进阶应用篇第九章 _ FBs-PLC的中断

First level
HSC0I Subroutine

Second level
Nested Subroutine can have up to 5 level
9.2
中断服务程序的结构与其应用
中 断 和 呼 叫 虽 然 同 样 用 到 副 程 序， 但 其 召 用（ 跳 到 副 程 序 去 执 行 ）的 方 式 却 不 同 。 呼 叫 是 在 主 程 序 中 利 用 执 行 到 C A L L 指 令（ F U N 6 7 ）时 ， C P U 会 记 下 C A L L 指 令 所 指 定 的 副 程 序 名 称 ， 并 到 副 程 序 区 执 行 该 标 记 名 称 的 副 程 序 ， 一 直 执 行 到 RT S（ R e t u r n f r o m S u b r o u t i n e ） 指令后，才会返回主程序。 中 断 的 召 用 则 不 是 利 用 软 件 指 令 ， 而 是 由 硬 件 电 路 发 出 中 断 信 号 给 CPU， 由 CPU 自 行 辨 别 该 中 断 的 名 称 而 自 动 跳 入 副 程 序 中 以 该 中 断 名 称 为 标 记 的“ 中 断 服 务 程 序 ”去 执 行 ，执 行 到 RT I 指 令 （ R e t u r n f r o m I n t e r r u p t ） 后 ， 才 返 回 到 主 程 序 。 如前面所述中断服务程序必 须 放 在 副 程 序 区，其 结 构 如 由 图 所 示 ，有“ 头 ”有“ 尾 ”及 服 务 程 序 文 本。“ 头 ” 即 为 该 中 断 的 “ 中 断 标记名称” ，请参考下节的说明， 而“ 尾 ”就 是 RT I 指 令（ F U N 6 9 ） ， 是 告 诉 CPU 中 断 程 序 的 结 束 ， 而 跳回住程序或上一层中断服务程 序（巢式中断时） ， 请 参 考 FUN69 ( RT I ) 指 令 的 说 明 。 而 头 尾 中 间 则 为中断服务程序本身，用来告知 CPU 在 该 中 断 发 生 时 必 须 执 行 哪 些控制动作。
第 9 章：FBs-PLC 的中断
9.1 中断的原理与结构
FBs-PLC 所 需 执 行 的 工 作 复 杂 众 多 ， 有 20K W ords 的 用 户 程 序 要 解 析 ， 512 的 I/O 状 态 要 抓 取 或 更 新 ， 有 5 个 通 讯 断 口 要 服 务 … ， 但 CPU 只 有 一 个 ， 故 人 一 个 时 间 只 能 执 行 一 项 工 作 ， 因 此 PLC 只 能 按 照 顺 序 将 上 述 所 有 的 工 作 由 第 一 项 开 始 逐 一 地 执 行 到 最 后 一 项 位 置 ， 再 循 环 回 到 第 一 项 工 作 重 复 同 样 的 工 作 循 环 ， 这 样 周 而 复 始 地 作 扫 描（ S c a n ）服 务 工 作 ， 每 一 项 工 作 在 一 次 扫 描 循 环 中 都 被 执 行 一 次 ， 每 一 次 被 执 行 的 间 隔 时 间 即 所 谓 PLC 的 扫 描 时 间 （ S c a n Ti m e ） 。 因 为 CPU 的 工 作 速 度 和 人 类 的 反 应 相 比 ， 可 以 说 是 极 端 快 速 的 ， 上 述 庞 大 的 工 作 量 通 常 在 数 毫 秒 到 数 十 毫 秒 （ mS） 就 可 以 完 成 ， 因 此 就 人 类 的 感 觉 ， PLC 几 乎 是在同一时间完成所有工作，而能达到实用的控制效果。 对 于 大 部 分 的 应 用，上 述 按 照 顺 序 扫 描 的 控 制 方 式 都 已 经 足 够 了，但 对 某 些 需 要 高 速 反 应的应用场合（例如定位控制…等） ，扫描时间的延时即代表误差的扩大，其反应时间甚至 要 求 到 微 妙 （ uS） 的 速 度 ， 才 能 达 到 精 度 要 求 。 在 这 种 情 况 下 ， 只 有 利 用 中 断 （ Interrupt） 功能才能达到。 所 谓 中 断 是 指 PLC 在 平 常 按 照 顺 序 执 行 的 扫 描 循 环 中 ， 当 有 需 要 立 即 反 应 的 需 求 发 生 时 ， 马 上 对 CPU 发 出 中 断 要 求（ Interrupt Request） ； CPU 在 收 到 中 断 要 求 后 ， 立 即 停 止 其 正在 执 行的 扫 描工 作，优先 地 去执 行 该中 断 要 求所 指 定的 服 务 工 作；等 该 服 务 工 作 完 成 后 ， 再 回 到 刚 才 被 中 断 的 地 方 （ 称 为 中 断 返 回 ： R e t u r n f r o m I n t e r r u p t ， 简 称 RT I ） ，继续执行未 完成的扫描工作。 上 述 所 谓 的“ 中 断 要 求 所 指 定 的 服 务 工 作 ” ， 即 所 谓“ 中 断 服 务 程 序 ” （ Interrupt Service Routine） 。它是由一连串在中断发生时“所需要执行动作的梯形图程序”所组成的副程序。 放 在 副 程 序 区 ， 并 用 其 中 断 信 号 名 称 为 它 的 标 记 （ LABEL） 名 称 （ 请 参 考 9.3 节 的 说 明 ） 。 因 为 其 放 置 在 副 程 序 区 ， 故 在 正 常 的 PLC 扫 描 循 环 中 是 不 会 被 执 行 到 （ PLC 只 扫 描 主 程 序 区，不扫描副程序区） 。 虽 然 CPU 能 在 中 断 要 求 发 生 时 ， 在 数 十 秒 内 立 即 去 执 行 对 应 的 控 制 动 作 ， 但 当 中 断 输 入 不 知 1 个 时 （ 如 FBs-PLC 多 达 42 个 中 断 ） ，只有在其所对应的中断发生时，才会跳入执 行 ， 因 为 CPU 任 一 个 时 间 只 能 执 行 一 次 动 作 ， 因 此 同 样 的 问 题 仍 将 出 现 ， 必 须 等 一 个 中 断 服 务 程 序 执 行 完 毕 后，才 能 执 行 下 一 个 中 断 服 务 程 序；这 样 可 能 造 成 数 百 微 妙 甚 至 毫 秒 的 反 应 延 时，因 此 在 多 重 中 断 输 入 结 构 时，会 将 各 个 中 断 输 入 按 照 其 重 要 性 给 予 其 不 同 的 中 断 优 先 顺 序 （ I nterr upt Pr iorit y） 。 当 PLC 接 受 某 一 个 中 断 要 求 而 正 执 行 该 中 断 的 服 务 程 序 的 当 时 ， 如 果 有 另 一 个 中 断 要 求 发 生 ， 而 且 其 优 先 顺 序 低 于 正 在 执 行 的 中 断 ， CPU 将 不 理 会 该 中 断 ， 必 须 等 CPU 执 行 完 副 程 序 返 回 后 才 会 接 受 ， 但 其 优 先 顺 序 高 于 正 在 执 行 的 ， CPU 将 立 即 停 止 其 正 在 执 行 的 中 断 服 务 程 序 的 执 行， 而 立 即 跳 入 该 更 高 优 先 级 中 断 的 中 断 服 务 程 序 去执行，等其完成后，再回到刚才被中断的较低优先级服务程序中去继续完成未完成的工 作 ， 这 种 中 断 执 行 中 又 被 中 断 的 情 形 称 为 巢 式 中 断（ Nested Interrupt） 。 FBs-PLC 的 巢 式 中 断最多可达 5 层，下图为单一中断与巢式中断的范例：
9-1
X8+interrupt (Priorty:18) HSC0 interrupt (Priority:10) Main Program Mian Program Mian Program Mian Program
X8+I Subroutine Subroutine X8+I Subroutine
Interrupt label
(Head)
Main Content of interrupt service Routine
RTI
(Tail)
3 副程序的母线符号为双线，用来和主 程序的母线区别开来，以利于阅读
9-2
9.3
FBs-PLC 的 中 断 元 件 、 标 记 名 称 与 等 级
如 前 节 所 述 ， 任 意 一 个 中 断 的 “中 断 服 务 程 序 ”都 必 须 有 一 个 唯 一 的 “中 断 标 记 名 称 ”。 FP-07 或 W inProladder 在 FBs-PLC 的 副 程 序 区 内 ， 为 FBs-PLC 所 有 49 个 中 断 保 留 49 种 对 应 的 “中 断 标 记 名 称 ”， 我 们 称 为 中 断 保 留 字 （ Interrupt Reserved W ord） ，在副程序区内 这 49 种 保 留 字 当 作 “中 断 标 记 “使 用 ， 其 它 标 记 名 称 不 能 与 它 重 复 。 “ 中 断 标 记 名 称 “ （ 保 留 字 ） 的 取 名 原 则 是 将 各 个 中 断 元 件 的 硬 件 名 称 （ 例 如 H S TA 、 HSC0、 X0+、 X0−、 …） 后 面 加 一 个 I 字 即 可 ， 例 如 高 速 计 数 器 HSC0 的 中 断 、 标 记 名 称 为 ”HSC0I“， X0+的 中 断 标 记 名 称 为 ”X0+I“， 以 下 为 FBs-PLC 的 49 种 中 断 元 件 的 ”中 断 标 记 名 称 “及 其 优 先 等 级 。 下 表 为 中 断 元 件 及 其 中 断 标 记 名 称 ， 而 为 了 与 以 前 的 版 本 兼 容 ， 除 了 HSC/HST 外 ， 以 前的旧版本中标记名称也列入表内（标记名称有小括号的） ；使用原则以新标记为优先（优 先 使 用 H S TA I 、 1 M S I ～ 1 0 0 M S I 、 X 0 + I ～ X 1 5 − I ） ，当使用中断标记名称而没有中断处理服务 时 ，可 更 改 标 记 名 称 为 旧 版 本 的 中 断 标 记 名 称 ，如 AT M R I、 1 M S ～ 1 0 0 M S、 I N T 0 ～ I N T 1 5 − ， 如 果 正 常 ， 则 建 议 尽 快 更 新 W inProladder 或 FP-07 版 本 。 (越 上 层 优 先 级 越 高 ) 中 断 元 件 优先 顺 序 中 断 标 记 名 称 高速计时器 1 2 3 内部定时时基 HSC ／ HST PSO 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 中 断 发 生 的 条 件 备 注