STEP 7 V5.0. Программирование

Подождите немного. Документ загружается.

Основы проектирования структуры программы

Программирование с помощью STEP 7 версии 5.0

4-6 C79000-G7076-C562-02

Разрешены следующие классы приоритета:

• классы приоритета от 2 до 23 для OB10 − OB47

• классы приоритета от 2 до 28 для OB70 − OB72

• классы приоритета от 24 до 26 для OB81 − OB87

Вы можете назначить нескольким ОВ одинаковые приоритеты. ОВ с

одинаковым приоритетом обрабатываются в порядке наступления событий,

вызвавших их запуск.

ОВ ошибок, запущенные синхронными ошибками, исполняются в том же

классе приоритета, что и блок, исполняющийся в тот момент, когда ошибка

произошла.

Локальные данные

При создании логических блоков (OB, FC, FB) вы можете описать временные

локальные данные. Область локальных данных в CPU делится между

классами приоритета.

В S7-400 вы можете изменить количество локальных данных на класс

приоритета в блоке параметров ”priority classes [классы приоритета]" с

помощью STEP 7.

Стартовая информация OB

Каждый организационный блок имеет стартовую информацию в 20 байтов

локальных данных, предоставляемых операционной системой при запус ке

ОВ. Стартовая информация указывает на событие, вызвавшее запуск ОВ,

дату и время запуска ОВ, возникшие ошибки и диагностические события.

Например, ОВ40, ОВ аппаратных прерываний, содержит в своей стартовой

информации, адрес модуля, который сгенерировал прерывание.

Отмененные ОВ прерываний

Если вы назначаете класс приоритета 0 или назначаете менее 20 байтов

локальных данных классу приоритета, то выбор соответствующего ОВ

прерываний отменяется. Обработка отмененных ОВ прерываний ограничена

следующим образом:

• В режиме RUN они не могут быть скопированы в вашу пользовательскую

программу или связаны с ней.

• В режиме STOP они могут быть скопированы в вашу пользовательскую

программу или связаны с ней, но когда CPU проходит через "теплый"

рестарт, они останавливают запуск, и делается запись в диагностический

буфер.

Отменяя выбор ОВ прерываний, которые вам не нужны, вы увеличиваете

размер имеющейся в распоряжении области локальных данных, а это может

быть использовано для сохранения временных данных в других классах

приоритета.

Основы проектирования структуры программы

Программирование с помощью STEP 7 версии 5.0

C79000-G7076-C562-02

5-4-7

Циклическая обработка программы

Циклическая обработка программы – это "стандартный" способ исполнения

программы в программируемых логических контроллерах, означающий, что

операционная система работает в программном цикле и вызывает

организационный блок ОВ1 один раз в каждом цикле главной программы.

Поэтому программа пользователя в ОВ1 исполняется циклически.

Включение

питания

Главная

программа

Цикл

Операционная ситема Программа пользователя

Основы проектирования структуры программы

Программирование с помощью STEP 7 версии 5.0

4-8 C79000-G7076-C562-02

Обработка программы, управляемая событиями

Циклическая обработка программы может быть прервана определенными

событиями (прерываниями). Если такое событие происходит, то блок,

обрабатываемый в это момент времени, прерывается на границе команды, и

вызывается другой организационный блок, назначенный соответствующему

событию. Как только этот организационный блок завершает свою работу,

циклическая программа возобновляется с точки, на которой она была

прервана.

Питан ие

включено

Главная

програм-

ма

<Прерыва-

ние>

<Ошибка>

Прерываю-

щая програ-

мма

Обработка

ошибки

Цикл

Операционная система Программа пользователя

Программа

запуска

Преры-

вание

Преры-

вание

Это значит, что имеется возможность обрабатывать части программы

пользователя, которые не должны обрабатываться циклически, а только

тогда, когда они необходимы. Программа пользователя может быть

разделена на "подпрограммы" и распределена между различными

организационными блоками. Если программа пользователя должна

реагировать на важный сигнал, который появляется относительно редко

(например, датчик граничного значения для измерения уровня в резервуаре

сообщает, что достигнут максимальный уровень), то подпрограмма, которая

должна обрабатываться, когда выдается этот сигнал, может быть помещена в

ОВ, обработка которого управляется событиями.

Основы проектирования структуры программы

Программирование с помощью STEP 7 версии 5.0

C79000-G7076-C562-02

5-4-9

Линейное и структурное программирование

Вы можете записать всю свою программу в ОВ1 (линейное

программирование). Это целесообразно только в случае простых программ,

написанных для CPU S7-300 и требующих мало памяти.

Сложными задачами автоматизации проще управлять, если они разделены

на более мелкие задачи, которые отражают технологические функции

процесса и могут быть использованы неоднократно. Эти задачи

представляются соответствующими программными секциями, известными как

блоки (структурное программирование).

Главная программа

= OB 1

Линейное программирование

Главная программа

OB 1

FB 1

FC 1

Структурное программирование

Основы проектирования структуры программы

Программирование с помощью STEP 7 версии 5.0

4-10 C79000-G7076-C562-02

Иерархия вызовов в программе пользователя

Для функционирования программы пользователя составляющие ее блоки

должны вызываться. Это делается с помощью специальных команд STEP 7,

вызовов блоков, которые могут быть запрограммированы и запущены только

в логических блоках.

Порядок и глубина вложения

Порядок и вложение вызовов блоков называется иерархией вызовов.

Количество блоков, которые могут быть вложены друг в друга (глубина

вложения), зависит от конкретного CPU.

Следующий рисунок иллюстрирует порядок и глубин у вложения вызовов

блоков внутри цикла обработки программы.

FB 1

Экземплярный DB 1

OB 1

Начало

цикла

Глубина вложения

FC 1

FB 2

Экземплярный DB 2

FC 1

FB 1

Экземплярный DB 1

SFC 1

DB 1

Существует установленный порядок создания блоков:

• Блоки создаются сверху вниз, то есть вы начинаете с верхнего ряда

блоков.

• Каждый вызываемый блок уже должен существовать, т. е. внутри ряда

блока они должны создаваться справа налево.

• Последним создается блок OB1.

Применение этих правил на практике для приведенного на рисунке примера

дает следующую последовательность создания блоков:

FC1 > FB1 + экземплярный DB1 > DB1 > SFC1 > FB2 +

экземплярный DB2 > OB1

Замечание

Если глубина вложения слишком велика (слишком много уровней), то стек

локальных данных может переполниться (см. также Стек локальных

данных).

Операционная система

Основы проектирования структуры программы

Программирование с помощью STEP 7 версии 5.0

C79000-G7076-C562-02

5-4-11

Вызовы блоков

На следующем рисунке показана последовательность вызова блоков внутри

программы пользователя. Программа вызывает второй блок, команды

которого затем полностью выполняются. Как только второй, или вызываемый,

блок выполнен, исполнение прерванного блока, который произвел вызов,

возобновляется с команды, следующей за вызовом блока.

Команда, вызывающая

другой блок

Конец блока

Вызывающий блок

(OB, FB, FC)

Вызываемый блок

(FB, FC, SFB или SFC)

Исполнение

программы

Исполнение

ог

аммы

Перед программированием блока вы должны указать, какие данные будут

использоваться вашей программой, иными словами, вы должны описать

переменные блока.

Замечание

Выходные параметры должны быт ь описаны для каждого вызова блока.

Замечание

Операционная система сбрасывает экземпляры SFB3 "TP", когда выполнен

холодный рестарт. Если вы хотите инициализировать экземпляры этого

SFB после холодного рестарта, вы должны вызвать соответствующие

экземпляры этого SFB с РТ=0 мс через ОВ100. Вы можете это сделать,

например, выполнив программу инициализации в блоках, содержащих

экземпляры этого SFB.

Основы проектирования структуры программы

Программирование с помощью STEP 7 версии 5.0

4-12 C79000-G7076-C562-02

4.2.4 Типы блоков и циклическая обработка программы

4.2.4.1 Организационный блок для циклической обработки

программы (OB1)

Циклическая обработка программы – это "стандартный" тип исполнения

программы в программируемых логических контроллерах. Операционная

система вызывает ОВ1 циклически, и этим вызовом она начинает

циклическое исполнение программы пользователя.

Последовательность циклической обработки программы

В следующей таблице показаны фазы циклической обработки программы:

Шаг Последовательность в существующих

CPU

Последовательность в новых CPU (с 10/98)

Операционная система запускает время

контроля цикла.

Операционная система запускает время

контроля цикла.

CPU считывает состояния входов

модулей ввода и обновляет таблицу

образа процесса на входах.

CPU записывает значения из таблицы образа

процесса на выходах в модули вывода.

CPU обрабатывает программу

пользователя и исполняет содержащиеся

в ней команды.

CPU считывает состояния входов модулей

ввода и обновляет таблицу образа процесса

на входах.

CPU записывает значения из таблицы

образа процесса на выходах в модули

вывода.

CPU обрабатывает программу пользователя и

исполняет содержащиеся в ней команды.

В конце цикла операционная системы

выполняет все ждущие своей очереди

задачи, например, загрузка и удаление

блоков, прием и передача глобальных

данных.

В конце цикла операционная системы

выполняет все ждущие своей очереди задачи,

например, загрузка и удаление блоков, прием

и передача глобальных данных.

Наконец, CPU возвращается к началу

цикла и перезапускает время контроля

цикла.

Наконец, CPU возвращается к началу цикла и

перезапускает время контроля цикла.

Образ процесса

Чтобы в CPU во время циклической обработки программы находился

непротиворечивый образ сигналов процесса, CPU обращается не

непосредственно к адресным областям входов (I) и выходов (Q) на модулях

ввода/вывода, а к области внутренней памяти CPU, содержащей образ

входов и выходов.

Основы проектирования структуры программы

Программирование с помощью STEP 7 версии 5.0

C79000-G7076-C562-02

5-4-13

Программирование циклической обработки программы

Циклическая обработка программы программируется записью программы

пользователя в ОВ1 и в блоки, вызываемые внутри ОВ1 с помощью

STEP 7.

Циклическая обработка программы начинается, как только завершается без

ошибок программа запуска.

Прерывания

Циклическая обработка программы может быть прервана в результате:

• прерывания

• команды STOP (переключатель выбора режимов, опция меню на

устройстве программирования, SFC46 STP, SFB20 STOP)

• выхода из строя питания

• появления неисправности или ошибки в программе

Время выполнения цикла

Время выполнения цикла – это время, необходимое операционной системе

для выполнения циклической программы и всех программных секций,

прерывающих цикл (например, выполнение других организационных блоков),

и системных операций (например, обновления образа процесса). Это время

контролируется.

Время выполнения цикла (TC) не одинаково в каждом цикле. На следующих

рисунках показаны различные времена выполнения циклов (TC1

≠ TC2) для

существующих и новых CPU:

Текущий цикл

OB10

OB1 OB1

Обновление таб-

ицы образа про-

цесса на входах

Следующий цикл

OB1

Следующий цикл

Различные времена выполнения цикла для существующих CPU

Обновление таб-

ицы образа про-

цесса на выходах

Обновление таб-

ицы образа про-

цесса на входах

Обновление таб-

ицы образа про-

цесса на выходах

Обновление таб-

ицы образа про-

цесса на входах

Основы проектирования структуры программы

Программирование с помощью STEP 7 версии 5.0

4-14 C79000-G7076-C562-02

Текущий цикл

OB10

OB1 OB1

Следующий цикл

OB1

Обно

вход

Следующий цикл

Различные времена выполнения циклов для новых CPU (10/98)

Обновление таб-

ицы образа про-

цесса на выходах

Обновление таб-

ицы образа про-

цесса на входах

Обновление таб-

ицы образа про-

цесса на выходах

Обновление таб-

ицы образа про-

цесса на входах

Обновление таб-

ицы образа про-

цесса на выходах

В текущем цикле выполняется прерывание OB1 по времени суток.

Максимальное время цикла

С помощью STEP 7 вы можете изменить максимальное время цикла,

установленное по умолчанию. Когда это время истекает, или CPU переходит

в режим STOP, или вызывается ОВ80, в котором вы можете определить, как

CPU должен реагировать на эту ошибку.

Минимальное время цикла

С помощью STEP 7 вы можете установить минимальное время цикла для S7-

400 и CPU 318. Это полезно в следующих ситуациях:

• если интервал, с которым запускается исполнение программы в ОВ1

(проход главной программы), всегда должен быть одним и тем же или

• если таблицу образа процесса не нужно обновлять излишне часто без

необходимости, когда время цикла слишком коротко

Основы проектирования структуры программы

Программирование с помощью STEP 7 версии 5.0

C79000-G7076-C562-02

5-4-15

На следующих рисунках показано функционирование времени контроля

цикла обработки программы в существующих и новых CPU.

Текущий цикл

Следующий цикл

OB10OB10

OB40

PC07

PC01

min

max

ожид

PC16

OB1

Обновление та-

блицы образа

процесса на

входах

OB1

Резерв

OB90 OB90 OB90

PC29

Tmax

Tmin

Tожид

Время контроля цикла для существующих CPU

= максимальное в

емя цикла, кото

ое может быть

становлено

= минимальное время цикла, которое может быть установлено

= время исполнения текущего цикла

= разность между T

min

и временем исполн ения текущего цикла. В это время могут обрабатываться произошедшие

прерывания и фоновый ОВ

= Класс приоритета

Обновление та-

блицы образа

процесса на

выходах

Обновление та-

блицы образа

процесса на

входах