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所谓中断,是指PLC按顺序执行程序扫描的过程中,当有需要立即反应的请求发出时,立即中断当前执行的扫描工作,优先地去执行请求所指定的服务工作。服务工作完成后,再回到刚才被中断的地方继续往下执行程序扫描工作。
中断服务就像是个磨人的小妖精,时不时地打断PLC当前的工作,PLC又不能不理它。这小妖精一过来,PLC就得马上招待它,服务到它满意走了后,PLC才能继续刚才被打断的工作。
1、中断源
显然,中断也是一种程序流程转移,但这种转移大都是随机发生的,例如故障报警、外部设备动作等。那么,PLC怎么去发现这些小妖精,啊呸,发现这些中断请求的呢?中断请求又是谁发出的呢?其实,发出中断请求的设备称为中断源,中断源可以是外部各种开关信号,也可以是PLC内部定时器、计数器等。
PLC执行哪个中断源的中断服务,是靠不同标号的中断指针区分的,在下文讲中断指令的时候我们再继续探讨这个内容。
2、断点与返回
而PLC在接收到中断请求后,就会在程序中产生一个断点,当中断服务执行完毕后,PLC会回到断点处,也就是所谓的中断返回,继续在断点处往下执行被打断的程序。
中断服务程序的断点与中断返回,显然类似于子程序服务程序的断点与子程序返回,中断服务程序和子程序都是处在副程序区,都是用指针作为入口地址标号。
但子程序所用的指针是分支指针P,而中断服务程序所用指针为中断指针I。
3、中断执行与优先
PLC只能在中断允许的情况下才能进行中断处理,一旦接到中断请求必须立即处理中断服务程序,不管PLC当前在执行主程序还是执行子程序。
PLC在任何时刻都只能执行一个中断服务程序,这时候就会有两种情况。
(1)PLC尚未在执行中断服务程序,当有多个中断请求发生:PLC按中断指针编号大小排列优先级,编号越小的优先级越高,就会先处理,例如I000优先于I100,I100优先于I500。
(2)PLC正在执行中断服务程序时有其他新的中断请求发生:此时PLC必须继续执行完当前的中断服务程序,才能去执行其他中断服务程序,也就是按时间优先原则进行处理。毕竟PLC霸总精力有限,小妖精1号先来,那PLC就先服务1号,后面来的就乖乖排好队,总不会漏掉就是了。
4、中断服务程序的编写
中断服务程序和子程序一样,都是写在副程序区,但子程序的调用要用到CALL指令,只有当驱动条件成立时,PLC才会去到CALL指令指定的子程序入口去执行子程序,执行到子程序返回指令SRET后返回主程序。
而中断服务程序的执行靠的不是软元件,而是由硬件电路发出中断信号给PLC,PLC自动辨别该中断请求,找到相应的入口进而执行对应的中断服务程序,直到执行到中断返回指令IRET后返回到断点(主程序或子程序中)处继续往下执行。
可想而知,在子程序眼前,中断服务程序就是个爸爸。要注意的一点就是,在设计中断服务程序时应遵循“越短越好”的原则,因为中断服务程序执行的时间过长,会影响主程序的执行控制。
二、中断指令
三菱FX PLC的中断指令有EI、DI、IRET三个。
1、中断允许指令EI
执行中断允许指令后,PLC在执行的程序的过程中,收到中断请求都会做出应答,去执行相应的中断服务程序。EI指令就像是一扇打开的门,有了这扇打开的门,PLC才能招待中断这个小妖精,就像是哆啦A梦的任意门似的,EI又称开中断指令。
EI指令能开中断,但它不能关,哆啦.PLC.梦掏出来的EI门本就是开着的,那如果我们不想PLC招待中断这个小妖精又该怎么办呢?我们继续往下看。
2、中断禁止指令DI
执行EI指令后,如果不想某些程序段被中断,就可以在该程序段前编写中断禁止指令DI。执行DI指令后,PLC在执行的程序的过程中,收到任何中断请求都不会有响应。DI指令就像是一扇锁闭的门,有了这扇锁闭的门,PLC才能经得住中断这个小妖精的诱惑,不去理它,DI指令又称关中断指令。
知道了中断允许指令和中断禁止指令后,我们继续看中断返回指令。
3、中断返回指令IRET
PLC在执行中断服务程序的过程中,当执行到中断返回指令IRET时,会无条件返回到主程序或子程序的断点处继续往下执行。它的应用与子程序返回指令SRET的应用大同小异,只一个用于中断,一个用于子程序罢了。
上文说到,PLC执行哪个中断源的中断服务,是靠不同标号的中断指针区分的,现在我们就来探讨一下这些不同标号的中断指针。
三、中断指针I与其中断源
由上文可知,按中断指针的标号,我们可以把中断源分为3类。
1、外部输入中断
外部输入中断的请求信号其实就是输入端口X0~X5的开关量信号,当X0~X5被用于中断时,一旦接通,就会向PLC发出中断请求。外部输入中断常用于外部紧急事件的处理,如报警。
如上图所示,6个输入端口X0~X5对应12个中断指针,并配有相应的禁止中断继电器。这些禁止中断继电器显然和我们上文所提的关中断指令DI有所不同。DI指令一旦被执行,之后的程序执行过程中,所有中断请求都不被响应,但禁止中断继电器仅仅是对某些中断请求而言。
外部中断指针的标号显然与其输入端口编号有对应关系,并有上升沿和下降沿之分,但对于同一个端口,上升沿中断指针和下降沿中断指针不能编写。
2、内部定时器中断
内部定时器中断是按一定时间自动进行的中断,不受扫描周期的影响。它适用于扫描时间较长但又需要及时处理数据的场合,例如模拟量的定时采样。
定时中断指针类似于外部输入中断指针,其标号也有其对应关系,又由于定时中断指针只有3个,且不能重复使用,显然,一个程序中多只能设置3个定时器中断。
3、高速计数器中断
高速计数器中断必须与高速计数器指令DHSCS一起使用,当高速计数器的当前值与设定值相等时,执行中断指针所指的中断服务程序。高速计数器中断可以用于高速的定位控制等。
其所用中断指针如下图所示,对应禁止中断继电器只有一个M8059,当M8059接通时,所有高速计数器中断都被禁止。
类似的,由于高速计数器中断指针有6个,且不能重复使用,显然,一个程序中多只能设置6个高速计数器中断。
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