第07章中断及高速处理指令.

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。ENINTENOATCHEVNT图7-1中断指令的LAD指令格式ENEVNTENODTCHENEVNTENOCLR_EVNTENIDISIRETI表7-1中断指令的LAD名称及STL指令格式LADSTL描述RETICRETI从中断程序有条件返回ENIENI允许中断DISIDISI禁止中断ATCHATCHINT,EVNT连接中断事件和中断程序DTCHDTCHEVNT断开中断事件和中断程序的连接CLR_EVNTCEVNTEVNT消除中断事件表7-2中断指令的有效操作数输入/输出数据类型操作数范围INBYTE常数（0~27）EVNTBYTE常数CPU221和CPU222：0~12，19~23和27~33CPU224：0~23和27~33CPU224XP和CPU226：0~331．全局性的中断允许指令与中断禁止指令•中断允许指令（ENI，EnableInterrupt）全局性地允许所有被连接的中断事件。•禁止中断指令（DISI，DisableInterrupt）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。•中断程序有条件返回指令（CRETI，conditionalReturnfromInterrupt）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，AttachInterrupt）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，DetachInterrupt）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，ClearEvent）从中断队列中清除所有EVNT类型的中断事件。7.1.3中断源•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。S7-200CPU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I0.0～I0.3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。图7-2I/O中断应用OB1主程序网络1LDSM0.1//首次扫描时为1ATCHINT_0，0//定义I0.0的上升沿中断程序为INT_0ATCHINT_1，3//连接INT_1到I0.1的下降沿中断（事件3）ENI//允许全局中断网络2LDSM5.0//I/O错误标志位DTCH0//禁止I0.0的上升沿中断网络3//当M5.0接通时，禁止所有中端LDM5.0DISI中断程序0（INT_0）网络1LDSM0.0//总为ONSIQ0.0，1//使Q0.0立即置位中断程序1（INT_1）网络1LDSM0.0RIQ0.0，1//使Q0.0立即复位SM0.1OB1主程序网络1SM0.0中断程序0（INT_0）网络1INT_00ENINTENOATCHEVNTINT_13ENINTENOATCHEVNTENIQ0.0SI1SM0.0中断程序1（INT_1）网络1Q0.0RI1ENEVNTENODTCH网络2SM5.00网络3M5.0DISI（3）时基中断•时基中断（TimedInterrupt）包括定时中断和定时器T32/T96中断。可用定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lms～255ms。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。ENINENOMOV_BOUT0VB10图7-3定时中断采集模拟量OB1主程序网络1LDSM0.1//首次扫描时为1MOVB0，VB10//中断次数计数器清0MOVB250，SMB34//设定时中断0的时间间隔为250msATCHINT_0，10//连接INT_0到定时中断0（事件号10）ENI//允许全局中断中断程序0（INT_0），每隔250ms中断一次网络1LDSM0.0//该位总为ONINCBVB10//中断次数计数器加1网络2LDB=8，VB10//如果中断了8次（2s）MOVB0，VB10//中断次数计数器清0MOVWAIW0，VW20//读AIW0的值INCBQB0//每2s将QB0加1SM0.1OB1主程序网络1SM0.0中断程序0（INT_0）网络1INT_010ENINTENOATCHEVNTENI网络2ENINENOMOV_BOUT250SMB34ENINENOINC_BOUTVB10VB10==B8VB10ENINENOMOV_BOUT0VB10ENINENOMOV_WOUTAIW0VW20ENINENOINC_BOUTQB0QB02．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)、I／O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。队列CPU221、CPU222、CPU224CPU224XP、CPU226通信中断队列4I／O中断队列16定时中断队列8表7-4各中断队列的最大中断个数描述（0=不溢出，1=溢出）SM位通信中断队列溢出SM4.0I／O中断队列溢出SM4.1定时中断队列溢出SM4.2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（HighSpeedCounter）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A相B相b）A、B相型编码器反转图7-4编码器的输出波形c）三通道增量式编码器A相B相Z相A相B相a）A、B相型编码器正转90℃（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／减计数器（即带有内部方向控制的单相计数器）（模式0～2）2）有外部方向输入信号的单相加／减计数器(模式3～5)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6～8）4）A／B相正交计数器(模式9～11)（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7-7HSC1和HSC2的外部输入信号HSC1HSC2模式I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.50时钟时钟1时钟复位时钟复位2时钟复位启动时钟复位启动3时钟方向时钟方向4时钟方向复位时钟方向复位5时钟方向复位启动时钟方向复位启动6加时钟减时钟加时钟减时钟7加时钟减时钟复位加时钟减时钟复位8加时钟减时钟复位启动加时钟减时钟复位启动9A相时钟B相时钟A相时钟B相时钟10A相时钟B相时钟复位A相时钟B相时钟复位11A相时钟B相时钟复位启动A相时钟B相时钟复位启动（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