每種類型的OB塊的分析及其使用方法:
1、自由循環組織塊OB1
S7 CPU啟動完成后,操作系統循環執行OB1,OB1執行完成后,操作系統再次啟動OB1。在OB1中可以調用FB、SFB、FC、SFC等用戶程序使其循環執行。除OB90以外,OB1優先級最低,可以被其他OB中斷。OB1默認掃描監控時間為150ms(可設置),掃描超時,CPU自動調用)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,可以設置日期中斷組織塊OB10~OB17觸發的日期、執行模式(到達設定的觸發日期后,OB只執行一次或按每分、每小時、每周、每月周期執行)等參數,當CPU的日期值大于設定的日期值時,觸發相應的OB并按設定的模式執行。在用戶程序中也可以通過調用SFC28系統函數設定CPU日期中斷的參數,調用SFC30激活日期中斷投入運行,與在CPU屬性中的設置相比,通過用戶程序,可以在CPU運行時靈活地修改設定的參數,兩種方式可以任意選擇,也可以同時對一個OB進行設置。
3、時間延遲中斷組織塊OB20~OB23
時間延遲中斷組織塊OB20~OB23的優先級及更新過程映像區的參數需要在CPU屬性中設置,通過調用系統函數SFC32觸發執行,OB號及延遲時間在SFC32參數中設定,延遲時間為1~60000ms,大大優于定時器精度。
4、循環中斷組織塊OB30~OB38
循環中斷組織塊OB30~OB38按設定的時間間隔循環執行,循環中斷的間隔時間在CPU屬性中設定,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中的用程序將每隔100ms調用一次,時間間隔可以自由設定,最小時間間隔不能小于55ms。OB中的用戶程序執行時間必須小于設定的時間間隔,如果間隔時間較短,由于循環中斷OB沒有完成程序掃描而被再次調用,從而造成CPU故障,觸發OB80報錯,如果程序中沒有創建OB80,CPU進入停止模式。通過調用SFC39~SFC42系統函數可以禁止、延遲、使能循環中斷的調用。循環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函數塊通常需在循環中斷中調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,由外部設備產生,例如功能模塊FM、通信處理器CP及數字量輸入、輸出模塊等。通常使用具有硬件中斷的數字量輸入模塊觸發中斷響應,然后為每一個模塊配置相應的中斷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中斷OB的事件。配置中的中斷事件出現,中斷主程序,執行中斷OB中的用戶程序一個周期,然后跳回中斷處繼續執行主程序。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更新時間,適合需要快速響應的應用。
如果輸入模塊中的一個通道觸發硬件中斷,操作系統將識別模塊的槽號及觸發相應的OB,中斷OB執行之后發送與通道相關的確認。在識別和確認過程中,該通道再次觸發的中斷事件將丟失;如果模塊其他通道觸發中斷事件,中斷不會丟失,在當前正在運行的中斷確認之后觸發;如果是不同的模塊觸發的中斷事件,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。通過調用SFC39~SFC42系統函數可以禁止、延遲、使能硬件中斷的調用。
6、DPV1中斷組織塊OB55~OB57
CPU響應PROFIBUS-DP V1從站觸發的中斷信息。
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完成同一個復雜任務)處理功能,通過調用SFC35,可以觸發OB60在多個CPU中同時執行。
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果輸出,需要經過從站輸入信號采樣循環(信號轉換)、從站背板總線循環(轉換的信號從模塊傳遞到從站接口)、PROFIBUS-DP總線循環(信號自從站傳遞到主站)、程序執行循環(信號的程序處理)、PROFIBUS-DP總線循環(信號從主站傳遞到從站)、從站背板總線循環(信號從從站接口傳遞到輸出柜塊)及模塊輸出循環(信號轉換)7個循環,時鐘同步中斷將7個循環同步,優化數據的傳遞并保證PROFIBUS-DP各個從站數據處理的同步性。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,當I/O冗余故障,例如冗余的PROFIBUS-DP從站故障時,觸發OB70的調用,當CPU冗余故障,如CPU切換、同步故障時,觸發OB72的調用。如果I/O冗余,或者CPU冗余故障而在CPU中沒有創建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自動調用OB80報錯,如果程序中沒有創建OB80,CPU進入停止模式。
OB81:處理與電源相關的各種信息(S7-400系列PLC CPU只有電池故障時調用),出現故障,CPU自動調用OB81報錯,如果程序中沒有創建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),出現故障時調用OB82,如果程序中沒有創建OB82,CPU進入停止模式。診斷中斷還對CPU所有內外部故障,包括模塊前連接器拔出、硬件中斷丟失等作出響應。
OB83:用于模塊插拔事件的中斷處理,事件出現,CPU自動調用OB83報警,如果程序中沒有創建OB83,CPU進入停止模式。
OB84:用于處理存儲器、冗余系統中兩個CPU的冗余連接性能降低等事件。
OB85:用于處理操作系統訪問模塊故障、更新過程映像區時I/O訪問故障、事件觸發但相應的OB沒有下載到CPU等事件,事件出現,CPU自動調用OB85報錯,如果程序中沒創建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系統中站點故障等事件,事件出現,CPU自動調用OB86報錯,如果程序中沒有創建,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,CPU自動調用OB87報錯,如果程序中沒有創建,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、區域數據分配故障,故障出現,CPU自動調用OB88報錯,如果程序中沒有創建,CPU進入停止模式。
13、背景循環中斷組織塊OB90
優先級最低,保證CPU最短的掃描時間,避免過程映像區更新過于頻繁。程序的下載和CPU中程序的刪除觸發OB90的調用。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調用OB100,熱啟動CPU調用OB101(不適合S7-300系列PLC和S7-400H),冷啟動CPU調用OB102,溫度越低,CPU啟動時清除存儲器中數據區的類型越多。
15、同步錯誤中斷組織塊OB121、OB122
OB121處理與編程故障有關的事件,例如調用的函數沒有下載到CPU中、BCD碼出錯等,OB122處理與I/O地址訪問故障有關的事件,例如訪問一個I/O模塊時,出現讀故障等。如果上述故障出現,在程序中沒有創建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,操作系統不能調用OB101、OB102,CPU中可以使用的OB請參考CPU選型手冊。
S7-300系列PLC中組織塊的優先級是固定的,不能修改,在S7-400系列PLC中下列組織塊的優先級可以進行修改:
OB10~OB47:優先級修改范圍2~23。
OB70~OB72:優先級修改范圍2~38。
OB81~OB87:優先級修改范圍2~26,優先級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先級,當事件同時出現時,組織塊按事件出現的先后順序觸發,如果超過12個相同優先級的OB同進觸發,中斷可能丟失。
我們在使用相應OB時要注意以下問題。
1.OB只是及時反應出了故障,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的產生會影響CPU的整個程序的執行速度,會影響系統的控制品質,尤其是一些帶過程中斷,大量運算及運動控制的高速生產線。
4.無條件的讓OB去掩蓋故障是一件很危險的事情,應該有應對的措施,讓系統盡快的進入一種可控的安全狀態。
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,將會調用優先級錯誤中斷(OB85)。
可以在CPU屬性對話框中設置3種調用OB85的方式。S7-300默認的方式是不調用OB85,S7-400默認的方式是每個掃描循環周期調用一次,還可以設置為故障發生和消失時分別調用一次。
用PI/PQ地址區訪問有故障的I/O模塊、DP從站時,將會調用I/O訪問錯誤中斷(OB122),每個掃描周期調用一次。
對于簡單程序,只涉及到數字量邏輯控制,只使用OB1就可以了,對于復雜程序,使用了DP通訊等等,就需要做一些相應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,所以在這個塊內可以做初始化脈沖,復位一些數據。
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,曾經遇到一個德國進口喂料機,使用一段時間后出現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、執行OB時出現確認錯誤、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內變量做編程處理,使用觸摸屏或其他上位機來顯示報警內容。
7 OB87通訊錯誤組織塊。
組織塊是操作系統與用戶程序的接口,可以從下面幾個方面來理解:
1. 組織塊不是用戶程序調用的,而是由操作系統調用的。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初始化;
主程序OB1是循環執行的;
出現中斷事件時,操作系統將會停止執行當前的任務,調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. 中斷的優先級也就是組織塊的優先級,如果在執行中斷程序(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先級。如果優先級相同,按照產生中斷請求的先后次序進行處理。如果后者的優先級比正在執行的OB的優先級高,將中止當前正在處理的OB,改為執行較高優先級的OB。
下面是優先級的順序(后面的比前面的優先):背景循環、主程序掃描循環、時間中斷、時間延時中斷、循環中斷、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,背景循環的優先級最低。可以用STEP 7修改S7-400 CPU某些組織塊的優先級。
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”用來延遲處理比當前優先級更高的中斷,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:循環掃描ob,它是沒有時間間隔的,執行完ob1后就會再次從頭開始執行ob1,所以外部輸入的模擬量數據轉換成工程量的程序在ob1中執行,使得數據能夠及時更新。
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。
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