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西門子S7-200 PLC的中斷返回指令

    如圖3-108所示，有條件中斷返回(Condition Return Interrupt，CRETI)指令可根據(jù)控制的條件從中斷程序中返回到主程序。中斷程序由位于中斷程序標(biāo)號和無條件中斷返回指令RETI間的所有指令組成，用中斷程序人口點處的中斷程序標(biāo)號來識別不同的中斷程序，在響應(yīng)與之關(guān)聯(lián)的內(nèi)部或外部中斷事件時執(zhí)行。可以用無條件中斷返回指令RETI或有條件中斷返回指令CRETI退出中斷程序，從而將控制權(quán)交還給主程序。在中斷程序中，必須用RETI指令來結(jié)束，程序編譯時，由軟件自動在中斷程序結(jié)尾加上RETI指令。

    圖3-108    中斷返回指令

    中斷處理提供了對特殊的內(nèi)部或外部中斷事件的快速響應(yīng)，編寫程序時應(yīng)優(yōu)化，使其簡短，加快執(zhí)行速度而且不要延時過長，否則，未預(yù)料條件可能引起主程序控制的設(shè)備操作異常，對于中斷程序來說應(yīng)“越短越好”。中斷程序是為處理中斷事件而事先編好的程序，不是由用戶程序調(diào)用的，而是在中斷事件發(fā)生時由操作系統(tǒng)調(diào)用的。在中斷程序中不能改寫其他程序使用的存儲器，使用局部變量。所有中斷程序必須放在主程序的無條件結(jié)束指令之后，中斷程序內(nèi)不能使用DISI、ENI、HDEF、LSCR、END等指令。

    中斷前后，系統(tǒng)保存和恢復(fù)邏輯堆棧、累加寄存器、特殊存儲器標(biāo)志位(SM)，從而避免了中斷程序返回后對用戶主程序執(zhí)行現(xiàn)場所造成的破壞。

    【例3-38】 圖3-109所示為中斷指令的編程，PLC開機后*掃描SM0.1為1、標(biāo)號為0的中斷事件（即I0.0上升沿），引發(fā)連接4號中斷程序INT_4，程序執(zhí)行轉(zhuǎn)入中斷程序INT_4，如有I/O錯誤則SM5.0置1，返回中斷并取消0號中斷事件與中斷程序的聯(lián)系；若M5.0 =1，則全局性關(guān)閉所有中斷事件。
在啟動中斷程序之前，必須使中斷事件與發(fā)生此事件時希望執(zhí)行的程序段建立聯(lián)系，使用中斷連接指令ATCH建立中斷事件（由中斷事件號碼EVNT0～33）與程序段（由中斷程序號碼INT0～127）之間的聯(lián)系；連接中斷事件與中斷程序時，該中斷自動被啟動。根據(jù)事件優(yōu)先級組，PLC按照先來先服務(wù)的順序?qū)χ袛嗵峁┓?wù)。

    任何時刻只能激活一個用戶中斷，其他中斷處于待激活狀態(tài)，CPU發(fā)出中斷暫時入隊、等待處理的命令。如果發(fā)生的中斷數(shù)目過多，隊列無法處理，則設(shè)定隊列溢出狀態(tài)位，當(dāng)隊空時，重置這些位。

    使用中斷分離指令DTCH可取消某中斷事件EVNT(0～33)與所有中斷程序之間的連接，從而關(guān)閉單個中斷事件；中斷分離指令使中斷返回未激活或被忽略狀態(tài)。

    中斷連接和中斷分離指令的梯形圖、語句表如圖3-107所示。

    圖3-107    中斷連接和中斷分離指令的梯形圖、語句表

    (a)中斷連接指令；(b)中斷分離指令

    注意：一個中斷事件只能連接一個中斷程序，但多個中斷事件可以調(diào)用同一個中斷程序。

全局中斷允許指令ENI又稱開中斷指令，全局性地允許所有被連接的中斷事件。全局中斷禁止指令DISI又稱關(guān)中斷指令，全局性地禁止所有中斷事件，每次出現(xiàn)中斷事件時均需排隊等候，直至使用全局開中斷指令重新啟用中斷。

    PLC轉(zhuǎn)換到RUN（運行）模式時，中斷開始時被禁用，可以通過執(zhí)行開中斷指令，允許所有中斷事件。執(zhí)行關(guān)中斷指令會禁止處理中斷，但是現(xiàn)用中斷事件將繼續(xù)排隊等候。

    中斷允許和中斷禁止指令的梯形圖、語句表如圖3-106所示。

    圖3-106    中斷允許和中斷禁止指令的梯形圖、語句表

    (a)中斷允許指令；(b)中斷禁止指令
  S7-200設(shè)置了中斷功能，用于完成實時控制、高速處理、通信和網(wǎng)絡(luò)等復(fù)雜和特殊的控制任務(wù)。中斷就是使系統(tǒng)暫時終止當(dāng)前正在運行的程序，去執(zhí)行為立即響應(yīng)的信號而編制的中斷服務(wù)程序，去處理那些亟需處理的事件，執(zhí)行完畢再返回原先終止的程序并繼續(xù)執(zhí)行。

    S7-200可以引發(fā)中斷的事件（稱為中斷源）總共有5大類34項，其中輸入信號中斷源8項、通信口中斷源6項、定時器中斷源4項、高速計數(shù)器中斷源14項、脈沖輸出指令中斷源2項。為了便于識別，系統(tǒng)給每個中斷源都分配一個編號，稱為中斷事件號。
  S7-200程序結(jié)構(gòu)中有主程序(OB1)、子程序(SBRn)和中斷程序(INTn)三類程序。實際應(yīng)用中把可能被反復(fù)使用的程序編成一個獨立的程序塊，存放在程序的某一個區(qū)域中，程序的模塊化是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法的核心思想，通過程序塊的組合來完成一個大的復(fù)雜的應(yīng)用程序的編寫。執(zhí)行程序時可以隨時反復(fù)調(diào)用這些程序塊，避免重復(fù)輸入，這些程序塊可以帶一些參數(shù)，也可以不帶參數(shù)。這類程序塊被稱為子程序，它具有特定功能，并且可以多次重復(fù)使用。

    子程序由子程序標(biāo)號開始，到子程序返回指令結(jié)束，S7-200的STEP 7-Micro/WIN32編程軟件為每個子程序自動加入子程序標(biāo)號和子程序返回指令，在編程時，子程序開頭不用編程者另加子程序標(biāo)號，子程序末尾也不需另加返回指令。

    子程序的優(yōu)點在于它可以用于對一個大的程序進(jìn)行分段及分塊，使其成為較小的更容易管理的程序塊，程序調(diào)試、檢查、維護(hù)時可充分利用這項優(yōu)勢；通過使用較小的子程序塊，對一些區(qū)域及整個程序檢查及故障排除變得更加簡單；子程序只有在需要時才被調(diào)用、執(zhí)行，有利于有效使用PLC、充分利用CPU以縮短程序掃描時間。

    (1)建立子程序。系統(tǒng)默認(rèn)SBR_0為子程序，可采用下列方法中的一種方法建立子程序。

    1)在“編輯”菜單中，選擇“插入”→“子程序”命令。

    2)在“指令樹”中，右擊“程序塊”圖標(biāo)，并從彈出菜單選擇“插入”→“子程序”命令。

    3)在“程序編輯器”窗口中右擊，并從彈出菜單選擇“插入”→“子程序”命令。

    只要插入了子程序，程序編輯器底部就會出現(xiàn)一個新標(biāo)簽( SBR_n)，標(biāo)志新的子程序，此時可對新的子程序編程。

    (2)子程序調(diào)用與返回指令。子程序調(diào)用指令的梯形圖由調(diào)用助記符SBR、使能端EN和標(biāo)號n構(gòu)成；返回指令由返回助記符RET構(gòu)成。子程序調(diào)用指令的語句表由操作碼CALL和子程序標(biāo)號n（n：0～63，隨著子程序個數(shù)的增加自動生成）構(gòu)成，即CALL SBR_n;返回指令由返回條件、返回操作碼CRET構(gòu)成，如圖3-104所示。

    圖3-104    子程序調(diào)用與返回指令

    主程序用CALL來調(diào)用一個子程序，調(diào)用后程序控制權(quán)就交給了子程序SBR_n，程序掃描將轉(zhuǎn)到子程序人口處執(zhí)行，子程序結(jié)束后，必須返回主程序。每個子程序必須以無條件返回指令RET作為結(jié)束，STEP 7-Micro/WIN32為每個子程序自動加入了無條件返回指令RET;有條件子程序返回指令CRET，在使能端有效時，終止子程序SBR_n。子程序執(zhí)行完畢，控制程序回到主程序中子程序調(diào)用指令CALL的下一條指令處。

    子程序被調(diào)用時，系統(tǒng)會保存當(dāng)前的邏輯堆棧，保存后再置棧頂值為1，堆棧的其他值為0，把控制權(quán)交給被調(diào)用的子程序；子程序執(zhí)行完畢，通過返回指令自動恢復(fù)邏輯堆棧原調(diào)用點的值，把控制權(quán)交還給調(diào)用程序。主程序和子程序共用累加器，調(diào)用子程序時無須對累加器作存儲及重裝操作。在中斷程序、子程序中也可調(diào)用子程序，但在子程序中不能調(diào)用自己，子程序的嵌套深度為8層。

    (3)帶參數(shù)的子程序（可移動子程序）調(diào)用。子程序調(diào)用可以帶參數(shù)也可以不帶參數(shù)，如帶參數(shù)則可附上調(diào)用時所需的參數(shù)；子程序返回有條件和無條件之分。

    子程序可能有要傳遞的參數(shù)（變量和數(shù)據(jù)），這時可以在子程序調(diào)用指令中包含相應(yīng)參數(shù)，它可以在子程序與調(diào)用程序之間傳送。為了移動子程序，應(yīng)避免使用任何全局變量／符號（I、Q、M、SM、AI、AQ、V、T、C、S、AC內(nèi)存中的地址），這樣可以導(dǎo)出子程序并將其導(dǎo)入另一個項目。子程序中的參數(shù)由地址符號名、參數(shù)名稱（多8個字符）、變量類型和數(shù)據(jù)類型來描述。子程序多可傳遞16個參數(shù)，傳遞的參數(shù)在子程序局部變量表中定義，見表3-16。

    表3-16    STEP 7-Micro/WIN32局部變量表

    局部變量表使用局部變量存儲器，當(dāng)在局部變量表中加入一個參數(shù)時，系統(tǒng)自動給該參數(shù)分配局部變量存儲空間。子程序傳遞的參數(shù)放在子程序的局部存儲器L中，局部變量表左列是系統(tǒng)的每個被傳遞參數(shù)的局部存儲器地址。當(dāng)調(diào)用子程序時，輸入?yún)?shù)值被復(fù)制到子程序的局部變量存儲器；當(dāng)執(zhí)行完子程序時，從局部變量存儲器區(qū)復(fù)制輸出參數(shù)值到的輸出參數(shù)地址。在子程序中，局部變量存儲器的參數(shù)值分配如下：按照子程序指令的調(diào)用順序，將參數(shù)值分配給局部變量存儲器，起始地址是L0.0，1～8連續(xù)位參數(shù)值分配一個字節(jié)，從Lx.0到Lx.7；字節(jié)、字和雙字值按照字節(jié)順序分配在局部變量存儲器中( LBx、LWx、LDx)。系統(tǒng)保留局部變量存儲器L內(nèi)存的4個字節(jié)(LB60～LB63)，用于調(diào)用參數(shù)。

    子程序編程的步驟是：①建立子程序SBR_n;②在子程序SBR_n中編寫應(yīng)用程序；③在主程序或其他子程序或中斷程序中編寫調(diào)用子程序SBR_n指令。

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