西門(mén)子6RA70直流運(yùn)行勵(lì)磁板無(wú)輸出維修

西門(mén)子S7-300/400用戶程序的中斷堆棧（Ⅰ堆棧）

如果程序的執(zhí)行被優(yōu)先級(jí)更高的OB中斷，操作系統(tǒng)將保存下述寄存器的內(nèi)容：當(dāng)前的累加器和地址寄存器的內(nèi)容、數(shù)據(jù)塊寄存器DB和DI的內(nèi)容、局部數(shù)據(jù)的指針、狀態(tài)字、MCR（主控繼電器）寄存器和塊堆棧的指針。

    新的OB執(zhí)行完后，操作系統(tǒng)讀取中斷堆棧中的信息，從被中斷的塊被中斷的地方開(kāi)始繼續(xù)執(zhí)行程序。

    CPU在STOP模式時(shí)，可以用STEP 7在模塊信息中查看中斷堆棧保存的數(shù)據(jù)，由此找出使CPU進(jìn)入STOP模式的原因。

  如果一個(gè)塊的處理因?yàn)檎{(diào)用另外一個(gè)塊，或者被更高優(yōu)先級(jí)的OB塊中止，CPU將在塊堆棧中存儲(chǔ)以下信息：

    1)被中斷的塊的類(lèi)型( OB、FB、FC、SFB、SFC)、編號(hào)和返回地址。

    2)從DB和DI寄存器中獲得的塊被中斷時(shí)打開(kāi)的共享數(shù)據(jù)塊和背景數(shù)據(jù)塊的編號(hào)。

    3)局部數(shù)據(jù)堆棧的指針。

    利用這些數(shù)據(jù)，可以在中斷它的任務(wù)處理完后恢復(fù)被中斷的塊的處理。在多重調(diào)用時(shí)，堆棧可以保存參與嵌套調(diào)用的幾個(gè)塊的信息。

    CPU處于STOP模式時(shí)，可以用STEP 7查看塊堆棧中保存的進(jìn)入STOP模式時(shí)沒(méi)有處理完的塊，在塊堆棧中，塊按照它們被處理的順序排列（見(jiàn)圖6-2）。

    每個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)的塊堆棧可以儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)與CPU的型號(hào)有關(guān)。

圖6-2 塊堆棧與局部數(shù)據(jù)堆棧

  各邏輯塊都有它的局部變量(L)存儲(chǔ)區(qū)，局部變量只在它被創(chuàng)建的塊中有效，全局變量與局部變量如表6-2所示。

    如果在邏輯塊中只使用局部變量，不使用地址或全局符號(hào)，不作任何改動(dòng)，就可以將子程序移植到別的項(xiàng)目中去。局部數(shù)據(jù)堆棧用來(lái)儲(chǔ)存塊的局部數(shù)據(jù)區(qū)的臨時(shí)變量、組織塊的啟動(dòng)信息、塊傳遞參數(shù)的信息和梯形圖程序的中間結(jié)果。局部數(shù)據(jù)可以按位、字節(jié)、字和雙字來(lái)存取，例如L0.0、LB9、LW4和LD52。

    各邏輯塊均有自己的變量聲明表，局部變量?jī)H在它被創(chuàng)建的邏輯塊中有效。臨時(shí)變量?jī)H在塊被執(zhí)行時(shí)使用，塊執(zhí)行完后將被別的數(shù)據(jù)覆蓋。每個(gè)組織塊用20B的臨時(shí)局部數(shù)據(jù)來(lái)存儲(chǔ)它的起動(dòng)信息。

    CPU分配給當(dāng)前正在處理的塊的臨時(shí)局部變量的存儲(chǔ)器容量是有限的，這一存儲(chǔ)區(qū)（即局部堆棧）的大小與CPU的型號(hào)有關(guān)。CPU給每一優(yōu)先級(jí)分配了局部數(shù)據(jù)區(qū)，這樣可以保證不同優(yōu)先級(jí)的OB都有它們可以使用的局部數(shù)據(jù)空間。

    表6-2    全局變量與局部變量

    圖6-2中的OB1調(diào)用功能FC 2，FC 2的執(zhí)行被組織塊OB81中斷，圖中給出了局部數(shù)據(jù)堆棧中局部數(shù)據(jù)的存放情況。

    在局部數(shù)據(jù)堆棧中，并非所有的優(yōu)先級(jí)都需要相同數(shù)量的存儲(chǔ)區(qū)。通過(guò)在STEP 7中設(shè)置參數(shù)，可以給S7-400 CPU的每一優(yōu)先級(jí)不同大小的局部數(shù)據(jù)區(qū)。S7-300 CPU每一優(yōu)先級(jí)的局部數(shù)據(jù)區(qū)的大小是固定的。

    圖6-2    塊堆棧與局部數(shù)據(jù)堆棧

堆棧（見(jiàn)圖6-1）是CPU中的一塊特殊的存儲(chǔ)區(qū)，它采用“先入后出”的規(guī)則存入和取出數(shù)據(jù)。堆棧上面的存儲(chǔ)單元稱(chēng)為棧頂，要保存的數(shù)據(jù)從棧頂“壓入”堆棧時(shí)，堆棧中原有的數(shù)據(jù)依次向下移動(dòng)一個(gè)位置，下面的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)丟失。在取出棧頂?shù)臄?shù)據(jù)后，堆棧中所有的數(shù)據(jù)依次向上移動(dòng)一個(gè)位置。堆棧的這種“先入后出”的存取順序，剛好滿足塊調(diào)用時(shí)（包括中斷處理的塊調(diào)用）存儲(chǔ)和取出數(shù)據(jù)的要求，因此堆棧在計(jì)算機(jī)的程序設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。下面介紹STEP 7中3種不同的堆棧。
PLC中的程序分為操作系統(tǒng)和用戶程序，操作系統(tǒng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)與特定的控制任務(wù)無(wú)關(guān)的功能，處理PLC的啟動(dòng)、刷新過(guò)程映像輸入/輸出表、調(diào)用用戶程序、處理中斷和錯(cuò)誤、管理存儲(chǔ)區(qū)和處理通信等。用戶程序包含處理用戶特定的自動(dòng)化任務(wù)所需要的所有功能。

    STEP 7將用戶編寫(xiě)的程序和程序所需的數(shù)據(jù)放置在塊中，使單個(gè)的程序部件標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)塊與塊之間類(lèi)似子程序的調(diào)用，使用戶程序結(jié)構(gòu)化，可以簡(jiǎn)化程序組織，使程序易于修改、查錯(cuò)和調(diào)試。塊結(jié)構(gòu)顯著地增加了PLC程序的組織透明性、可理解性和易維護(hù)性。各種塊的簡(jiǎn)要說(shuō)明如表6-1所示，OB、FB、FC、SFB和SFC都包含部分程序，統(tǒng)稱(chēng)為邏輯塊。

    1．組織塊

    組織塊(OB)是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，由操作系統(tǒng)調(diào)用，用于控制掃描循環(huán)和中斷程序的執(zhí)行、PLC的啟動(dòng)和錯(cuò)誤處理等，有的CPU只能使用部分組織塊。

    (1) OB1

    OB1用于循環(huán)處理，是用戶程序中的主程序。操作系統(tǒng)在每一次循環(huán)中調(diào)用一次OB1。

    (2)事件中斷處理

    如果出現(xiàn)一個(gè)中斷事件，例如時(shí)間日期中斷、硬件中斷和錯(cuò)誤處理中斷等，當(dāng)前正在執(zhí)行的塊在當(dāng)前語(yǔ)句執(zhí)行完后被停止執(zhí)行（被中斷），操作系統(tǒng)將會(huì)調(diào)用一個(gè)分配給該事件的組織塊。該組織塊執(zhí)行完后，被中斷的塊將從斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。

    這意味著部分用戶程序可以不必在每次循環(huán)中處理，而是在需要時(shí)才被及時(shí)地處理。處理中斷事件的程序放在該事件驅(qū)動(dòng)的OB中。

    (3)中斷的優(yōu)先級(jí)

    OB按觸發(fā)事件分成幾個(gè)級(jí)別，這些級(jí)別有不同的優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)的OB可以中斷低優(yōu)先級(jí)的OB。當(dāng)OB啟動(dòng)時(shí)，用它的臨時(shí)局部變量提供觸發(fā)它的初始化啟動(dòng)事件的詳細(xì)信息，這些信息可以在用戶程序中使用。

    2．臨時(shí)局部數(shù)據(jù)

    生成功能和功能塊時(shí)可以聲明臨時(shí)局部數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是臨時(shí)的，退出邏輯塊時(shí)不保留臨時(shí)局部數(shù)據(jù)。它們又是局部( Local)數(shù)據(jù)，只能在生成它們的邏輯塊內(nèi)使用。CPU按優(yōu)先級(jí)劃分局部數(shù)據(jù)區(qū)，同一優(yōu)先級(jí)的塊共用一片局部數(shù)據(jù)區(qū)?？梢杂?/span>STEP 7改變S7-400每個(gè)優(yōu)先級(jí)的局部數(shù)據(jù)區(qū)的大小。

    除了臨時(shí)局部數(shù)據(jù)外，所有的邏輯塊都可以使用共享數(shù)據(jù)塊中的共享數(shù)據(jù)。

    3．功能

    功能(FC)是用戶編寫(xiě)的沒(méi)有固定的存儲(chǔ)區(qū)的塊，其臨時(shí)變量存儲(chǔ)在局部數(shù)據(jù)堆棧中，功能執(zhí)行結(jié)束后，這些數(shù)據(jù)就丟失了?？梢杂霉蚕頂?shù)據(jù)區(qū)來(lái)存儲(chǔ)那些在功能執(zhí)行結(jié)束后需要保存的數(shù)據(jù)，不能為功能的局部數(shù)據(jù)分配初始值。

    4．功能塊

    功能塊(FB)是用戶編寫(xiě)的有自己的存儲(chǔ)區(qū)（背景數(shù)據(jù)塊）的塊，功能塊的輸入、輸出變量和靜態(tài)變量f STAT）存放在的背景數(shù)據(jù)塊(DI)中，臨時(shí)變量存儲(chǔ)在局部數(shù)據(jù)堆棧中。功能塊執(zhí)行完后，背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，但是不會(huì)保存局部數(shù)據(jù)堆棧中的數(shù)據(jù)。

    5．?dāng)?shù)據(jù)塊

    數(shù)據(jù)塊(DB)是用于存放執(zhí)行用戶程序時(shí)所需的變量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)。與邏輯塊不同，數(shù)據(jù)塊沒(méi)有STEP 7的指令，STEP 7按數(shù)據(jù)生成的順序自動(dòng)地為數(shù)據(jù)塊中的變量分配地址。數(shù)據(jù)塊分為共享數(shù)據(jù)塊(Share Block)和背景數(shù)據(jù)塊(Instance Data Block)。

    CPU可以同時(shí)打開(kāi)一個(gè)共享數(shù)據(jù)塊和一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊。訪問(wèn)被打開(kāi)的數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)時(shí)不用數(shù)據(jù)塊的編號(hào)。

    6．系統(tǒng)功能塊與系統(tǒng)功能

    系統(tǒng)功能塊( SFB)和系統(tǒng)功能(SFC)是集成在S7 CPU的操作系統(tǒng)中，預(yù)先編好程序的邏輯塊，可以在用戶程序中調(diào)用這些塊，但是用戶不能修改它們。它們作為操作系統(tǒng)的一部分，不占用程序空間。SFB有存儲(chǔ)功能，其變量保存在給它的背景數(shù)據(jù)塊中，SFC沒(méi)有存儲(chǔ)功能。

    7．程序庫(kù)

    程序編輯器左邊窗口的“庫(kù)”文件夾中的程序庫(kù)（見(jiàn)圖6-5）用來(lái)存放可以多次使用的程序部件，其中的子文件夾“Standard Library”（標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)）是STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包提供的標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)，它由以下子文件夾組成：

    1) System Function Blocks：包括系統(tǒng)功能塊(SFB)和系統(tǒng)功能(SFC)。

    2) S5-S7 Converting Blocks：用于轉(zhuǎn)換STEP 5程序的塊。

    3) IEC Function Blocks：處理時(shí)間和日期信息、比較操作、字符串處理與選擇大值和小值等。

    4) Organization Blocks：組織塊。

    5) PID Control Blocks：PID控制塊。

    6) Communication Blocks：用于通信的塊。

    7) TI-S7 Converting Blocks（TI-S7轉(zhuǎn)換塊）：一般用途的標(biāo)準(zhǔn)功能。

    8) Miscellaneous Blocks（其他塊），例如用于時(shí)間標(biāo)記和實(shí)時(shí)鐘同步的塊。

    “庫(kù)”文件夾中還有其他程序庫(kù)，例如“SIMATIC_NET_CP”文件夾中的塊用于通信處理器(CP)的編程，文件夾“Redundant IO( V1)”中的塊用于冗余控制系統(tǒng)，文件夾“stdlibs”與“Standard Library”的某些子文件夾的內(nèi)容重復(fù)。

    用戶安裝可選軟件包后，將會(huì)增加其他程序庫(kù)。例如安裝S7 Graph后將增加Graph 7庫(kù)。

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