西门子S7-1200PLC 程序块之组织块介绍

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S7-1200CPU采用块的概念，将程序分解为独立的，自成体系的各部部件块的功能类似于S7-200系列中的子程序，但类型更多，功能更强大

简而言之就是比如一个项目分成不同的功能（任务）和工艺，每个任务可做成不同的代码块；每个代码块可完成不同的任务或工艺，并且每个代码块是独立的；这些块与S7-200的子程序块更强大，在200系列中如果采用带形式参数的子程序去编写程序的过程中，如果去使用计数器、定时器等没有相应的变量类型的存储区时，在需要被重复调试这带形参的子程序时，计数器、定时器就会出现双线圈；但在1200中的FB/FC块中可以使用计数器、定时器、沿脉冲信号等反复调用不受影响

二、使用块的优点

使用块的概念有以下好处:

（1）便于大规模程序的设计和理解

将不同的任务分成不同的程序块，在大的项目中我们按照，任务、功能的划分不同的任务段，每个任务段编写不同的程序块，完成这个任务块的程序就行，

（2）可设计标准化的程序块，方便进行重复的调用

如一个电机的控制，涉及到电机的启动方式、运行参数如速度的反馈、电压电流的反馈等等；如果设计一个标准的程序块时，不同的工程师不需重新设计，把标准块直接调用即可。

（3）程序结构清晰明了，修改方便，调试简单。

（4）增加PLC的组织透明性，可理解易维护。

三、程序块详解

S7-1200CPU提供了不同类型的程序块，主要分为组织块（OB）、函数（FC）函数块（FB）数据块（DB）

组织块：由操作系统调用，决定程序的结构

函数（功能）块:具有存储器的代码块，可将值存储在背景数据块中，即使在执行完后，这些值存在背景数据块中仍然有效。

函数：不带存储器的代码块，数据存储在局部存储区L里面，函数没有背景数据块，执行完成后，数据不保存

数据块：存储用户数据的区域，类似于200系列的V存储区；它分为全局数据块和背景数据块。可根据不同的任务段，建立不同的数据块来存储任务

组织块OB

组织块的基本功能是调用用户程序，在S7-1200中可以使用的组织块OB有启动组织块、循环组织块、循环中断组织块，定时中断组织块，硬件中断组织块，故障中断组织块等。

启动组织块 （OB100）在添加OB块的时可选择多个启动组织块，根据组织块的编号大小顺序依次执行。启动组织块通常用来做出初始化的程序（在一些需要做初始化的程序可以放到OB100中）

循环组织块 ：（OB1）PLC的主程序MAIN CPU会循环的对程序扫描执行，然后有循环组织块调用不同FB/FC，也就是CPU在处于RUN模式时，操作系统每个周期调用循环OB一次，所有的循环OB执行完后，操作系统重新调用循环OB，S7-1200CPU支持多个程序循环OB，执行顺序一样是根据编号大小依次执行；

硬件中断组织块 ：在RUN模式下，CPU立即响应硬件中断事件，调用相关的硬件中断OB，中断程序的执行不受主程序的扫描和过程映像更新时间的影响，适合需要快速响应的应用。比如高速计数的当前值等于预设值时，可启用硬件中断

一个硬件中断事件只允许一个硬件中断OB，而一个硬件中断OB可分配给多个硬件中断事件。

中断硬件触发后，操作系统将识别输入通道并确定所分配的OB，在识别和确认的过程中，同一模块上发送了触发硬件中断的另一事件，必须遵循以下规则：

1、如果该通道再次发生相同的中断事件，操作系统不予响应，硬件中断将丢失

2、如果发生不同的中断事件，则在当前正在执行的中断确认后再响应这个新的中断事件

时间中断组织块 ：时间中断OB用于在时间可控的应用中定期运行一部分用户程序，可实现在某个预设时间到达只运行一次，或在设定的触发日期到达后，按时、分、秒、天、周、月等周期运行，只有设置并激活了时间中断，且程序中存在相应组织块的情况下，才能运行时间中断，通过以下指令对时间中断进行操作：

“ACT-TINT”激活时间中断

“SET-TONTL”设定时间中断的参数

“CAN-TINT”取消未执行的时间中断

“QRY-TINT”查询时间中断的状态

循环中断组织块 ：循环中断OB按设定的时间间隔循环执行，如间隔时间为1000MS，则在程序块执行期间会每隔1000MS调用该该块一次。在添加块的时候可添加一个循环中断组织块，同时可设置该组织块的执行时间间隔

故障中断组织块 ：在发生故障时，可启用故障中断

延时中断组织块 :延时中断OB在一段可设置的延时时间后启动，可通过以下指令对延时中断进行操作：

“SRT-DINT”用于启动延时中断，该中断在超过参数指定的时间后调用延时中断OB。延时时间范围在1~60000MS

“CAN-DINT”取消启用的延时中断

“QRY-DINT”查询延时中断的状态

时间错误组织块 ：时间错误组织块是操作系统用于处理时间故障的中断组织块，当程序和执行时间超过最大的循环时间或发生时间错误事件，CPU将触发时间错误中断OB80

诊断错误组织块 ：诊断错误组织块是操作系统用于响应诊断错误的中断组织块，如激活诊断功能的模块检测到故障状态发生变化时，向CPU发送诊断中断请求，触发诊断错误组织块OB82

拔插中断组织块 ：拔插中断组织块OB83是操作系统用于响应对模块移除或插入操作的中断组织块，S7-1200 PLC的本地模块不支持热插拔，拔出或插入中央机架模块将导致CPU进入STOP模式

机架错误中断组织块 ：机架错误中断组织块OB86是操作系统用于响应PROFIBUS-DP和PROFINET-IO分布式IO站通信故障的中断组织块

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PLC编程，组织块与中断块的配置原理和编程方法

组织块OB是操作系统与用户程序之间的接口，组织块由操作系统调用，组织块中的程序是用户编写的。S7 plc的组织块用来创建在特定的时间执行的程序或相应特定事件的程序，例如延时中断OB、外部硬件中断OB和错误中断OB等。

一、中断的基本概念

1、中断过程

中断处理用来实现对特殊内部事件或外部事件的快速响应，如果没有中断，CPU循环执行组织块OB1,因为除了背景组织块OB90以外，OB1的中断优先级最低，CPU检测到中断源的中断请求，操作系统在执行完当前程序的当前指令（即断点处）后，立即响应中断。CPU暂停正在执行的程序，调用中断源的中断组织块OB来处理，执行完中断组织块后，返回被中断的程序断点处继续执行原来的程序。

有中断事件发生时，如果没有下载相应的组织块，CPU将会进入STOP模式，即使生成和下载一个空的组织块，出现相应的中断事件时，CPU也不会进入STOP模式。

PLC的中断源可能来自I/O模块的硬件中断，或者来自CPU模块内部的软件中断，例如时间中断、延时中断、循环中断和编程错误引起的中断。

一个OB的执行被另一个OB中断时，操作系统对现场进行保护，被中断的OB的局部数据压入L堆栈（局部数据堆栈），被中断的断点处的现场信息保存在I堆栈（中断堆栈）和B堆栈（块堆栈）中。中断程序不是由逻辑块调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用，因为不能预知系统何时调用中断程序，中断程序不能改写其他程序中可能正在使用的存储器，中断程序应尽可能的使用局部变量。编写中断程序应越短越好，减少中断程序的执行时间，减少对其他事件处理的延迟，否则可能引起主程序控制的设备操作异常。

2、组织块的分类

组织块只能由操作系统启动，它由变量声明表和用户编写的控制程序组成。

（1）启动组织块：用于系统初始化，CPU上电或操作模式切换到RUN时，S7-300执行OB100,S7-400根据组态的启动方式执行OB100~OB102中的一个。

（2）循环执行OB1:需要连续执行的程序放在OB1中，循环执行。

（3）定期执行的组织块：包括时间中断组织块OB10~OB17，和循环中断组织块OB30~OB38，可以根据设定的日期时间或时间间隔执行中断程序。

（4）事件驱动的组织块：延时中断OB20~OB23在过程事件出现后延时一定时间再执行中断程序，硬件中断OB40~OB47用于需要快速响应的过程事件，时间出现时马上中止当前正在执行的程序，执行对应的中断程序。diangon.com版权所有！异步错误中断0B80~OB87和同步错误中断OB121、OB122用来决定出现错误时系统如何响应。

3、中断的优先级：也就是组织块的优先级，如果在执行中断程序（组织块）时，又检测到一个终端请求，CPU将比较两个中断源的中断优先级，如果优先级相同，按照产生中断请求的先后次序进行处理。如果后者的优先级比正在执行的OB的优先级高，将中止当前的正在处理的OB，

4、对终端的控制：时间中断和延时中断有专用的允许处理中断和禁止中断的系统功能SFC。

SFC39“DIS_INT”用来禁止中断和异步错误处理，可以禁止所有中断，有选择的禁用某些优先级范围的中断，或者只禁止指定的某个中断；

SFC40“EN_INT”用来激活新的中断和异步错误处理，激活中断是指允许处理中断，做好了在中断事件出现时执行对应的组织块的准备。可以全部允许或有选择的允许。

SFC41“DIS_AIRT”延迟处理比当前优先级更高的中断和异步错误，直到用SFC42允许处理中断或当前OB执行完毕，SFC42“EN_AIRT”用来允许立即处理被SFC41暂时禁止的中断和异步错误，SFC41和SFC42配对使用。

二、启动组织块

1、CPU的启动模式和启动组织块

400的CPU有3中启动方式，暖启动、热启动和冷启动，300CPU只能暖启动，参见下图：

用户可以通过在启动组织块中编写程序，用来设置CPU的初始化操作，例如设置开始运行时的某些变量的初始值和输出模块的初始值等。

1）暖启动过程映像数据以及非保持的存储器位、定时器和计数器被复位。具有保持功能的存储器位、定时器、计数器和所有的数据块将保留原数值，执行一个OB100后，循环执行OB1，将模式选择开关从STOP切换到RUN，执行一次暖启动。

2）热启动：400CPU在RUN模式下电源突然丢失，很快又重新上电，将执行OB101，自动完成热启动，从上次RUN模式结束时程序被中断之处继续执行，不对计数器等复位。

3）冷启动：所有系统存储区均被清除，即复位为零，包括有保持功能的存储区。调用OB102后循环执行OB1。

2、循环中断组织块

循环中断组织块用于按精确时间间隔循环执行中断程序，例如周期性执行闭环控制系统PID控制程序，间隔时间从cpu从STOP切换到RUN开始计算。S7-300大多数只能使用OB35,其余CPU可以实用的循环中断OB的个数和CPU型号有关。时间间隔不能小于5ms。时间间隔过短，还没有执行完循环中断程序又开始调用它，将会产生时间错误时间，调用OB80,如果没有调用OB80,CPU将进入STOP。

举例说明：

硬件组态如下：采用CPU315-2DP，双击硬件组态中的CPU，打开属性对话框，由【周期性中断】选项卡可知只能使用OB35。

默认的循环周期为100ms，改成1000ms。

OB100程序

3、时间中断组织块

300CPU只能使用OB10，400CPU可以使用OB10~17，可以设置在某一个特定的日期时间产生一次时间中断，也可以设置从设定日期时间开始，周期性的重复产生中断，可以用SFC28~SFC30设置、取消和激活时间中断。

1）、基于硬件组态的时间中断

要求在到达设置的日期和时间时，用Q4.0自动启动某台设备。具体如下：

硬件组态：打开CPU属性中的“时刻中断”选项卡，设置执行启动设备的日期和时间，执行方式为“一次”。

生成OB10

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