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PLC的循環處理過程的各個階段有哪些??

CPU的程序分為操作系統和用戶程序。操作系統用來處理PLC的啟動、刷新過程映像輸入/輸出區、調用用戶程序、處理中斷和錯誤、管理存儲區和通信等任務。

??用戶程序由用戶生成，用來實現用戶要求的自動化任務。STEP7將用戶編寫的程序和程序所需的數據放置在塊中，功能塊FB和功能FC是用戶編寫的子程序，系統功能塊SFB 和系統功能SFC是操作系統提供給用戶使用的標準子程序，它們和組織塊OB 統稱為邏輯塊。

??PLC得電或由STOP模式切換到RUN模式時，CPU執行啟動操作，將沒有斷電保持功能的位存儲器、定時器和計數器清零，清除中斷堆棧和塊堆棧的內容，復位保存的硬件中斷等。此外還要執行一次用戶生成的“系統啟動”組織塊 OB100，完成用戶指定的初始化操作。以后PLC采用循環執行用戶程序的方式，這種運行方式也稱為掃描工作方式。

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??在PLC的存儲器中，設置了一片區域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態，它們分別稱為過程映像輸入區和過程映像輸出區。PLC梯形圖中的其他編程元件也有對應的存儲區。

西門子S7-1200集成的通信接口與通信模塊

??①集成的PROFINET接口 實時工業以太網是現場總線發展的趨勢，現場總線的****IEC61158第4版的20種現場總線中，基于實時以太網的現場總線占了一半。PROFI-NET是基于工業以太網的現場總線(IEC61158現場總線的類型10)，是開放式的工業以太網標準，它使工業以太網的應用擴展到了控制網絡*底層的現場設備。

??通過TCP/IP標準，西門子S7-1200提供的集成PROFINET接口可用于與編程軟件STEP7 Basic通信(見圖2-115)，以及與SIMATICHMI精簡系列而板通信，或與其他PLC通信(見圖2-116)。此外它還可以通過開放式的工業以太網協議TCP/IP和ISO-on-TCP支持與第三方設備的通信。該接口的RJ-45連接器具有自動交叉網線(Auto-Cross-Over)功能，數據傳輸速率為10Mbit/s或100Mbit/s，支持*多16個以太網連接。該接口能實現快速、簡單、靈活的工業通信。

西門子s7-1200與計算機通信

??西門子S7-1200可以通過成熟的S7通信協議連接到多個S7控制器和HMI設備。將來還可以通過PROFINET接口將分布式現場設備連接到PROFINETIO主控制器的PLC。它將為S7-1200系統提供從現場級到控制級的統一通信，以滿足當前工業自動化的通信需求。

??下面是循環處理的各個階段的任務(見圖1-4)

??1)操作系統啟動循環時間監控。

??2)CPU將過程映像輸出區的數據寫到輸出模塊。

??3)CPU讀取輸入模塊的輸入狀態，并存入過程映像輸入區。

??4)CPU處理用戶程序，執行用戶程序中的指令。

??5)在循環結束時，操作系統執行其他任務，例如下載和刪除塊，接收和發送全局數據等。

??6)CPU返回第一階段，重新啟動循環時間監控。

??在啟動完成后，每次循環都要調用一次組織塊0B1。OB1是用戶程序中的主程序，它可以調用別的邏輯塊(FB、FC、SFB或SFC)。循環程序處理過程可以被某些事件中斷。如果有中斷事件出現，當前正在執行的塊被暫停執行，并自動調用分配給該事件的組織塊。該組織塊被執行完后，被暫停執行的塊將從被中斷的地方開始繼續執行。

?打開PLCSIM(見圖4-49)，下載所有的塊，將仿真PLC切換到RUN-P模式。執行PLCSIM的菜單命令“Execute”(執行)→“Trigger Error OB”(觸發錯誤OB)→“Hard-ware Interrupt(OB40-OB47)…”，打開“Hardware Interupt OB(40-47)”對話框(見圖4-49右上方的小圖)，在文本框“Module address”(模塊地址)內輸入模塊的起始地址0，在文本框“Module status(POINT_ADDR)”(模塊狀態(位地址))內輸入模塊內的位地址0。

??單擊“Apply”(應用)按鈕，觸發I0.0的上升沿中斷，CPU調用OB40，Q4.0被置為1狀態，同時在“Intermupt OB”(中斷 OB)顯示框內自動顯示出對應的OB 編號40。將位地址(POINT_ADDR)改為1，模擬I0.1產生的中斷，單擊“Apply”按鈕，在松開按鈕，Q4.0被復位為0狀態。單擊“0K”按鈕，將執行與“Apply”按鈕同樣的操作，同時關閉對話框。

??4.禁止和激活硬件中斷

??圖4-50是OB1中的程序，在10.2的上升沿調用SFC40(EN_IRT)激活OB40對應的硬件中斷，在I0.3的上升沿調用SFC39(DIS_IRT)禁止OB40對應的硬件中斷。SFC中的MODE為2時，OB_NR的實參為0B的編號。

??單擊兩次PLCSIM中I0.3對應的小方框，OB40被禁止執行。這時用圖4-49右上角的對話框模擬產生硬件中斷，不會調用OB40。單擊兩次10.2對應的小方框，OB40被允許執行，又可以用10.0和10.1產生的硬件中斷來控制Q4.0了。

??在循環程序處理過程中，CPU并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區和輸出地址區，而是訪問CPU內部的過程映像區。

??在寫輸出模塊階段，CPU將過程映像輸出區的狀態傳送到輸出模塊。梯形圖中某一數字量輸出位(例如Q4.0)的線圈“通電”時，對應的過程映像輸出位為1狀態。信號經輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對應的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點閉合，使外部負載通電工作。若梯形圖中輸出位的線圈“斷電”，對應的過程映像輸出位為0狀態，在寫輸出模塊階段之后，繼電器型輸出模塊中對應的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點斷開，外部負載斷電，停止工作。

??在讀輸入模塊階段，PLC把所有外部輸入電路的接通/斷開狀態讀入過程映像輸入區。外部輸入電路接通時，對應的過程映像輸入位(例如 I0.0)為1狀態，梯形圖中該輸入位的常開觸點接通，常閉觸點斷開。外部輸入電路斷開時，對應的過程映像輸入位為0狀態，梯形圖中該輸入位的常開觸點斷開，常閉觸點接通。

??某一編程元件對應的位為1狀態時，稱該編程元件的狀態為ON，該位為0狀態時，稱該編程元件的狀態為OFF。在程序執行階段，即使外部輸入電路的狀態發生了變化，過程映像輸入位的狀態也不會隨之而變，輸入信號變化了的狀態只能在下一個掃描循環周期的讀取輸入模塊階段被讀入過程映像輸入區。

??PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中順序排列。在沒有跳轉指令和塊調用指令時，CPU從第一條指令開始，逐條順序地執行用戶程序，直到用戶程序結束之處。在執行指令時，從過程映像輸入區或別的存儲區中將有關編程元件的0、1狀態讀出來，并根據指令的要求執行相應的邏輯運算，運算的結果寫入到對應的存儲區中，因此，各編程元件的存儲區的內容隨著程序的執行而變化。

??掃描循環時間

??循環時間(Cycle Time)是指操作系統執行一次如圖1-4所示的循環操作所需的時間，循環時間又稱為掃描循環時間(Scan Cycle Time)或掃描周期。循環時間與用戶程序的長短、指令的種類和CPU執行指令的速度有很大的關系。當用戶程序較長時，指令執行時間在循環時間中占相當大的比例。在PLC處于運行模式時，可以從CPU的模塊信息對話框或OB1的局部變量獲得*大循環時間、*小循環時間和上一次的循環時間。

??循環時間會因為下列事件而延長中斷處理、診斷和故障處理、測試和調試功能、通信、傳送和刪除塊、壓縮用戶程序存儲器、讀/寫微存儲卡(MMC)等。