Sтер 7 Lite. Программирование в Sтер 7 Lite V2.0

Подождите немного. Документ загружается.

Основы разработки программы

Программирование в STEP 7 Lite V2.0

A5E00142284-01

2-3

2.2.1 Организационные блоки и структура программы

Организационные блоки (OB) являются интерфейсом между

операционной системой и программой пользователя. Они вызываются

ОС, обеспечивают исполнение циклической программы и программы с

прерываниями, управляют запуском ПЛК, обеспечивают обработку

ошибок. Программы организационных блоков определяют реакцию ЦПУ.

Приоритет организационного блока

Организационные блоки определяют очередность, в которой исполняются

отдельные блоки программы. Выполнение блока может быть прервано

вызовом другого OB. Иерархия вызовов определяется приоритетами OB.

OB c большим приоритетом может вызвать прерывание OB с более

низким приоритетом. Фоновый OB имеет низший приоритет.

Типы прерываний и приоритеты

События, которые приводят к вызову OB, называют прерываниями. В

таблице приведены типы прерываний STEP 7 Lite и приоритеты,

соответствующих им организационных блоков. Для ЦПУ S7 доступны не

все из перечисленных OB и приоритетов (см. "S7-300 Programmable

Controller, Hardware and Installation Manual [Руководство по аппаратным

средствам и инсталяции программируемого контроллера S7-300]").

Тип

прерывания

Организационный блок Приоритет

(по умолчанию)

См. также

Выполнение

основной

программы

OB1 1 Организационный блок

циклической обработки

программы

(OB1).

Прерывание по

времени

OB10 - OB17 2 Организационные блоки

прерываний по времени (OB10 -

OB17)

Прерывание с

задержкой

OB20

OB21

OB22

OB23

Организационные блоки

прерываний с задержкой

(OB20 - OB23)

Циклические

прерывания

OB30

OB31

OB32

OB33

OB34

OB35

OB36

OB37

OB38

Организационные блоки

циклических прерываний

(OB30 - OB38).

Основы разработки программы

Программирование в STEP 7 Lite V2.0

2-4 A5E00142284-01

Тип

прерывания

Организационный блок Приоритет

(по умолчанию)

См. также

Аппаратные

прерывания

OB40

OB41

OB42

OB43

OB44

OB45

OB46

OB47

Организационные блоки

аппаратных прерываний

(OB40 - OB47).

Асинхронные

ошибки

OB80 Временная ошибка

OB82 Диагностическое

прерывание

OB84 Аппаратная

неисправность ЦПУ

OB85 Ошибка по

приоритету класса

OB86 Неисправность

корзины

OB87 Ошибка связи

(или 28, если

асинхронный OB

существует в

программе

запуска)

Организационные блоки

обработки ошибок

(OB70 - OB87 / OB121 - OB122)

Запуск OB100 Теплый перезапуск

OB102 Холодный

перезапуск

Организационные блоки запуска

(OB100/OB102).

Синхронные

ошибки

OB121 Ошибка

программирования

OB122 Ошибка доступа

Приорите т OB

вызвавшего

ошибку

Организационные блоки

обработки ошибок

(OB70 - OB87 / OB121 - OB122).

Из менение приоритета

Приоритеты организационных блоков изменить нельзя.

Организационные блоки обработки ошибок, запущенные синхронными

ошибками, имеют тот же приоритет, что и блок во время которого

произошла ошибка.

Локальные данные

При создании логических б локов (OB, FC, FB) можно объявить локальные

временные данные. Область локальных данных в ЦПУ делится между

классами приоритета.

Стартовая информация OB

Каждый организационный блок имеет стартовую информацию,

занимающую 20 байт локальных данных, которые операционная система

выделяет при запуске OB. Стартовая информация определяет событие,

вызвавшее запуск OB, дату и время запуска OB, произошедшие ошибки и

диагностические события.

Например, OB40, OB аппаратны х прерываний, в своей стартовой

информации содержит адрес модуля, сгенерировавшего прерывание.

Основы разработки программы

Программирование в STEP 7 Lite V2.0

A5E00142284-01

2-5

Отмена OB прерываний

Если Вы назначите приоритет 0 или назначите менее 20 байт локальных

данных классу приоритета, соответствующий OB прерывания снимается.

Обработка отмененных OB прерываний имеет следующие ограничения:

• в режиме RUN они не могут быть скопированы в пользовательскую

программу или связаны с ней;

• в режиме STOP они не могут быть скопированы в пользовательскую

программу или связаны с ней, но при "теплом перезапуске" ЦПУ они

останавливают запуск и в диагностический буфер заноси тся

соответствующая запись.

Отменяя OB прерываний, которые Вам не нужны, Вы увеличиваете

размер доступной области локальных данны х, которую можно

использовать для хранения временных данных других классов

приоритетов.

Циклическая обработка программы

Циклическая обработка программы является "стандартным” способом

выполнения программы в программируемых логических контроллерах,

означающим, что операционная система выполняет программный цикл и

вызывает организационный блок OB1 один раз в каждом цик ле главной

программы. Поэтому программа пользователя в OB1 исполняется

циклически.

ВКЛ

Главная

программа

Цикл

Операционная

система

Пользовательская

программа

Основы разработки программы

Программирование в STEP 7 Lite V2.0

2-6 A5E00142284-01

Обрабо тка программ ы, управляемая событиями

Циклическая обработка программы может быть прервана определенными

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

обрабатываемый в данное время, прерывается между командами и

вызывается другой организационный блок, соответствующий

произошедшему событию. После исполнения организационного блока

циклическая обработка программы возобновляется с того же места, на

котором она была прервана.

ВКЛ

Главная

програм-

ма

<Пре рыв.>

<Ошибка>

Программа

прерывания

Обработка

ошибки

Цикл

Операционная

система

Пользовательская программа

Программа

запуска

Пре-

рывание

Пре-

рывание

Это позволяет выполнять части пользовательской п рограммы не

циклически, а только когда это необходимо. Программа пользователя

может быть поделена на подпрограммы и распределена между

различными организационными блоками. Если программа пользователя

должна реагировать на важный сигнал , который случается достаточно

редко (например, датчик уровня, для измерения уровня в резервуаре,

сообщает, что достигнуто максимальное значение), то эта часть

программы (подпрограмма обрабатывающая этот сигнал) должна

располагаться в OB, обработка которого управляется событиями.

Линейное и структурное программирование

Вы можете написать свою пользовательскую программу полностью в OB1

(линейное программирвание). Это целесообразно только для простых

программ написанных для ЦПУ S7-300 и требующих мало памяти.

Сложными задачами автоматизации проще управлять, если они разбиты

на небольшие задачи, отражающие технологические функции процесса,

или повторяющиеся более одного раза. Эти задачи представляются

различными частями программы, известными как блоки (структурное

программирование).

Основы разработки программы

Программирование в STEP 7 Lite V2.0

A5E00142284-01

2-7

Главная

программа

= OB 1

Линейное программирование

Главная программа

OB 1

FB 1

FC 1

Структурное программирование

2.2.2 Иерархия вызовов в программе пользователя

Программа пользователя выполняется через вызовы составляющих ее

блоков. Это делается в помощью специальных команд STEP 7 Lite –

вызовов блоков, которые могуб быть запрограммированы и запущены

только в логических блоках.

Порядок и глубина вложеннос ти

Порядок и вложенность вызовов блоков называется иерархией вызовов.

Количество вложенных блоков (глубина вложенности) зависит от

конкретного ЦПУ.

На следующем рисунке показаны порядок и глубина вложенности вызовов

блоков внутри цикла программы.

FB 1

Экземпляр DB 1

OB 1

Операционная система

Начало

цикла

Глубина

вложенности

FC 1

FB 2

Экземпляр DB2

FC 1

FB 1

Экземпляр DB 1

SFC 1

DB 1

Основы разработки программы

Программирование в STEP 7 Lite V2.0

2-8 A5E00142284-01

Существует стандартный порядок содания блоков:

• блоки создаются сверху вниз, то есть начиная с верхнего ряда блоков;

• вызываемый блок должен существовать, то есть внутри ряда блоки

создаются справа налево;

• после дним создается блок OB1.

Применяя эти правила на практике, для приведенного на рисунке

примера, получим следующую последовательнось создания блоков:

FC1 > FB1 + экземпляр DB1 > DB1 > SFC1 > FB2 + экземпляр DB2 > OB1

Внимание

Если глубина вложенности слишком велика (слишком много уровней), то может

произойти переполнение стека локальных данных (см. Стек локальных данных).

Вызов блока

На следующем рисунке показана последовательность вызовов блоков в

программе пользователя. Программа вызывает второй блок, который

полностью выполняется. Как только второй (вызываемый) блок выполнен,

выполнение блока, из которого произведен вызов, продолжается 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

прогр аммы

Исполнение

прогр аммы

Перед программированием блока Вы должны определить какие данные

будут использоваться Вашей программой, другими словами, вы

необходимо объявить переменные блока.

Примечание

Выхо дные параметры должны быть описаны для каждого вызова блока.

Внимание

Операционная система сбрасывает экземпляры SFB3 "TP" при холодном

перезапуске. Если Вы хотите инициализировать экземпляр SFB после

теплого перезапуска, Вы должны вызвать соответствующий экземпляр SFB с

PT = 0 мс из OB100. Вы можете сделать это, напри мер, выполнив программу

инициализации в блоках, содержащих экземпляры этого SFB.

Основы разработки программы

Программирование в STEP 7 Lite V2.0

A5E00142284-01

2-9

2.2.3 Циклическая обработка программы и настрой ки ЦПУ

2.2.3.1 Организационный блок для циклической обработки

программы (OB1)

Циклическая обработка программы является стандартным режимом для

программируемого логического контроллера. Операционная система

периодически вызывает OB1, и с этого вызова начинается циклическое

исполнение программы пользователя.

Последовательнос ть циклической обработки программы

В таблице показаны этапы циклической обработки программы:

Этап Последовательность (для ЦПУ начиная с 10/98)

1 Операционная система запускает контроль времени цикла.

2 ЦПУ присваивает значения из таблицы отображения выходов модул ям вывода.

3 ЦПУ считывает значения модулей ввода и обновляет таблицу отображения входов.

4 ЦПУ обрабатывает программ у пользователя и исполняет содержащие ся в ней команды.

5 В конце цикла операционн ая системы выполняет все задачи, ожидающие в очереди,

например, загрузка и удаление блоков, прием и передача глобальных данных.

6 Наконец, ЦПУ возвращается к началу цикла и перезапускает контроль времени цикла.

Область отображения процесса

Чтобы в ЦПУ во время циклической обработки программы находился

непротиворечивый образ сигналов процесса, ЦПУ обращается не

непосредственно к адресным областям входов (I) и выходов (Q) модулей

ввода-вывода, а к внутренней области памяти ЦПУ, которая содержит

отображение входов и выходов процесса.

Программирование циклической обработки программы

В STEP 7 Lite циклическая обработка программы задается путем записи

пользовательской программы в ОВ1 и в блоки, вызываемые внутри ОВ1.

Циклическая обработка программы начинается, после корректного

завершения программы запуска.

Прерывания

Циклическая обработка программы может быть прервана в результате:

• прерывания;

• команды STOP (переключатель режима, опци я меню на устройстве

программирования, SFC46 STP, SFB20 STOP);

• отказа питания;

• неисправности или ошибки в программе.

Основы разработки программы

Программирование в STEP 7 Lite V2.0

2-10 A5E00142284-01

Время выполнения цикла

Время выполнения цикла - это время необходимое операционной системе

для обработки циклической программы, всех блоков программы,

прерывающи х цикл (например, выполнение других организационных

блоков), и системных операций (например, обновление области

отображения процесса). Это время можно контролировать.

Время выполнения цикла (TC) не одинаково для каждого цикла. На

рисунке ниже показаны различные времена выполнение цикла для ЦПУ,

вызванные прерыванием по времени суток OB10 (прерывает OB1):

Тек

ущ

ий

икл

OB10

OB1

Обновление

таблицы

отображения

выходов

Обновление

таблицы

отображения

входов

Обновление

таблицы

отображения

выходов

cycle 1

cycle 2

Следующий цикл

Обновление

таблицы

отображения

выходов

OB1

Обновление

таблицы

отображения

входов

Обн

табл

вход

Следующий цикл

Различные времена выполнения цикла для ЦПУ (10/98)

Управление временем выполнения цикла

В STEP 7 Lite установленное по умолчанию время выполнения цикла

можно изменятьЕсли это время заканчивается, ЦПУ или переходит в

режим STOP [СТОП] или вызывается OB80, в котором можно определить,

каким образом ЦПУ должно реагировать на эту ошибку.

Основы разработки программы

Программирование в STEP 7 Lite V2.0

A5E00142284-01

2-11

Минимальной время цикла

В STEP 7 Lite Вы можете задать минимальное время цикла, выделяемое

ЦПУ для выполнения этой функции. Это полезно в следующих случаях:

• когда интервал, с которым запускается OB1 (выполнение главной

программы) всегда должен быть одинаковым или

• когда таблицу отображения процесса не нужно обновлять слишком

часто, в случае слишком короткого времени цикла.

На нижеследующем рисунке показано контроль времени выполнения и

минимальное время цикла при обработке программы.

Текущий цикл Сле

ду

ий

икл

OB10

OB40

PC07

PC01

Tmin

Tma

Twart

PC16

OB10

OB1

Обновить таб-

лицу отображе-

ния выходов

Обновить таб-

лицу отображе-

ния входов

Обновить таб-

лицу отображе-

ния выходов

Резерв

OB90

OB90 OB90

PC29

Tmax

Tmin

Twart

Контроль времени выполнения цикла и минимальное время цикла

Обн

таб

вход

= Максимальное время цикла, которое может быть установлено

= Минимальное время цикла, которое может быть установлено

= Фактическое время выполнения цикла

= Разница между Tmin

и фактическим временем выполнения цикла. В это время может обрабатываться

произошедшее прерывание и фоновый OB

= Класс приоритета

Основы разработки программы

Программирование в STEP 7 Lite V2.0

2-12 A5E00142284-01

2.2.3.2 Коммуникационная нагрузка

Для управления временем обмена информацией (увеличивающим общее

время выполнения цикла) в рамках заданного диапазона можно

использовать параметр ЦПУ "Scan Cycle Load from Communication

[Коммуникационная нагрузка на цикл выполнения]". Примером обмена

информацией может быть передача данны х другому ЦПУ через MPI

интерфейс или загрузка блоков в устройство программирования.

Этот параметр напрямую влияет на функции тестирования. Однако, Вы

можете значительно увеличить время выполнения цикла. В режиме

обработки можно ограничить время, затрачиваемое на тестирование.

Как работает параметр "Communication Load [Коммуникационная

нагрузка]"

Операционная система ЦПУ выделяет для коммуникации определенный

процент общих ресурсов ЦПУ (технология квантования времени). Если

эта часть производительности не используется для коммуникации, то она

доступна для выполнения общих задач.

Влияние на фактическое время выполнения цикла

Если нет дополнительных асинхронных событий, время выполнения OB1

увеличивается на множитель, расчитываемый по следующей формуле:

100

100 - "Коммун. нагрузка на цикл выполнения (%)"

Пример 1 (без дополнительных асинхронных событий):

Если Вы устанавливаете коммуникационную нагрузку равную 50%, время

выполнения цикла OB1 может удвоится.

Однако на время выполнения цикла OB1 также влияют асинхронные

события (таки е как аппаратные прерывания или циклические

прерывания). Со статистической точки зрения в этом случае при

выполнении цикла OB1 асинхронных событий происходит даже больше

из-за увеличения времени выполнения цикла на долю коммуникационной

нагрузки. Это приводит к дополнительному возрастанию времени цикла

OB1. Это увеличение зависит от того, как много происходит событий при

выполнении цикла OB1 и продолжиительности обработки событий.

Пример 2 (с учетом дополнительных асинхронных событий):

При чистом времени выполнения OB1 500 мсес ком муникационная

нагрузка в 50% может привести к увеличению фактического времени

выполнения цикла до 1000 мсек (при условии, что в ЦПУ достаточно

коммуникационных заданий для обработки). Если, параллельно с этим,

каждые 100 мсек происходит циклическое прерывание, обрабатываемое

20 мсек, это прерывание увеличит время выполнения цикла до 5*20 мсек

= 100 мсек без коммуникационной нагрузки. Таким образом, фактическое

время выполнения цикла составит 600 мсек. Поскольку циклическое

прерывание также прерывает коммуникацию, она влияет на время

выполнения цикла следующим образом: 10*20 мсек при 50%

коммуникационной нагрузке. В результате фактическое время

выполнения цикла составит 1200 мсек вместо 1000 мсек.