西門子6ES7223-3BD30-0XB0

時間：2023-03-15

SIMATIC S7-1200，數(shù)字量 I/O SB 1223，2DI/2DQ，24V DC 200kHz

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S7-200SMART中斷指令

中斷是 CPU 停止當前的任務轉而去執(zhí)行其他任務的過程。中斷執(zhí)行前CPU 會對當前的執(zhí)行環(huán)境進行保留(保存現(xiàn)場)，當中斷處理完成后，會恢復現(xiàn)場以繼續(xù)執(zhí)行之前的任務。中斷機制是一種非常的機制，它既能保證一些重要事件發(fā)生后 CPU的及時處理，又保證事件未發(fā)生時 CPU 不浪費寶貴的運行資源去反復監(jiān)測事件。

S7-200 SMART 系列 PLC 的 CPU 具有中斷功能，用于實時控制、高速處理、網絡通信及一些特殊控制任務的處理。引起中斷的事件有很多種類，S7-200 SMART CPU 多支41 個中斷事件(其中2個為預留)，分為三大類：通信中斷、輸入/輸出(I/O)中斷和時間中斷。

中斷事件具有不同的**級。S7-200 SMART規(guī)定中斷**由高到低依次是：通信中斷、I/O 中斷和時間中斷。當 CPU 剛進人運行模式時，默認情況下所有中斷都是被禁止的。

中斷使能指令 ENI 可以在全局范圍內使能所有中斷。中斷禁用指令 DISI 可以在全局范圍內禁用所有中斷(已經的中斷仍然在隊列中)。中斷返回指令 RETI 可以有條件地從中斷子程序中返回。

中斷子程序是處理中斷事件的程序代碼。當中斷事件發(fā)生后，CPU的操作系統(tǒng)會調用相應的中斷子程序對中斷進行處理。但是，中斷事件是怎樣跟中斷子程序聯(lián)系起來的呢?這就需要用到中斷連接指令(ATCH)。ATCH 指令將中斷事件和中斷子程序相關聯(lián)并使能中斷事件。ATCH 指令有兩個參數(shù)：INT 和 EVNT。INT 是中斷子程序的名稱;EVNT 是中事件的編號。如圖 3-148 所示代碼是在 CPU的一個掃描周期，將中斷事件9(端口0發(fā)完成)與中斷子程序(INT_ 0)相聯(lián)系。

圖 3-148 中斷連接指令示例

除了中斷連接指令，還有中斷分離指令(DTCH)和中斷事件移除指令(CLR EVNT)。DTCH 指令將中斷事件和中斷子程序分離，并使該中斷事件失效。DTCH 指令只有一個參數(shù)，即 EVNT，表示中斷事件的編號。

中斷分離指令示例如圖 3-149 所示。當檢測到 I/O 錯誤時，禁用 I0.3 的上升沿中斷。

圖 3-149 中斷分離指令示例

CLR EVNT 指令可以從中斷隊列中移除特定類型的中斷事件。CLR EVNT 指令只有個參數(shù)，即 EVNT，表示中斷事件的編號。中斷事件移除指令示例如圖 3-150 所示，將中斷事件 17(HSC2方向改變)移除。

PLC執(zhí)行程序的過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，如圖1所示。

1．輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC以掃描工作方式按順序對所有輸入端的輸入狀態(tài)進行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時輸入映象寄存器被刷新。接著進入程序處理階段，在程序執(zhí)行階段或其它階段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內容也不會改變，輸入狀態(tài)的變化只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被采樣到。

2．程序執(zhí)行階段

在程序執(zhí)行階段，PLC對程序按順序進行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進行。當遇到程序跳轉指令時，則根據(jù)跳轉條件是否滿足來決定程序是否跳轉。當指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時，PLC從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根據(jù)用戶程序進行運算，運算的結果再存入元件映象寄存器中。對于元件映象寄存器來說，其內容會隨程序執(zhí)行的過程而變化。

3．輸出刷新階段

當所有程序執(zhí)行完畢后，進入輸出處理階段。在這一階段里，PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉存到輸出鎖存器中，并通過一定方式輸出，驅動外部負載。

因此，PLC在一個掃描周期內，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進行。當PLC進入程序執(zhí)行階段后輸入端將被，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。這方式稱為集中采樣，即在一個掃描周期內，集中一段時間對輸入狀態(tài)進行采樣。

在用戶程序中如果對輸出多次賦值，則后一次有效。在一個掃描周期內，只在輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中輸出，對輸出接口進行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。這種方式稱為集中輸出。

對于小型PLC，其I/O點數(shù)較少，用戶程序較短，一般采用集中采樣、集中輸出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應速度，但使PLC工作時大多數(shù)時間與外部輸入/輸出設備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強了系統(tǒng)的可靠性。

而對于大中型PLC，其I/O點數(shù)較多，控制功能強，用戶程序較長，為提高系統(tǒng)響應速度，可以采用定期采樣、定期輸出方式，或中斷輸入、輸出方式以及采用智能I/O接口等多種方式。

從上述分析可知，當PLC的輸入端輸入信號發(fā)生變化到PLC輸出端對該輸入變化作出反應，需要一段時間，這種現(xiàn)象稱為PLC輸入／輸出響應滯后。對一般的工業(yè)控制，這種滯后是完全允許的。應該注意的是，這種響應滯后不僅是由于PLC掃描工作方式造成，主要是PLC輸入接口的濾波環(huán)節(jié)帶來的輸入延遲，以及輸出接口中驅動器件的動作時間帶來輸出延遲，同時還與程序設計有關。滯后時間是設計PLC應用系統(tǒng)時應注意把握的一個參數(shù)。

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