课件 ppt 作者 何文雪 刘华波 吴贺荣编著 第07章_中断及高速处理指令》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC编程与应用 教学课件 ppt 作者 何文雪 刘华波 吴贺荣编著 第07章_中断及高速处理指令（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第7章 中断及高速处理指令,7.1 中断程序与中断指令,所谓中断，是当控制系统执行正常程序时，系统中出现了某些急需处理的异常情况或特殊请求，这时系统暂时中断现行程序，转去对随机发生的更紧迫事件进行处理（执行中断服务程序），当该事件处理完毕后，系统自动回到原来被中断的程序继续执行。,7.1.1 中断程序,中断程序必须由三部分构成：中断程序标号（即中断事件的编号）、中断程序指令和无条件返回指令。 在中断程序中不能使用DISI、ENI、HDEF、LSCR和END指令。 在主程序和中断程序之间正确共享数据的编程技巧有以下3条： （1）STL程序共享单个变量 （2）LAD程序共享单个变量 （3）STL或
2、LAD程序共享多个变量,7.1.2 中断指令,各种中断指令的LAD指令格式如图7-1所示。LAD指令名称及STL指令格式如表7-1所示，指令的有效操作数见表7-2。,表7-1 中断指令的LAD名称及STL指令格式,表7-2 中断指令的有效操作数,1全局性的中断允许指令与中断禁止指令,中断允许指令（ENI，Enable Interrupt）全局性地允许所有被连接的中断事件。 禁止中断指令（DISI，Disable Interrupt）全局性地禁止处理所有中断事件，允许中断排队等候，但是不允许执行中断程序，直到用全局中断允许指令ENI重新允许中断。 进入RUN模式时自动禁止中断。 中断程序有条件返
3、回指令（CRETI，conditional Return from Interrupt）在控制它的逻辑条件满足时从中断程序返回。,2中断连接指令与中断分离指令,中断连接指令（ATCH，Attach Interrupt）用来建立中断事件EVNT（由中断事件号指定）和处理此事件的中断程序INT（由中断程序号指定）之间的联系，并使能该中断事件。 中断分离指令（DTCH，Detach Interrupt）用来断开中断事件（EVNT）与中断程序（INT）之间的联系，并禁止该中断事件。 消除中断事件指令（CEVNT，Clear Event）从中断队列中清除所有EVNT类型的中断事件。,7.1.3 中断源,
4、1中断源及种类 中断源是中断事件向PLC发出中断请求的来源。S7-200 CPU最多可以有34个中断源，这些中断源大致分为三大类：通信口中断、输入/输出（I/O）中断和时基中断。 （1）通信口中断 （2）I/O中断 I/O中断包括上升沿中断或下降沿中断、高速计数器（HSC）中断和脉冲串输出（PTO）中断。CPU可用输入点I0.0I0.3的上升沿或下降沿产生中断。,【例7-1】在I0.0的上升沿通过中断使Q0.0立即置位。在I0.1的下降沿通过中断使Q0.0立即复位。程序设计如图7-2所示。,（3）时基中断,时基中断（Timed Interrupt）包括定时中断和定时器T32/T96中断。可用定
5、时中断来执行一个周期性的操作，以1ms为增量单位，周期的时间可取lms255ms。对定时中断0，必须把周期时间写入SMB34；对定时中断1，必须把周期时间写入SMB35。 定时中断一旦被允许，中断就会周期性地不断产生，每当定时时间到时，就会执行被连接的中断程序。如果退出RUN状态或定时中断被分离，定时中断被禁止。如果执行了全局中断禁止指令，定时中断事件仍会连续出现，每个定时中断事件都会进入中断队列，直到中断队列满。,【例7-2】定时中断的定时时间最长为255ms，用定时中断1实现周期为2s的高精度定时。 为了实现周期为2s的高精度周期性操作的定时，将定时中断的定时时间间隔设为250ms，在定时
6、中断1的中断程序中，将VB0加1，然后用比较触点指令“LD=”判断VB0是否等于8。若相等（中断了8次，对应的时间间隔为2s），在中断程序中执行每2s一次的操作，例如采集模拟量输入的数值和使QB0加1，程序设计如图7-3所示。 对于定时间隔不同的任务，可以计算出它们的定时时间的最大公约数，以此作为定时中断的预置时间。在中断程序中对中断事件进行计数，根据计数值来处理不同的任务。,2中断优先级,给中断源指定处理的次序就是给中断源确定中断优先级。 中断按以下固定的优先级顺序执行：通信(最高优先级)、IO中断和定时中断(最低优先级)。在上述3个优先级范围内，CPU按照先来先服务的原则处理中断，任何时刻
7、只能执行一个用户中断程序。3个中断队列及其能保存的最大中断个数如表7-4所示。 如果发生中断过于频繁，使中断产生的速率比可处理的速率快，或中断被DISI指令禁止，中断队列溢出状态位被置1，如表7-5所示。只应在中断程序中使用这些位，因为当队列变空或返回主程序时，这些位会被复位。,表7-4各中断队列的最大中断个数,表7-5 中断队列溢出标志位,3中断控制,经过中断判优后，将优先级最高的中断请求送给CPU，CPU响应中断后自动保存逻辑堆栈、累加器和某些特殊标志寄存器位，即保护现场。中断处理完成后，又自动恢复这些单元保存起来的数据，即恢复现场。,7.2 高速处理指令,高速处理指令有高速计数指令和高速
8、脉冲输出指令两类。 7.2.1 高速计数操作指令 高速计数器HSC（High Speed Counter）用来累计比PLC扫描频率高得多的脉冲输入（30kHz），利用产生的中断事件完成预定的操作。 PLC的普通计数器的计数过程与扫描工作方式有关。,1编码器,编码器每圈发出一定数量的计数时钟脉冲和一个复位脉冲，作为高速计数器的输入。高速计数器有一组预置值，开始运行时装入第一个预置值，当前计数值小于当前预置值时，设置的输出有效。当前计数值等于预置值或有外部复位信号时，产生中断。发生当前计数值等于预置值的中断时，装载入新的预置值，并设置下一阶段的输出。有复位中断事件发生时，设置第一个预置值和第一个输
9、出状态，循环又重新开始。 用高速计数器可实现高速运动的精确控制。,编码器分为以下2种类型： （1）增量式编码器 根据输出信号的个数，有3种增量式编码器： 1）单通道增量式编码器 2）双通道增量式编码器 3）三通道增量式编码器,（2）绝对式编码器 N位绝对式编码器有N个码道，最外层的码道对应编码的最低位。每一码道有一个光电耦合器，用来读取该码道的0、1数据。绝对式编码器输出的N位二进制数反映了运动物体所处的绝对位置，根据位置的变化情况，可以判别出旋转的方向。,2高速计数器的工作模式与外部输入信号,（1）高速计数器的工作模式 高速计数器的工作模式分为下面的4大类： 1）无外部方向输入信号的单相加减
10、计数器（即带有内部方向控制的单相计数器）（模式02） 2）有外部方向输入信号的单相加减计数器(模式35) 3）有加计数时钟脉冲和减计数时钟脉冲输入的双相计数器（模式68） 4）AB相正交计数器(模式911),（2）高速计数器的外部输入信号,各计数器有专用的时钟脉冲、方向控制、复位及启动输入端子，有的计数器只有部分输入端子。各高速计数器的外部输入信号如表7-6和表7-7所示。只有CPU224、CPU226和CPU226XM有HSC1和HSC2。,表7-7 HSC1和HSC2的外部输入信号,（3）高速计数器的中断事件类型 高速计数器的中断事件大致可分为三种方式(1)所有的计数器模式都会在当前值等于
11、预置值时产生中断；(2)使用外部复位端的计数模式支持外部复位中断；(3)除去模式0、1和2之外，所有计数器模式都支持计数方向改变中断（参见图7-7）。每种中断条件都可以分别使能或者禁止。 当使用外部复位中断时，不要写入初始值，或者是在该中断服务程序中先禁止再允许高速计数器工作，否则会产生一个致命错误。,3高速计数器指令,高速计数器指令有两条：高速计数器定义指令（HDEF）和高速计数器指令（HSC）。其LAD及STL指令格式如图7-7所示，指令的有效操作数见表7-8。 （1）高速计数器定义指令（HDEF）：为指定的高速计数器（HSC）设置一种工作模式,即用来建立高速计数器与工作模式之间的联系，模
12、式的选择决定了高速计数器的时钟方向、启动和复位功能。 （2）高速计数器指令（HSC）：根据高速计数器特殊存储器位的状态，并按照HDEF指令指定的工作模式，设置高速计数器并控制其工作。,4高速计数器相关的特殊存储器,（1）高速计数器的状态字节 每个高速计数器都有一个状态字节，给出了当前计数方向和当前值是否大于或等于预置值，如表7-9所示。 （2）高速计数器的控制字节 只有定义了高速计数器和它的计数模式，才能对高速计数器的动态参数进行编程。,图7-8中所示的复位和启动操作适用于使用复位和启动输入的所有模式。图中复位输入和启动输入都被编程为高电平有效。,（3）初始值和预置值的设置,各高速计数器均有一
13、个32位的预置值和一个32位的初始值，预置值和初始值均为有符号双字整数。 高速计数器的当前值可以用存储器类型标志符HC（高速计数器当前值）后面跟高速计数器编号（HCx的格式，x=05）的格式读出，高速计数器的当前值为只读数据。,5高速计数器的程序设计,对高速计数器编程的步骤如下： （1）定义高速计数器选择工作模式； （2）设置控制字节； （3）设置初始值和预置值； （4）执行HDEF指令； （5）指定并使能中断服务程序； （6）启动高速计数器。,7.2.2 脉冲输出指令,1脉冲输出指令 脉冲输出指令（PLS）用于在高速输出点（Q0.0或Q0.1）上实现脉冲串（PTO）和脉宽调制（PWW）两种方
14、波输出功能。 1).脉冲串（PTO）功能提供周期与脉冲数目可由用户控制的方波（50占空比）输出，脉冲宽度与脉冲周期之比称为占空比。 2).脉冲宽度调制（PWM，简称为脉宽调制）功能提供连续的、周期与脉冲宽度可由用户控制的输出。,2脉冲宽度调制（PWM）操作,PWM功能提供可变占空比的脉冲输出，如图7-11（a）所示,PWM的高频输出波形进滤波后可以得到与占空比成正比的模拟量输出电压。可用下述的两种方法改变PWM波形的特性： （1）同步更新 （2）异步更新,3脉冲串（PTO）操作,PTO功能生成指定脉冲数目和周期的方波（占空比为50）脉冲串，如图7-11（b）所示。 如果周期小于两个时间单位，周
15、期被默认为两个时间单位。如果指定的脉冲数为0，则脉冲数默认为1。 PTO功能允许脉冲串“链接”或者“排队”，形成管线 有两种管线方式：单段管线和多段管线。,（1）单段管线 在单段流水线中，需要为下一脉冲列更新特殊寄存器SM。启动了初始PTO段后，必须按照第二段波形的要求立即修改SM，并再次执行PLS指令。 （2）多段管线 在多段流水线中，CPU自动从V存储器区的包络表中读取各脉冲串段的特性。该模式下仅使用特殊存储器区的控制字节和状态字节。 包络表如表7-13所示，多段PTO的另一特点是可以通过编程的方式以指定的脉冲数自动增加或减少周期。 （3）包络表中数据的计算,4开环运动控制 （1）开环位置
16、控制的一些基本概念 1）最大速度与启动/停止速度 MAX_SPEED是运行速度的最大值，它应在电动机转矩允许的范围内，驱动负载所需的转矩由摩擦力、惯性以及加速/减速时间决定。SS_SPEED通常是MAX_SPEED的5%15%。图7-13中的MIN_SPEED是最低速度。,2）包络 包络是一个预先定义的以位置为横坐标、以速度为纵坐标的曲线，包络是运动的图形描述。 PTO支持两种操作模式，即相对位置模式和单速连续转动模式。 3）包络中的步 包络中的1步是包括加速时间或减速时间的工件运动的一个固定距离，PTO的一个包络最多允许29个步。,（2）开环运动控制与位置控制向导 S7-200提供了3种开环运动控制方式： 1）内置的脉宽调制（PWM），用于速度、位置或占空比控制。 2）内置的脉冲串输出（PTO），用于速度和位置的控制。 3）使用EM253位置控制模块控制速度和位置。,5PTO/PWM操作的设置与控制 表7-15给出PTO/PWM控制寄存器与有关的特殊存储器。 影响状态字节的操作有： （1）状态字节（SM66.7或SM76.7
