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西門子PLC同步錯誤組織塊

1.同步錯誤

??同步錯誤是與執(zhí)行用戶程序有關(guān)的錯誤，程序中如果有不正確的地址區(qū)、錯誤的編號或錯誤的地址，都會出現(xiàn)同步錯誤，操作系統(tǒng)將調(diào)用同步錯誤OB。OB121用于對程序錯誤的處理，OB122用于處理模塊訪問錯誤。

??同步錯誤OB的級與檢測到出錯的塊的級一致。因此OB121和OB122可以訪問中斷發(fā)生時累加器和其他寄存器的內(nèi)容。用戶程序可以用它們來處理錯誤，例如出現(xiàn)對某個模擬量輸入模塊的訪問錯誤時，可以在OB122中用SFC44定義一個替代值。

??可以用SFC36“MASK_FLT”來屏蔽同步錯誤，使某些同步錯誤不觸發(fā)對應(yīng)的OB的調(diào)用，但是CPU在錯誤寄存器中記錄發(fā)生的被屏蔽的錯誤。SFC37“DMSK_FLT”在當(dāng)前級被執(zhí)行完后，將解除被屏蔽的錯誤，并且清除當(dāng)前級的事件狀態(tài)寄存器相應(yīng)的位。

??可以用SFC38“READ_ERR”讀出已經(jīng)發(fā)生的被屏蔽的錯誤。

??對于S7-300(CPU318除外)，不管錯誤是否被屏蔽，錯誤都會被送入診斷緩沖區(qū)，并且CPU的“SF”LED會被點亮。

??2.編程錯誤組織塊(OB121)

??出現(xiàn)編程錯誤時，CPU的操作系統(tǒng)將調(diào)用OB121。編程錯誤的診斷將在7.3.2節(jié)介紹。

??3.I/O訪問錯誤組織塊(OB122)

??CPU用PI、PQ地址區(qū)訪問有故障的模塊時，如果出現(xiàn)直接訪問I/O錯誤(模塊損壞或找不到)，或者訪問了一個CPU不能識別的I/O地址，此時CPU的操作系統(tǒng)將會調(diào)用0B122。0B122將在7.1.1節(jié)介紹。

??其他組織塊

??1. DPV1中斷組織塊OB55～OB57

??如果PROFIBUS-DP V1(簡稱DPV1)從站的模塊或機(jī)架改變了操作模式，例如由RUN切換為STOP，CPU的操作系統(tǒng)可能調(diào)用狀態(tài)中斷組織塊OB55。

??如果用戶通過本地或遠(yuǎn)程訪問更改了DPV1從站插槽的參數(shù)，CPU的操作系統(tǒng)可能調(diào)用更新中斷組織塊0B56。OB57是DPV1從站的插槽觸發(fā)的制造商特定的中斷的組織塊。

??2.多處理器中斷組織塊OB60

??S7-400的一個機(jī)架可以插入多4個CPU，協(xié)同完成同一個復(fù)雜任務(wù)。OB60用來確保在多CPU過程中CPU的反應(yīng)與事件同步。

??3.同步循環(huán)中斷組織塊OB61~OB64

??DP從站從采集輸入信號到輸出邏輯運(yùn)算結(jié)果需要經(jīng)過7個不同的循環(huán)，同步循環(huán)中斷用于實現(xiàn)各DP從站數(shù)據(jù)處理的同步。

??4.技術(shù)功能同步中斷組織塊OB65

??技術(shù)(Technology)功能同步中斷組織塊0B65用于技術(shù)功能CPU的程序啟動和技術(shù)功能塊更新的同步。

??5.背景組織塊OB90

??S7-400的CPU可以設(shè)置小掃描循環(huán)時間，如果它比實際的掃描循環(huán)時間長，在循環(huán)程序結(jié)束后CPU處于空閑的時間內(nèi)可以執(zhí)行背景組織塊(OB90)。如果沒有對OB90編程，CPU要等到定義的小掃描循環(huán)時間到達(dá)為止，再開始下一次循環(huán)的操作。用戶可以將對運(yùn)行時間要求不高的操作放在OB90中去執(zhí)行，以避免出現(xiàn)等待時間。

??OB90的級為29(低)，不能通過參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改。實際編程極少使用OB90。

PLC梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法是什么

?1.起動、保持與停止電路

??起動、保持與停止電路簡稱為起保停電路，在梯形圖中得到了廣泛的應(yīng)用。圖5-1中起動按鈕和停止按鈕提供的起動信號10.0和停止信號10.1為1狀態(tài)的時間很短。按下起動按鈕，I0.0的常開觸點和10.1的常閉觸點均接通，Q4.1的線圈“通電”，它的常開觸點同時接通。放開起動按鈕，00.0的常開觸點斷開，“能流”經(jīng)Q4.1和10.1的觸點流過Q4.1的線圈，這就是所謂的“自鎖”或“自保持”功能。按下停止按鈕，10.1的常閉觸點斷開，使Q4.1的線圈“斷電”，其常開觸點斷開，以后即使放開停止按鈕，I0.1的常閉觸點恢復(fù)接通狀態(tài)，Q4.1的線圈仍然“斷電”。這種功能也可以用圖5-2中的S(置位)指令和R(復(fù)位)指令來實現(xiàn)。

??在實際電路中，起動信號和停止信號可能由多個觸點組成的串、并聯(lián)電路提供。

??可以用設(shè)計繼電器電路圖的方法來設(shè)計比較簡單的數(shù)字量控制系統(tǒng)的梯形圖，即在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時需要反復(fù)多次地調(diào)試和修改梯形圖，增加一些中間編程元件和觸點，后才能得到一個較為滿意的結(jié)果。電工手冊中常用的繼電器電路圖可以作為設(shè)計梯形圖的參考電路。

??這種方法沒有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，后的結(jié)果不是的，設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，所以有人把這種設(shè)計方法叫做經(jīng)驗設(shè)計法，它可以用于較簡單的梯形圖(例如手動程序)的設(shè)計。

??2.小車控制程序的設(shè)計

??2.7節(jié)給出了三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的主電路、PLC外部接線圖和梯形圖程序。圖5-3是在異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的基礎(chǔ)上設(shè)計的小車控制系統(tǒng)的PLC外部接線圖。開始時小車停在左邊，左限位開關(guān)SQ1的常開觸點閉合。要求按下列順序控制小車

??1)按下右行起動按鈕SB2，小車右行。

??2)走到右限位開關(guān)SQ2處停止運(yùn)動，延時8s后開始左行。

??3)回到左限位開關(guān)SQ1處時停止運(yùn)動。

??圖5-4是小車控制系統(tǒng)的梯形圖程序。下面詳細(xì)介紹硬件、軟件設(shè)計中需要注意的一些問題。

??(1)確定PLC的輸入、輸出信號

??將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為梯形圖時，應(yīng)確定PLC的輸入信號和輸出信號。3個按鈕提供操作人員的指令信號，熱繼電器和限位開關(guān)的常開觸點是反饋信號，它們都是PLC的輸入信號。兩個交流接觸器的線圈是PLC的輸出負(fù)載。

??畫出PLC的外部接線圖后，同時也確定了外部輸入/輸出信號與PLC內(nèi)的過程映像輸入/輸出位的地址之間的關(guān)系。可以將繼電器電路圖“翻譯”為梯形圖。因為各輸入信號均用常開觸點提供，各觸點的常開、常閉的性質(zhì)不變。根據(jù)PLC外部接線圖給出的關(guān)系，來確定梯形圖中各觸點的地址。

??(2)按鈕連鎖

??為了方便操作和KM1和KM2不會同時動作，在圖5-4中設(shè)置了“按鈕聯(lián)鎖”，即將正轉(zhuǎn)起動按鈕I0.0的常閉觸點與控制反轉(zhuǎn)的Q4.1的線圈串聯(lián)，將反轉(zhuǎn)起動按鈕I0.1的常閉觸點與控制正轉(zhuǎn)的Q4.0的線圈串聯(lián)。設(shè)Q4.0的線圈通電，電動機(jī)正轉(zhuǎn)。這時如果想改為反轉(zhuǎn)，可以不按停止按鈕I0.2，直接按反轉(zhuǎn)起動按鈕10.1，它的常閉觸點斷開，使Q4.0的線圈斷電。同時10.1的常開觸點接通，使Q4.1的線圈得電，電動機(jī)由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)。

??(3)硬件互鎖電路

??由圖3-5中的主回路可知，如果KM1和KM2的主觸點同時閉合，將會造成三相電源相間短路的故障。梯形圖用Q4.0和Q4.1的常閉觸點組成軟件互鎖電路，它們只能輸出模塊與Q4.0和Q4.1對應(yīng)的硬件繼電器的常開觸點不會同時接通。

??如果沒有圖5-3輸出電路中的硬件互鎖電路，從正轉(zhuǎn)馬上切換到反轉(zhuǎn)時，由于切換過程中電感的延時作用，可能會出現(xiàn)原來接通的接觸器的主觸點還未斷弧，另一個接觸器的主觸點已經(jīng)合上的現(xiàn)象，從而造成交流電源瞬間短路的故障。

??此外，如果沒有硬件互鎖電路，且因為主電路電流過大或接觸器質(zhì)量不好，某一接觸器的主觸點被斷電時產(chǎn)生的電弧熔焊而被粘結(jié)，其線圈斷電后主觸點仍然是接通的。這時如果另一個接觸器的線圈通電，也會造成交流電源短路。為了防止出現(xiàn)這種情況，應(yīng)在PLC外部設(shè)置由KM1和KM2的輔助常閉觸點組成的硬件互鎖電路(見圖5-3)。假設(shè)KM1的主觸點被電弧熔焊，這時它與KM2線圈串聯(lián)的輔助常閉觸點處于斷開狀態(tài)，因此KM2的線圈不可能得電。這種互鎖電路可以有效地防止電源短路故障。

??(4)小車控制系統(tǒng)的程序設(shè)計

??在異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的基礎(chǔ)上設(shè)計的滿足上述要求的梯形圖如圖5-4所示。在控制右行的Q4.0的線圈回路中串聯(lián)了10.4的常閉觸點，小車走到右限位開關(guān)SQ2處時，I0.4的常閉觸點斷開，使Q4.0的線圈斷電，小車停止右行。同時I0.4的常開觸點閉合，TO的線圈通電，開始定時。8s后定時時間到，T0的常開觸點閉合，使Q4.1的線圈通電并自保持，小車開始左行。離開限位開關(guān)SQ2后，10.4的常開觸點斷開，TO因為其線圈斷電而被復(fù)位。小車運(yùn)行到左邊的起始點時，左限位開關(guān)SQ1的常開觸點閉合，I0.3的常閉觸點斷開，使Q4.1的線圈斷電，小車停止運(yùn)動。

??在梯形圖中(見圖5-4)，保留了左行起動按鈕I0.1和停止按鈕I0.2的觸點，使系統(tǒng)有手動操作的功能。串聯(lián)在起保停電路中的限位開關(guān)I0.3和I0.4的常閉觸點可以防止手動時小車的運(yùn)動超限。

??

在S7系列PLC中，用戶程序是由塊組成的。構(gòu)成用戶程序的塊包括：

??(a)組織塊OB(Organization Block);(b)功能塊FB(FunctionBlock);(c)功能FC(Function);

??a.組織塊OB。組織塊OB是操作系統(tǒng)和用戶程序之間的界面。操作系統(tǒng)只調(diào)用組織塊，其他的程序塊需要通過用戶程序中的指令訓(xùn)用，操作系統(tǒng)才會加以處理(掃描)。其中Zui主要的組織塊是OB1，這是操作系統(tǒng)自動地做循環(huán)掃描的唯一的一個塊。其他的組織塊包括啟動組織塊和各種中斷組織塊，均由操作系統(tǒng)在特定條件下調(diào)用，用戶不可以用簡單的指令調(diào)用組織塊。

??b.功能FC和功能塊FB。功能FC和功能塊FB是用戶程序中的主要邏輯操作塊。主要的控制、運(yùn)算、操作等均由PC和FB來完成。組織塊(主要是OB1)負(fù)責(zé)安排FC和FB的調(diào)用條件和調(diào)用順序。在前期的實驗中，首先把程序?qū)懺贔C中，在OB1中安排調(diào)用。

??c.系統(tǒng)功能塊SFB和系統(tǒng)功能SFC，系統(tǒng)功能塊SFB和系統(tǒng)功能SFC本質(zhì)上就是FB和FC，只是它們屬于西門子公司。SFB和SFC通常用于完成一些通用的功能，如讀寫實時時鐘、設(shè)置參數(shù)、數(shù)據(jù)通信等。在S7-300/400CPU中通常會固化有一部分SFB和SFC，用戶在編程時可以調(diào)用。

??d.數(shù)據(jù)塊DB。數(shù)據(jù)塊DB用于記錄數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)塊中只有數(shù)據(jù)沒有程序，但數(shù)據(jù)塊占用程序容量。按使用方法，數(shù)據(jù)塊可分為全局(共享)數(shù)據(jù)塊和背景(伴隨)數(shù)據(jù)塊兩種。