可编程控制器PID高数计数器

1、可编程序控制器 主讲： 4.6 S7-200PID4.6 S7-200PID指令指令 4.6.1 PID4.6.1 PID算法算法 v 理解PIDPID算法PID控制器调节输出，保证偏差（e）为零， 使系统达到稳定状态，偏差（e）是给定值（SP）和过程 变量（PV）的差。PID控制的原理基于下面的算式；输出 M（t）是比例项、积分项和微分项的函数。 输出= 比例项+ 积分项+ 微分项 v 其中：M（t）是 PID回路的输出，是时间的函数 KC PID回路的增益 e PID回路的偏差（给定值与过程变量之差） Minitial PID回路输出的初始值 v 为了能让数字计算机处理这个控制算式，连续算

2、式必须离散化为周期 采样偏差算式，才能用来计算输出值。数字计算机处理的算式如下： 其中： v Mn在第n个采样时刻，PID回路输出的计算值 v KC PID回路比例增益 v en 第n个采样时刻的回路偏差值 v en - 1 上一个采样时刻杜回路偏差 v ei 第i个采样时刻的回路偏差值 v KI 积分项的比例常数 v Minitial 回路输出的初始值 v KD 微分项的比例常数 v 从这个公式可以看出，积分项是从第1个采样周期到当前采样周期所有 误差项的函数，微分项是当前采样和前一次采样的函数，比例项仅是 当前采样的函数。在数字计算机中，不保存所有的误差项，实际上也 不必要。只需将上一次的

3、误差值和上一次积分项的数值保存即可。 v 由于计算机从第一次采样开始，每有一个偏差采样值必须计算 一次输出值，只需要保存偏差前值和积分项前值。作为数字计 算机解决的重复性的结果，可以得到在任何采样时刻必须计算 的方程的一个简化算式。简化算式是： Mn = Kc * en + KI * en + MX + KD * （en-en - 1） 其中： v Mn在第n个采样时刻，PID回路输出的计算值 v KC PID回路比例增益 v en 第n个采样时刻的回路偏差值 v en - 1 上一个采样时刻杜回路偏差 v KI 积分项的比例常数 v MX积分项前值 v KD 微分项的比例常数 v CPU实际

4、使用以上简化算式的改进形式计算PID输出。这个改 进型算式是： Mn = MPn + MIn + MDn 输出= 比例项+ 积分项+ 微分项 其中： Mn 第n采样时刻的计算值 MPn 第n采样时刻的比例项值 MIn 第n采样时刻的积分项值 MDn 第n采样时刻的微分项值 （1 1）理解）理解PIDPID方程的比例项方程的比例项 v比例项MPn是增益（KC）和偏差（e）的乘积。其 中KC决定输出对偏差的灵敏度，偏差（e）是给定 值（SP）与过程变量值（PV）之差。 vS7-200解决的求比例项的算式是： MPn = KC * （SPn PVn） vMPn第n个采样时刻比例项的值 vKC 回路增

5、益 vSPn 第n采样时刻的给定值 vPVn 第n采样时刻的过程变量值 （2 2）理解）理解PIDPID方程的积分项方程的积分项 v 积分项（MI）是正比于每次采样的误差的积累值。 v S7-200解决的求积分项的算式是： MIn = KC * TS / TI * （SPn - PVn）+ MX v 其中： v MIn 第n个采样时刻的积分项值 v KC 回路增益 v TS 采样周期 v TI 积分时间常数 v SPn 第n采样时刻的给定值 v PVn第n采样时刻的过程变量值 v MX 第n - 1采样时刻的积分项（积分项前值） （也称积分和或偏置） （3 3）理解）理解PIDPID方程的微分

6、项方程的微分项 v 微分项（MD）正比于误差的变化。S7-200使用下列算式来求解微分项： MDn = KC * TD / TS * (SPn PVn)-(SPn-1 - PVn-1) v 为了避免给定值变化的微分作用而引起的跳变，假定给定值不变（SPn = SPn-1）。这样，可以用过程变量的变化替代偏差的变化，计算算式可改进 为： MDn = KC * TD / TS * (PVn-1 - PVn ) 其中： v MDn第n个采样时刻的微分项值 v KC 回路增益 v TS 采样周期 v TD 微分时间常数 v SPn 第n采样时刻的给定值 v SPn-1 第n-1采样时刻的给定值 v P

7、Vn 第n采样时刻的过程变量值 v PVn-1 第n-1采样时刻的过程变量值 v 为了下一次计算微分项值，必须保存过程变量，而不是偏差。在第一采样时 刻，初始化为PVn-1 PVn 4.6.5 PID4.6.5 PID指令指令 v PID指令以回路表中的输入和组态信息进行 PID运算。要执行该指令，必须使逻辑栈顶 值置为1。 v 指令中的TBL是PID控制回路的起始地址。 v LOOP为控制回路号（为常数，在07之间） v 使ENO=0的错误条件： SM1.1（溢出）H 0006（间接寻址） v 受影响特殊存储器位H SM1.1（溢出） v 在程序中最多可以用8条PID指令。如果两个或两个以上

8、的PID 指令用了同一个回路号，那么即使这些指令的回路表不同， 这些PID运算之间也会相互干涉，产生不可预料的结果。 v 回路表包含9个参数，用来控制和监视PID运算。这些参数分 别是过程变量当前值（PVn），过程变量前值（PVn-1），给 定值（SPn），输出值（Mn），增益（Kc），采样时间（Ts）， 积分时间(TI)，微分时间（TD）和积分项前值（MX）。 v 为了让PID运算以预想的采样频率工作，PID指令必须用在定 时发生的中断程序中，或者用在主程序中被定时器所控制以 一定频率执行。采样时间必须通过回路表输入到PID运算中。 回路表回路表 回路控制类型的选择回路控制类型的选择 v 通

9、过设置常量参数，可以选择需要的回路控制类型。 v 如果不想要积分动作（PID计算中没有“I”），可以把积分时间 （复位）置为无穷大“INF”。即使没有积分作用，积分项还是 不为零，因为有初值MX。 v 如果不想要微分回路，可以把微分时间置为零。 v 如果不想要比例回路，但需要积分或积分微分回路，可把增益设 为0.0，系统会在计算积分项和微分项时，把增益当作1.0看待。 正作用回路和反作用回路正作用回路和反作用回路 v 如果增益为正，那么该回路为正作用回路。如果增益为负，那么 是反作用回路。 v 对于增益值为0.0的I或ID控制，如果指定积分时间、微分时间为 正，就是正作用回路；如果指定为负值，

10、就是反作用回路 控制方式控制方式 v S7-200的PID回路没有设置控制方式，只要PID块有效，就可以 执行PID运算。即PID运算存在一种“自动“运行方式。当PID运 算不被执行时，我们称之为“手动”模式。 v PID指令使能位检测到信号的正跳变（从0到1），PID指令执行一 系列动作，使PID指令从手动方式无扰动地切换到自动方式。 v 为了达到无扰动切换，在转变到自动控制前，必须用手动方式把 当前输出值填入回路表中的Mn栏。PID指令对回路表中的值进行 下列动作，以保证当使能位正跳变出现时，从手动方式无扰动切 换到自动方式： 置给定值（SPn）=过程变量（PVn） 置过程变量前值（PVn

11、-1）=过程变量现值（PVn） 置积分项前值（MX）=输出值（Mn） PID使能位的默认值是1，在CPU启动或从STOP方式转到RUN方 式时建立。CPU进入RUN方式后首次使PID块有效，没有检测到使 能位的正跳变，那么就没有无扰动切换的动作。 回路输入的转换及归一化处理回路输入的转换及归一化处理 v 每个PID回路具有两个输入量，给定值（SP）和过程变量 （PV）。给定值通常是一个固定的值。过程变量是与PID 回路输出有关，可以衡量输出对控制系统作用的大小。 v 给定值和过程变量都可能是工程实际的值，它们的大小、 范围和工程单位都可能不一样。在PID指令对这些工程实 际的值进行运算之前，必

12、须把它们转换成标准的浮点型表 达形式。 v 转换的第一步是把16位整数值转成浮点型实数值。如： ITD AIW0，AC0 /将输入值转换为双整数。 DTR AC0， AC0 /将32位双整数转换为实数。 v 下一步是将工程实际的值的实数值表达形式转换成0.01.0 之间的标准化值。下面的算式可以用于标准化给定值或过程 变量值： Rnorm = （Rraw / Span）+ Offset 其中： v Rnorm 工程实际值的归一化值 v Rraw 工程实际值的实数值或原值，未归一化处理 v Span 最大允许值减去最小允许值，通常取32000（对于 单极性）和64000（对于双极性） v Off

13、set 单极性为0.0，双极性为0.5 v 下面的指令把双极性实数标准化为0.01.0之间的实数。通 常用在第一步转换之后： v /R 64000.0, AC0 /累加器中的标准化值 v +R 0.5, AC0 /加上偏置，使其在0.01.0之间 v MOVR AC0, VD100 /标准化的值存入回路表 回路输出值转换成整数值回路输出值转换成整数值 v 回路输出值一般是控制变量，比如，在汽车速度控制 中，可以是油阀开度的设置。回路输出是0.0和1.0之 间的一个标准化了的实数值。 v 在回路输出可以用于驱动模拟输出之前，回路输出必 须转换成一个16位的标定整数值。这一过程，是给定 值或过程变

14、量的标准化转换的逆过程。 v 第一步是使用下面给出的公式，将回路输出转换成一 个标定的实数值： v Rscal = （Mn - Offset）* Span 其中： RScal 回路输出的刻度实数值 Mn 回路输出的标准化实数值 Offset 单极性为0.0，双极性为0.5 Span 值域大小，可能的最大值减去可能的最小值 单极性为32,000（典型值）双极性为64,000（典型值） v 这一过程可以用下面的指令序列完成： MOVR VD108, AC0 /把回路输出值移入累加器 -R 0.5, AC0 /仅双极性有此句 *R 64000.0, AC0 /在累加器中得到刻度值 v 下一步是把回路

15、输出的刻度转换成16位整数： ROUND AC0，AC0 /把实数转换为32位整数 DTI AC0, LW0 /把32位整数转换为16位整数 MOVW LW0，AQW0 /把16位整数写入模拟输出寄存器 出错条件出错条件 v 如果指令指定的回路表起始地址或PID回路号操作数超出范 围，那么在编译期间，CPU将产生编译错误（范围错误）， 从而编译失败。 v PID指令不检查回路表中的值是否在范围之内，所以必须小 心操作以保证过程变量和设定值不超界。 v PID指令不检查回路表中的值是否超界，您必须保证过程变 量和设定值（以及偏置和前一次过程变量）必须在0.0到1.0 之间。 v 如果PID计算的

16、算术运算发生错误，那么特殊存储器标志位 SM1.1（溢出或非法值）会被置1，并且中止PID指令的执行。 （要想消除这种错误，单靠改变回路表中的输出值是不够的， 正确的方法是在下一次执行PID运算之前，改变引起算术运 算错误的输入值，而不是更新输出值） PIDPID指令编程举例指令编程举例 在本例中，有一水箱需要维持一定的水位，该水箱里的水以 变化的速度流出。这就需要有一个水泵以不同的速度给水箱供 水，以维持水位不变，这样才能使水箱不断水。本系统的给定 值是水箱满水位的75%时的水位，过程变量由漂浮在水面的水 位测量仪给出。输出值是水泵的速度，可以从允许最大值的0% 变到100%。给定值可以预先

17、设定后直接输入到回路表中，过程 变量值是来自水位表的单极性模拟量，回路输出值也是一个单 极性模拟量，用来控制进水泵的速度。这两个模拟量的范围是 0.0到1.0，分辨率为1/32000（标准化）。 在本系统中，只使用比例和积分控制，其回路增益和时间常 数可以通过工程计算初步确定。但还需要进一步调整以达到最 优控制效果。初步确定的增益和时间常数为：Kc是0.25，Ts是 0.1秒，Tl是30分钟 系统启动时，关闭出水口，用手动控制进水泵的速度，使 水位达到满水位的75%，然后打开出水口，同时水泵控制从 手动方式切换到自动方式。这种切换由一个输入的数字量 控制，描述如下：I0.0位控制手动到自动的切

18、换，0代表手 动，1代表自动。当工作在手动控制方式下，可以把水泵速 度（0.01.0之间的实数）写道VD108（VD108是回路表中保 存输出的寄存器） 4.7 S7-2004.7 S7-200其他操作指令其他操作指令 4.7.1 高速计数器操作指令高速计数器操作指令 4.7.2 表功能指令表功能指令 4.7.3 通信指令通信指令 4.7.4 中断指令中断指令 4.7.1 4.7.1 高速计数器操作指令高速计数器操作指令 v高速计数器用于对高速计数器用于对PLCPLC扫描速率来不及处理的高速扫描速率来不及处理的高速 事件进行计数。事件进行计数。 vS7-200PLCS7-200PLC根据根据C

19、PUCPU不同型号有不同型号有4 46 6个高速计数器。个高速计数器。 v高速计数器的最高频率也随高速计数器的最高频率也随CPUCPU型号不同而异。型号不同而异。 1 1、高速计数指令、高速计数指令 v 高速计数指令包括定义高速计数器HDEF指 令和高速计数器HSC指令。 v HDEF，定义高速计数器指令。使能输入有 效时，为指定的高速计数器分配一种工作 模式，即用来建立高速计数器与工作模式 之间的联系。梯形图指令盒中有两个数据 输入端：HSC，高速计数器编号，为05的 常数，字节型；MODE，工作模式，为011 的常数，字节型。 v HSC指令是根据高速计数器特殊存储器位的 状态，并按照HD

20、EF指令指定的工作模式设 置高速计数器并开展其工作。 v 定义高速计数器指令（HDEF）为指定的高速 计数器(HSCx)选择操作模式。 v 高速计数器指令（HSC）在HSC特殊存储器位 状态的基础上，配置和控制高速计数器。参 数N指定高速计数器的标号。 v 对于每一个高速计数器只能用一条定义高速 计数器指令。 v 每一个计数器都有时钟、方向控制、复位、 启动的特定输入。对于双相计数器，两个时 钟都可以运行在最高频率。在正交模式下， 您可以选择一倍速（1x）或者四倍速（4x） 计数速率。 v在使用高速计数器之前，应该用HDEF（高速计 数器定义）指令为计数器选择一种计数模式。 使用初次扫描存储器

21、位SM0.1（该位仅在第一 次扫描周期接通，之后断开）来调用一个包含 HDEF指令的子程序 2 2、工作模式、工作模式 v 4种工作模式 内部方向控制的单脉冲增/减计数模式 外部方向控制的单脉冲增/减计数模式 增/减计数时钟输入的双脉冲计数模式 A/B脉冲正交计数模式 v 不论高速计数器以何种模式工作，他们的控制信号功能是相同的 当复位输入I1.0有效时，高速计数器的当前值被清零并保持 到复位无效。 当启动信号I1.1有效时，允许计数器开始计数；当启动信号 无效时，计数值被保持，但不能对计数脉冲信号计数。 当启动信号无效而复位信号有效时，复位信号不起作用，计 数当前值不变。当复位保持有效则启动

22、信号变为有效，当旗 帜被清除。 输入控制输入控制 vS7-200PLC高速计数器HSC0-HSC5工作时需要输 入端点的信号控制，下表给出了高速计数器 HSC0-HSC5计数输入脉冲、方向控制复位输入 和启动输入所使用的物理输入端点。 v由表可知，高速计数器用的物理输入端点存在 一些重叠。同一个物理输入端点不能用于两个 不同的功能，也不能同时被两个不同的高速计 数器使用，但不使用的端点可用做其他用途。 v 每个高速计数器都有固定的特殊功能存储器与之相配 合，完成高速计数功能。具体对应关系如表所示。 状态位及状态位及1X/4X1X/4X模式选择模式选择 v 有三个控制位用于配置复位和启动有效状态

23、以及选择一倍 速或者4倍计数模式（仅用于正交计数器）。这些位在各个 计数器的控制字节中，只有在HDEF指令执行时才有效。 v 在执行HDEF指令前，必须把这些控制位设定到希望的状态。 否则，计数器对计数模式的选择取缺省设置。一旦HDEF指 令被执行，您就不能再更改计数器的设置，除非先进入 STOP模式。 状态字节状态字节 v 每个高速计数器都有一个状态字节，程序运行时根据 运行状况自动使某些位置位，可以通过程序来读相关 位的状态，用以作为判断条件实现相应的操作。状态 字节中各状态位的功能如表所示。 控制字节控制字节 v 高速计数器中有一个控制字节，其功能是允许或禁止计数器 工作、计数方向控制或

24、初始化计数方向、控制当前值和预置 值装入等。执行HSC指令时，CPU检查控制字节和有关当前值 和预置值。 当前值双字和预置值双字当前值双字和预置值双字 v 每个高速计数器有一个32位的初始值和一个32位的预置值。 初始值和预置值都是符号整数。为了向高速计数器装入新的 初始值和预置值，必须先设置控制字节，并且把初始值和预 置值存入特殊存储器中，然后执行HSC指令，从而将新的值 传送到高速计数器。 HSCHSC中断中断 v 高速计数器有3种中断： 当前值等于预置值中断 外部复位有效中断 计数方向改变中断 v 除模式0、1、2外，所有的计数器模式支持计数方向改变的 中断，每个中断条件可分别地被允许或

25、禁止。 高速计数器的初始化步骤高速计数器的初始化步骤 v 以HSC1为例，对初始化和操作的步骤进行描述。在初始化 描述中，假定S7-200已经置成RUN模式。因此，首次扫描标 志位为真。如果不是这种情况，请记住在进入RUN模式之后， 对每一个高速计数器的HDEF指令只能执行一次。对一个高 速计数器第二次执行HDEF指令会引起运行错误，而且不能 改变第一次执行HDEF指令时对计数器的设置。 v 初始化模式0、1或2HSC1为内部方向控制的单相增/减计数器 （模式0、1或2），初始化步骤如下： 1.用初次扫描存储器位（SM0.1=1）调用执行初始化操作子程序。 2.初始化子程序中，根据所希望的控制

26、操作对SMB47置数。例如： SMB47=16#F8 产生如下的结果： 允许计数 写入新的初始值 写入新的预置值 置计数方向为增 置启动和复位输入为高电平有效 3.执行HDEF指令时，HSC输入置1，MODE输入置0（无外部复位或启 动）或置1（有外部复位和无启动）或置2（有外部复位和启动）。 4.向SMD48（双字）写入所希望的初始值（若写入0，则清除）。 5.向SMD52（双字）写入所希望的预置值。 6.为了捕获当前值（CV）等于预置值（PV）中断事件，编写中断子 程序，并指定CV=PV中断事件（事件号13）调用该中断子程序。 7. 为了捕获外部复位事件，编写中断子程序，并指定外部复位中

27、断事件（事件号15）调用该中断子程序。 8. 执行全局中断允许指令（ENI）来允许HSC1中断。 9. 执行HSC指令，使S7-200对HSC1编程。 10. 退出子程序。 v 所谓表是定义一组存储变量单元用于存储一组数据。 v 表只对字型数据存储，有表存数、表取数、表查找指令。 v 一个空表要定义其长度TL和实际能够填写的单元数EC。 v 有FIFO、LIFO、ATT、FND、FILL指令。 4.7.24.7.2表功能指令表功能指令 1 1、 FIFOFIFO，先进先出指令，先进先出指令 v 当使能输入有效时，从TBL指明的表中移 出第一个字型数据并将其输出到DATA所 指定的字单元。 v

28、取数时，移出的数据总是最先进入表中 的数据。每次从表中移出一个数据，剩 余数据依次上移一个字单元位置，同时 实际填表数EC会自动减1。 v 指令格式：FIFO TBL, DATA 例：FIFO VW100, AC0 v 使ENO0的错误条件是：SM1.5(表 空)SM4.3(运行时间)0006(间接寻 址)0091(操作数超界) v 该指令影响特殊标志位：如果试图从空 表中移走数据，那么SM1.5被置1。 2 2、 LIFOLIFO，后进先出指令，后进先出指令 v 当使能输入有效时，从TBL指明的表中移 出最后一个字型数据并将其输出到DATA所 指定的字单元。 v LIFO表取数特点：取数时，

29、移出的数据总 是最后进入表中的数据。每次从表中取出 一个数据，剩余数据位置保持不变，实际 填表数EC会自动减1。 v 指令格式：LIFO TBL, DATA v 例： LIFO VW100, AC0 v 使ENO0的错误条件是：SM1.5(表 空)SM4.3(运行时间)0006(间接寻 址)0091(操作数超界) v 该指令影响特殊标志位：如果试图从空表 中移走数据，那么SM1.5被置1。 3 3、填表指令：、填表指令：ATTATT v功 能 ： 向 表 （ T B L ） 中 增 加 一 个 数 值 （DATA）。 v表中第一个数是最大填表数（TL），第二个 数是实际填表数（EC）。新的数据

30、填加在表 中上最后一个数据的后面。每向表中填加一 个新的数据，EC会自动加1。 vATT指令定义的表的最大长度为100（不含TL 和EC这两个单元） v指令格式：ATT DATA，TBL v如果向一个满表中再添加数据，或实际要填 入的数据个数大于表格本身所定义的长度， 则表的溢出标志位SM1.4会置1 4 4、查表指令、查表指令 v FND?，表查找指令。通过表查找指令可以从 字型数表中找出符合条件的数据所在的表中 数据编号，编号范围为099。 v TBL表格的首地址，用以指明被访问的表格； PTN是用来描述查表条件时进行比较的数据； CMD是比较运算符“？”的编码，它是一个 14的数值，分别

31、代表=、运算符； INDX用来指定表中符合查找条件的数据的地 址。 v 为了查找下一个符合条件的数据，在激活查 表指令前，必须先对INDX加1。如果没有发现 符合条件的数据，那么INDX等于EC。 v用FND指令查找由指令ATT、LIFO和FIFO生成的 表时，实际填表数（EC）和输入数据个数相符， 且一一对应。FND指令的操作数SRC是一个字地 址（指向EC），比相应的ATT、LIFO或FIFO指 令的操作数TABLE要高2个字节。 v表能存入数据的个数最大为100，不包括TL和 EC两个单元。 v如执行程序出错，则ENO=0。（SM4.3=1、间接 寻址出错、操作数超出定义范围） 5 5、

32、存储器填充指令、存储器填充指令 存储器填充指令（FILL）将输入值为IN的 N个字的内容连续填充到从输出OUT开始的 N个字的内容。 v N可取1255之间的整数。 v 指令格式：FILL IN，OUT，N 用来完成系统信息和数据的传递。包括网络读 （NETR）与写（NETW）指令、发送（XMT） 与接受（RCV）指令、获取口地置（GPA）与设 定口地址（SPA）指令。 4.7.3 通信指令通信指令 v 1、网络读、写指令 功能：NETR先对通信操作进行初始化，再通过PORT指定的端口从 远程设备上读取数据并形成TBL。NETW从指定端口向远处设备写 入数据。可一次性读或写16个字节的信息。

33、指令格式：NETR TBL，PORT NETW TBL，PORT 操作数如下：TBL：VB、MB、*AC、*VD、*LD PORT：常数（1或0） 同一时间内NETR和NETW指令的总条数不能超过8条，多余则无效。 v 2、发送、接收命令 PLC工作于自由端口模式时通过通信端口发送和接收数据， 一次可处理256个字节的信息。 功能：XMT激活保存在发送数据缓冲区的数据并将其发送。 RCV激活自由端口的初始化程序以接受数据。TBL中的第一个数 据指明了要发送或接收的字节个数，PORT指明了发送或接收数 据的端口。 指令格式：XMT TBL，PORT RCV TBL，PORT 操作数TBL：VB、

34、MB、QB、IB、SB、SMB、*AC、*VD、*LD PORT：常数（CPU221、222、224为0，CPU226为0或1） v 3、获取口地址、设定口地址指令 功能：GPA读取PORT指定的CPU端口的站地址，并将其放入 ADDR指定的地址单元。SPA将CPU端口的站地址PORT设置为ADDR 指定的数值。 指令格式：GPA ADDR，PORT SPA ADDR，PORT 操作数：ADDR：VB、MB、QB、IB、SB、SMB、LB、*AC、*VD、*LD PORT：常数 几个概念 v 1 1、自由端口模式、自由端口模式 由用户程序自行控制，SMB30（端口0）和SMB130（端口1）

35、用于选择波特率和奇偶校验。CPU需处于RUN状态。进入自 由端口模式通过SM0.7设置，为0对应于TERM位置，为1对 应于RUN位置。 v 2 2、数据接收、数据接收 用接收指令（RCV）在接收到最后一个字符时产生中断， 由SMB86或SMB186控制，为0表示接收，为1表不启动或接 收结束。接收到的字符存在SMB2，奇偶状态存在SMB3，校 验出错时SMB3.0置位。 v 3 3、数据发送、数据发送 可在发送完最后一个字符时产生中断，或监控SM4.5和 SM4.6。把字符设置为0再执行XMT，则在线上产生一16位 的BREAK条件，当其完成后产生一个XMT中断。 4.7.4 4.7.4 中

36、断指令中断指令 1、中断的概念中断的概念 v S7-200PLC执行程序时，由于CPU内部事件或外部事件 发出请求信号，引起CPU中断正在执行的程序，转而去 执行由中断源指定的中断服务子程序，执行完中断子 程序之后，再返回被终止的主程序继续执行，这一过 程被称为中断响应。 v 中断服务子程序入口由中断服务子程序标号来区别。 v 中断服务子程序是由位于中断服务子程序标号和无条 件中断返回指令之间的所有指令组成的一段程序。 v 退出中断服务子程序，要用无条件中断返回指令RETI 或条件中断返回指令CRETI来实现。 2 2、 中断源中断源 （1 1）中断源及种类）中断源及种类 中断事件发出中断请求

37、的来源。S7-200具有最多可达34个中 断源，每个中断源都分配一个编号用以识别，称为中断事件 号。分为三大类：通信口中断、输入输出中断和定时中断。 （2 2）中断优先级）中断优先级 由高到低依次是：通信口中断、输入输出中断和定时中断。 每种中断中的不同中断事件又有不同的优先权。 v 通讯口中断：PLC工作于自由端口模式。用户可用程序定义波 特率、每个字符位数、奇偶校验和通讯协议。利用接收和发 送中断可简化程序对通讯的控制。 v I/O中断：对I/O点状态的各种变化产生中断事件。这些事件 可以 对高速计数器、脉冲输出或输入的上升或下降状态做出响 应。包含了上升沿或下降沿中断、高速计数器中断和脉

38、冲串输出 （PTO）中断。S7 200 CPU可用输入I0.0至I0.3的上升沿或下降 沿产生中断。 v 定时中断：包括定时中断0、定时中断1和定时器T32/T96中断。 定时中断0和定时中断1以1ms为增量单位，周期时间可从1ms到 255ms。对定时中断0，必须把周期时间写入SMB34；对定时中断1， 必须把周期时间写入SMB35。每当定时器溢出时，定时中断事件 把控制权交给相应的中断程序。通常可用定时中断以固定的时间 间隔去控制模拟量输入的采样或者执行一个PID回路。 v 定时器T32/T96中断允许及时地响应一个给定的时间间隔。这 些中断只支持1ms分辨率的延时接通定时器（TON）和延

39、时断 开定时器（TOF）T32和T96。T32和T96定时器在其它方面工作 正常。一旦中断允许，当有效定时器的当前值等于预置值时， 在CPU的正常1ms定时刷新中，执行被连接的中断程序。首先 把一个中断程序连接到T32/T96中断事件上，然后允许该中断。 3 3、中断优先级和中断队列、中断优先级和中断队列 在指定的优先级之内，CPU按先来先服务的原则处理中 断。任何时间点上，只有一个用户中断程序正在执行。 一旦中断程序开始执行，它要一直执行到结束。而且 不会被别的中断程序，甚至是更高优先级的中断程序 所打断。当另一个中断正在处理中，新出现的中断需 要排队，等待处理。 v 有时，可能由多于所能保

40、存数目的中断出现，因而，由系 统维护的队列溢出存储器位表明丢失的中断事件的类型。 中断队列溢出位如表所示。您应当只在中断程序中使用这 些位，因为在队列变空或控制返回到主程序时，这些位会 被复位。 4 4、中断指令、中断指令 v ATCH是中断连接指令，将中断事件EVNT与 中断服务程序号INT连接起来，即把中断源和 为其服务的中断子程序对应起来，并允许这个 中断事件开放。 中断服务程序号INT是一个中断服务子程序 的标识，说明它是哪一个中断服务子程序。 中断事件编号EVNT是CPU规定的中断事件的 编号，指出中断源是哪个。 v DTCH中断分离指令，断开一个中断事件EVNT 与一个中断服务子程

41、序INT的连接。即使中 断源没有相应的中断服务子程序与其对应。 该指令同时使这个中断事件禁止。 对中断连接和分离指令的理解 v 在激活一个中断程序前，必须在中断事件和该事件发生时希 望执行的那段程序间建立一种联系。中断连接指令（ATCH） 指定某中断事件（由中断事件号指定）所要调用的程序段 (由中断程序号指定)。 v 多个中断事件可调用同一个中断程序，但一个中断事件不能 同时指定调用多个中断程序。 v 当把中断事件和中断程序连接时，自动允许中断。如果采用 禁止全局中断指令不响应所有中断，每个中断事件进行排队， 直到采用允许全局中断指令重新允许中断。 v 可以用中断分离指令（DTCH）截断中断事

42、件和中断程序之间 的联系，以单独禁止中断事件。中断分离指令（DTCH）使中 断回到不激活或无效状态。 v ENI开中断指令，当CPU进入RUN状态时，系统是禁止 中断的，但可以通过执行ENI指令全局开放中断，允 许CPU响应中断请求，执行中断服务程序。 v DISI关中断指令，全局地禁止处理所有中断事件。当 CPU执行关中断指令DISI后，中断排队仍然会产生， 但CPU不会响应中断请求，不去执行中断服务程序。 v CRETI条件中断返回指令，根据该指令前面的逻辑操 作的条件，决定是否终止当前中断程序的执行，若满 足条件，则终止中断服务子程序的执行而返回主程序 原处。 v RETI无条件中断返回

43、指令，在编程中没有中断服务子 程序无条件返回指令，但它在执行中断服务程序时会 自动将无条件返回指令加到每一个中断服务子程序的 结尾。 v 限制：在中断程序中不能使用DISI、ENI、HDEF、LSCR、END指令。 v 累加器值不能在主程序和中断服务子程序之间自由传递参数。 v 系统对中断的支持：由于中断指令影响接点、线圈和累加器逻辑， 所以系统保存和恢复逻辑堆栈，累加器以及指示累加器和指令操 作状态的特殊存储器标志位SM。这避免了由中断程序返回后对用 户主程序执行现场所造成的破坏。 v 在中断程序中调用子程序：从中断程序中可以调用一个嵌套子程 序。累加器和逻辑堆栈在中断程序和被调用的子程序中

44、是公用的。 4.7.5 USS协议指令协议指令 通过USS协议指令能使S7-200控制MicroMaster变频 器和读/写变频器参数。 包括USS_INIT、READ_PM、WRITE_PM和CTRL四 种指令。 Diagram Add your text Add your text Add your text Add your text Add your text Diagram ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. Title Add your text ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. 特点 系统组系统组 合灵活合灵活 功能强大功能强大 抗干扰抗干扰 能力强能力强 现场信现场信 号简单号简单 维护维