Bộ điều khiển PLC S7-1200

1/ Tổng quan về thiết bị

1.1/ Giới thiệu về PLC S7-1200

Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt và sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự động. Sự kết họp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ đã khiến cho S7- 1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác nhau.

Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích họp, các mạch ngõ vào và mạch ngõ ra trong một kết cấu thu gọn, CPU trong S7-1200 đã tạo ra một PLC mạnh mẽ. Sau khi người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa mạch logic được yêu cầu để giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng. CPU giám sát các ngõ vào và làm thay đổi ngõ ra theo ỉogic của chương trình người dùng, có thể bao gồm các hoạt động như logic Boolean, việc đếm, định thì, các phép toán phức họp và việc truyền thông với các thiết bị thông minh khác.

1.2/ Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến cả CPU và chương trình điều khiển:

• Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người dùng cấu hình việc truy xuất đến các chức năng của CPU.

• Người dùng có thể sử dụng chức năng “know-how protection” để ẩn mã nằm trong một khối xác định.

CPU cung cấp một cổng PROFINET để giao tiếp qua một mạng PROFINET. Các module truyền thông là có sẵn dành cho việc giao tiếp qua các mạng RS232 hay RS485.

Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung lượng giúp cho người dùng tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Họ S7-1200 cung cấp một số lượng lớn các module tín hiệu và bảng tín hiệu để mở rộng dung lượng của CPU. Người dùng còn có thể lắp đặt thêm các module truyền thông để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác.

1.3/ Các bảng tín hiệu

Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU. Người dùng có thể thêm một SB với cả I/O kiểu số hay kiểu tương tự. SB kết nối vào phía trước của CPU.

1.3   Các module tín hiệu

Người dùng có thể sử dụng các module tín hiệu để thêm vào CPU các chức năng. Các module tín hiệu kết nối vào phía bên phải của CPU.

1.4/ Các module truyền thông

Họ S7-1200 cung cấp các module truyền thông (CM) dành cho các tính năng bổ sung vào hệ thống. Có 2 module truyền thông: RS232 và RS485.

• CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thông
• Mỗi CM kết nối vào phía bên trái của CPU (hay về phía bên trái của một CM khác)

1.5/ STEP 7 Basic

1.5.1/ Các kiểu xem khác nhau giúp công việc dễ dàng hơn

Nhằm giúp gia tăng hiệu suất công việc, phần Totally Intergrated Automation Portal cung cấp hai kiểu xem thiết lập công cụ khác nhau: một là thiết lập được định hướng theo công việc, thiết lập này được tổ chức trong chức năng của các công cụ (kiểu xem Portal), hai là kiểu xem được định hướng theo đề án gồm các phần tử bên trong đề án (kiểu xem Project). Người dùng cần chọn kiểu xem nào giúp làm việc với hiệu quả tốt nhất. Với một cú nhấp chuột, người dùng có thể chuyển đổi giữa kiểu xem Portal và kiểu xem Project.

Kiểu xem Portal cung cấp một kiểu xem theo chức năng đối với các nhiệm vụ và tổ chức chức năng của các công cụ theo nhiệm vụ để được hoàn thành, như là tạo ra việc cấu hình các thành phần và các mạng phần cứng.

Người dùng có thể dễ dàng xác định cách thức để tiến hành và nhiệm vụ để chọn.

Kiểu xem Project cung cấp việc truy xuất đến tất cả các thành phần nằm trong một đề án. Với tất cả các thành phần này nằm trong một vị trí, người dùng có một truy xuất dễ dàng đến mỗi phương diện của đề án. Đe án chứa tất cả các các phần tử đã vừa được tạo ra hay hoàn thành.

1.5.2/ Trợ giúp người dùng khỉ cần

+ Nhanh chóng tìm kiếm tìm ra câu trả lời đến người dùng 

  Để giúp người dùng giải quyết những phát sinh một cách nhanh chóng và có hiệu quả, STEP 7 Basic cung cấp phần trợ giúp thông minh đến từng yêu cầu:

• Một trường nhập vào cung cấp trợ giúp kiểu “mở ra” để hỗ trợ người dùng nhập vào thông tin chính xác (các phạm vi và kiểu dữ liệu) đối với trường đó. Ví dụ, nếu người dùng đã nhập một giá trị không hợp lệ, một hộp văn bản thông điệp sẽ mở ra nhằm cung cấp phạm vị các giá trị hợp lệ.
• Một số thủ thuật về công cụ trong giao diện (ví dụ đối với các lệnh) “xếp tầng” nhằm cung cấp thông tin bổ sung. Các thủ thuật về công cụ này sẽ liên kết đến các chủ đề xác định trong hệ thống thông tin trực tuyến (trợ giúp trực tuyến).

Thêm vào đó STEP 7 Basic có một hệ thống thông tin toàn diện miêu tả một cách đầy đủ chức năng của các công cụ SIMATIC.

+ Trợ giúp kiểu mở ra và các thủ thuật về công cụ xếp tầng

   Các trường nhập vào gồm nhiều hộp thoại khác nhau và các thẻ nhiệm vụ sẽ cung cấp phản hồi dưới dạng một hộp thông điệp, hộp này mở ra và cho người dùng biết về phạm vi hay các kiểu của dữ liệu được yêu cầu.

Các phần tử trong giao diện phần mềm cung cấp các thủ thuật về công cụ để giải thích chức năng của phần tử đó. Một vài phần tử, ví dụ các biểu tượng “Open” hay “Save”, không yêu cầu các thông tin bổ sung. Tuy nhiên, một số phần tử cung cấp cơ chế để hiển thị phần miêu tả bổ sung về phần tử đó. Thông tin bổ sung này “xếp tầng” trong một hộp từ thủ thuật về công cụ. (Một mũi tên màu đen kế bên thủ thuật công cụ cho thấy rằng các thông tin thêm là có sẵn.)

Ở xung quanh một phần tử trong giao diện phần mềm hiển thị thủ thuật công cụ. Cách đơn giản để hiển thị thông tin bổ sung là di chuyển con trỏ xung quanh phần thủ thuật công cụ. Một số các thủ thuật công cụ còn cung cấp các kiên kết đến những chủ đề có liên quan trong hệ thống thông tin. Việc nhấp chuột vào liên kết sẽ hiển thị chủ đề xác định.

+ Hệ thống thông tin 

    Phần mềm STEP 7 Basic cung cấp các thông tin trực tuyến toàn diện và hệ thống trợ giúp miêu tả tất cả các sản phầm SIMATIC mà người dùng đã cài đặt. Hệ thống thông tin còn bao gồm các thông tin tham khảo và các ví dụ. Để hiển thị hệ thống thông tin, người dùng chọn từ các điểm truy xuất sau:

• Từ kiểu xem Portal, lựa chọn cổng Start và nhấp chuột vào lệnh “Help”.
• Từ kiểu xem Project, lựa chọn lệnh “Show help” trong trình đơn “Help”.
• Từ một thủ thuật công cụ xếp tầng, nhấp vào liên kết để hiển thị thông tin bổ sung về chủ đề đó.

Hệ thống thông tin sẽ mở ra trong một cửa sổ mà không che khuất vùng làm việc.

Nhấp vào nút “Show/hide contents” trên hệ thống thông tin để hiển thị nội dung và tách khỏi cửa sổ trợ giúp. Người dùng có thể thay đổi kích thước của cửa sổ. Sử dụng các thẻ “Contents” hay “Index” để tìm kiếm xuyên suốt hệ thống thông tin theo chủ đề hay từ khóa.

Lưu ý: Nếu chương trình STEP 7 Basic được phóng lớn tối đa, việc nhấp vào nút “Show/hide contents” sẽ không làm tách rời khỏi cửa sổ trợ giúp. Nhấp vào nút “Restore down” để thực hiện việc tách rời. Sau đó người dùng có thể di chuyển và thay đổi kích thước cửa sổ này.

+ Việc in ấn các chủ đề từ hệ thống thông tin

Để in từ hệ thống thông tin, nhấp vào nút “Print” trên cửa sổ trợ giúp.

  Hộp thoại “Print” cho phép người dùng lựa chọn các chủ đề để in. Hãy chắc chắn rằng bảng này hiển thị một chủ đề. Người dùng sau đó có thể lựa chọn bất kỳ chủ đề nào khác để in. Nhấp vào nút “Print” để gửi các chủ đề được chọn đến máy in.

1.6/ Các bảng hiển thị

Do sự trực quan hóa trở thành một thành phần tiêu chuẩn đối với hầu hết các thiết kế máy móc, SIMATIC HMI Basic Panels cung cấp các thiết bị kiểu chạm màn hình dành cho việc điều khiển thuật toán cơ bản và việc giám sát các nhiệm vụ. Tất cả các bảng đều có cấp độ bảo vệ IP65 và chứng nhận CE, UL, cULus và NEMA 4x.

Gồm 4 bảng sau:

• KTP 400 Basic PN
• KTP 600 Basic PN
• KTP 1000 Basic PN
• KTP 1500 Basic PN

2/ Các khái niệm về PLC

2.1/ Sự thực thi chương trình người dùng

CPU hỗ trợ các kiểu khối mã sau đây, cho phép ta tạo ra một cấu trúc hiệu quả cho chưorng trình người dùng:

• Khối tổ chức (OB) xác định cấu trúc chương trình. Một vài OB có trạng thái và các sự kiện khởi động được thiết lập trước, nhưng ta cũng có thể tạo ra các OB với các sự kiện khởi động tùy chỉnh.
• Hàm (FC) và khối hàm (FB) chứa mã chương trình tương ứng với các nhiệm vụ riêng biệt hay với sự kết họp các thông số. Mỗi FC và FB cung cấp một tổ họp các thông số ngõ vào và ngõ ra dành cho việc chia sẻ dữ liệu với khối đang gọi. FB cũng sử dụng một khối dữ liệu (đã gọi một DB tức thòi) có liên quan để duy trì trạng thái của các giá trị giữa sự thực thi mà có thể được sử dụng bởi các khối khác trong chương trình.
• Khối dữ liệu (DB) lưu trữ dữ liệu mà có thể được sử dụng bởi các khối chương trình.

Sự thực thi chương trình người dùng bắt đầu với một hay nhiều hơn các khối tổ chức (OB) khởi động tùy chọn, được thực thi một lần trong lúc đi vào chế độ RUN, và được theo sau bởi một hay nhiều hơn các OB chu kỳ chương trình được thực thi một cách tuần hoàn. OB cũng có thể kết hợp vói một sự kiện ngắt, có thể là một sự kiện ngắt tiêu chuẩn hay một sự kiện lỗi, và thực thi khi nào mà sự kiện tiêu chuẩn hay sự kiện lỗi tương ứng xuất hiện.

Hàm (FC) hay khối hàm (FB) là một khối mã chương trình mà có thể được gọi từ một OB hay từ một FC hay FB khác, xuống đến các cấp độ sau đây:

• 16 từ OB chu kỳ chương trình hay OB khởi động
• 4 từ OB ngắt trì hoãn thời gian, OB ngắt theo chu trình, OB ngắt phần cứng, OB ngắt lỗi thời gian, hay OB ngắt lỗi chẩn đoán.

FC không liên kết với bất kỳ phần nào của khối dữ liệu (DB), trong khi FB được gắn kết một cách trực tiếp đến một DB và sử dụng DB để chuyển tiếp các thông số và lưu trữ các giá trị và các kết quả tạm thời.

Kích thước của chương trình người dùng, của dữ liệu và của sự cấu hình được giới hạn bởi bộ nhớ nạp có sẵn và bộ nhớ làm việc trong CPU. Không có giới hạn nào đối với số lượng các khối được hỗ trợ bên trong lượng bộ nhớ làm việc có sẵn.

Mỗi chu kỳ bao gồm việc ghi các ngõ ra, việc đọc các ngõ vào, việc thực thi các lệnh của chương trình người dùng, và việc thực hiện bảo tri hệ thống hay tiến trình xử lý nền sau. Chu kỳ được nói đến như là một chu kỳ quét hay một lần quét.

Bảng tín hiệu, các module tín hiệu và các module truyền thông được nhận biết và được ghi lại chỉ trong khi nguồn được bật.

Lưu ý:

Việc lắp vào và tháo ra một bảng tín hiệu, các module tín hiệu và moduỉe truyền thông khi có nguồn (thao tác nóng) thì không được hỗ trợ. Chỉ một ngoại lệ là thẻ nhớ SIMATIC, có thể được lắp vào hay lấy ra trong khi CPU đang được cấp nguồn.

Dưới cấu hĩnh mặc định, tất cả các điểm I/O kiểu số và kiểu tương tự được cập nhật một cách đồng bộ với chu kỳ quét bằng cách sử dụng một vùng nhớ bên trong được gọi là ảnh tiến trình. Anh tiến trình chứa một sự chụp nhanh các ngõ vào và ngõ ra vật lý (các điểm I/O trên CPU, trên bảng tín hiệu và trên các module tín hiệu).

2.2/ CPU thực hiện các tác vụ sau đây

• CPU ghi các ngõ ra từ vùng ngõ ra ảnh tiến trình đến các ngõ ra vật lý.

Chu trình này cung cấp logic nhất quán xuyên suốt sự thực thi của các lệnh người dùng đối với trong một chu kỳ đã cho và ngăn chặn sự chập chờn của các điểm ngõ ra, điều mà có thể thay đổi trạng thái nhiều lần trong vùng ngõ ra ảnh tiến trình.

Ta có thể chỉ định khi nào các điểm I/O kiểu số và kiểu tương tự được lưu trữ trong ảnh tiến trình. Nếu ta chèn vào một module trong kiểu xem thiết bị, dữ liệu của nó được đặt trong ảnh tiến trình của CPU S7-1200 (mặc định). CPU thực thi sự thay đổi dữ liệu giữa module và vùng ảnh tiến trình một cách tự động trong suốt việc cập nhật của ảnh tiến trình. Để gỡ bỏ các điểm kiểu số hay kiểu tương tự ra khỏi sự cập nhật tự động ảnh tiến trình, ta lựa chọn thiết bị tương ứng trong Device conííguration, xem thẻ Properties, mở rộng nếu cần để đặt các điểm I/O mong muốn, và sau đó lựa chọn ‘TO addresses/HW identiíĩer”. Sau đó thay đổi mục nhập cho “Process image:” từ “Cyclic PI” sang “—”. Để thêm các điểm trở lại sự cập nhật tự động ảnh tiến trình, thay đổi mục lựa chọn này trở về “Cyclic PI”.

Ta có thể đọc các giá trị ngõ vào và ghi các giá trị ngõ ra ngay lập tức khi một lệnh thực thi. Một lần đọc tức thời sẽ truy xuất đến trạng thái hiện thời của ngõ vào vật lý và không cập nhật vùng ngõ vào ảnh tiến trình, bất chấp dù cho một điểm được cấu hình để được lưu trữ trong ảnh tiến trình. Một lần ghi tức thời đến ngõ ra vật lý sẽ cập nhật cả vùng ngõ ra ảnh tiến trình (nếu một điểm được cấu hình để được lưu trữ trong ảnh tiến trình) và điểm ngõ ra vật lý. Ta nối thêm hậu tố “:P” vào địa chỉ I/O nếu muốn chương trình truy xuất ngay lập tức dữ liệu I/O một cách trực tiếp từ điểm vật lý thay vĩ sử dụng ảnh tiến trình.

2.3/ Cấu hình các thông số khởi động

Ta sử dụng các thuộc tính của CPU để cấu hình cách thức CPU khởi động sau một chu kỳ cấp nguồn.

Lựa chọn khi nào CPU khởi động trong chế độ STOP, chế độ RUN, hay trong chế độ trước đó (ưu tiên chu kỳ cấp nguồn).

2.4/ Các chế độ hoạt động của CPU.

CPU có 3 chế độ hoạt động: chế độ STOP, chế độ STARTUP và chế độ RUN. Các LED trạng thái trên mặt trước của CPU biểu thị chế độ hiện thời của sự vận hành.

• Trong chế độ STOP, CPU không thực thi chương trình nào, và ta có thể tải xuống một đề án.
• Trong chế độ STARTUP, các OB khởi động (nếu có) được thực thi một lần. Các sự kiện ngắt không được xử lý cho đến pha khởi động của chế độ RUN.
• Trong chế độ RUN, chu kỳ quét được thực thi một cách lặp lại. Các sự kiện ngắt có thể xuất hiện và được thực thi tại bất kỳ điểm nào nằm trong pha chu kỳ chương trình.

Ta không thể tải xuống một đề án trong khi đang ở chế độ RUN.

CPU hỗ trợ một sự khởi động lại nóng để đi vào chế độ RUN. Khởi động lại nóng không bao gồm một sự đặt lại bộ nhớ. Tất cả các hệ thống không có khả năng giữ và dữ liệu người dùng đều được khởi chạy tại một sự khởi động lại nóng. Dữ liệu người dùng có khả năng giữ vẫn được giữ nguyên.

Một bộ nhớ đặt lại sẽ xóa tất cả các bộ nhớ làm việc, xóa các vùng nhớ có khả năng giữ và không có khả năng giữ, và sao chép bộ nhớ nạp đến bộ nhớ làm việc. Một sự đặt lại bộ nhớ không xóa đi bộ đệm chẩn đoán hay các giá trị được lưu vĩnh viễn của địa chỉ IP.

Ta có thể chỉ định chế độ bật nguồn của CPU hoàn thảnh với phương pháp khởi động lại bằng cách sử dụng phần mềm lập trình. Biểu tượng cấu hình này xuất hiện trong mục Device Coníìguration đối với CPU đang trong khởi động. Khi nguồn được bật, CPU thực hiện một tuần tự các kiểm tra chẩn đoán bật nguồn và khởi chạy hệ thống. CPU sau đó sẽ đi vào chế độ bật nguồn tương ứng. Tất nhiên các lỗi được phát hiện sẽ ngăn không cho CPU đi vào chế độ RUN. CPU hỗ trợ các chế độ bật nguồn sau đây:

• Chế độ STOP
• Chuyển sang chế độ RUN sau một sự khởi động lại nóng
• Chuyển sang chế độ trước đó sau một sự khởi động lại nóng

Ta có thể thay đổi chế độ vận hành hiện thời bằng cách sử dụng các lệnh “STOP” hay “RUN” từ các công cụ trực tuyến của phần mềm lập trình. Ta cũng có thể bao gồm một lệnh STP trong chương trình để chuyển CPU về chế độ STOP. Điều này cho phép ta dừng sự thực thi chương trình dựa trên logic lập trình.

Trong chế độ STOP, CPU không thực thi chương trình người dùng, và các cập nhật tự động của ảnh tiến trình sẽ không xuất hiện.

Ta có thể tải xuống đề án chỉ khi CPU ở trong chế độ STOP.

2.4.1/ Chế độ RUN

Trong chế độ RUN, CPU thực hiện các tác vụ được thể hiện như trong hình sau đây:

STARTUP

A Xóa vùng nhớ I

B Khởi chạy các ngõ ra cả với giá trị cuối cùng hay giá trị thay thế

C Thực thi các OB khởi động.

D Sao chép trạng thái của các ngõ vào vật lý đến vùng nhớ I

E Lưu trữ bất kỳ các sự kiện ngắt nào vào trong thứ tự để xử lý trong chế độ RUN

F Kích hoạt việc ghi vùng nhớ Q đến các ngõ ra vật lý.

RUN

1. Ghi bộ nhớ Q đến các ngõ ra vật lý.

2. Sao chép trạng thái các ngõ vào vật lý đến vùng nhớ I.

3. Thực thi các OB chu kỳ chưomg trình.

4. Thực hiện các chẩn đoán tự kiểm tra.

5. Xử lý các ngắt và truyền thông trong suốt bất kỳ phần nào của chu kỳ quét.

2.4.2/ Tiến trình khởi động (STARTUP)

Khi trạng thái hoạt động thay đổi từ STOP sang RUN, CPU xóa đi các ngõ vào ảnh tiến trình, khởi chạy các ngõ ra ảnh tiến trình và thực thi các OB khởi động. Bất kỳ việc đọc nào truy xuất đến các ngõ vào ảnh tiến trình bằng các lệnh trong các OB khởi động sẽ đọc giá trị zero hom là giá trị ngõ vào vật lý hiện thời. Do vậy, để đọc trạng thái hiện thời của một ngõ vào vật lý trong suốt chế độ khởi động, ta phải thực hiện một việc đọc tức thời. Các OB khởi động và bất kỳ các FC và FB nào có liên quan sẽ đuợc thực thi tiếp theo. Nếu có nhiều hơn 1 OB khải động tồn tại, mỗi OB đó sẽ được thực thi theo thứ tự số hiệu OB, trong đó số hiệu OB thấp nhất được thực thi đầu tiên.

Mỗi OB khởi động bao gồm thông tin khởi động giúp ta xác định tính họp lệ của các dữ liệu lưu giữ và của đồng hồ giờ trong ngày. Ta có thể lập trình các lệnh bên trong các OB khởi động để kiểm tra các giá ưị khởi động này và để thực hiện thao tác thích họp. Các vùng khởi động sau đây được hỗ trợ bởi các OB khởi động:

2.5/ CPU còn thực hiện các tác vụ sau đây trong suốt quá trình khởi động:

• Các ngắt được sắp thứ tự nhưng không được thực thi trong suốt pha khởi động
• Không có việc giám sát thời gian chu trình nào được thực hiện trong suốt pha khởi động
• Sự cấu hình làm thay đổi các module HSC, PWM và PtP đều có thể được thực hiện trong lúc khởi động
• Sự vận hành thực tế của các module HSC, PWM và PtP chỉ xuất hiện trong chế độ RUN

Sau khi sự thực thi của các OB khởi động đã hoàn thành, CPU đi vào chế độ RUN và thực thi các tác vụ điều khiển trong một chu kỳ quét liên tiếp.

2.5.1/ Việc thực thi chu kỳ quét trong suốt chế độ RUN

Đối với mỗi chu kỳ quét, CPU ghi các ngõ ra, đọc các ngõ vào, thực thi chuơng trình người dùng, cập nhật các module truyền thông, thực hiện các công việc nội dịch (housekeeping) và đáp ứng đến các sự kiện ngắt của người dùng và các yêu cầu truyền thông. Các yêu cầu truyền thông được xử lý một cách định kỳ xuyên suốt quá trình quét.

Các hoạt động này (ngoại trừ các sự kiện ngắt của người dùng) được thực hiện thường xuyên và theo một trật tự tuần tự. Các sự kiện ngắt của người dùng được kích hoạt sẽ được phục vụ vói mức ưu tiên theo trật tự mà chúng xuất hiện.

Hệ thống đảm bảo rằng chu kỳ quét sẽ được hoàn tất trong một chu kỳ thời gian được gọi là thời gian chu trình tối đa, nếu không một sự kiện lỗi thời gian sẽ được sinh ra.

• Mỗi chu kỳ quét bắt đầu bằng việc tìm kiếm các giá trị hiện thời của các ngõ ra kiểu số hay kiểu tưorng tự từ ảnh tiến ừình và sau đó ghi chúng đến các ngõ ra vật lý của CPU, các module SB và SM được cấu hình cho việc cập nhật I/O tự động (cấu hình mặc định). Khi một ngõ ra vật lý được truy xuất bởi một lệnh, cả ảnh tiến trình ngõ ra và bản thân ngõ ra vật lý đều được cập nhật.
• Chu kỳ quét tiếp tục bằng việc đọc các giá trị hiện thòi của các ngõ vào kiểu số hay kiểu tưorng tự từ CPU, các module SB, SM được cấu hình cho việc cập nhật I/O tự động (cấu hình mặc định), và sau đó ghi các giá trị này đến ảnh tiến trình. Khi một ngõ vào vật lý được truy xuất bởi một lệnh, giá trị của ngõ vào vật lý được truy xuất, nhưng ảnh tiến trình ngõ vào không được cập nhật.
• Sau khi đọc các ngõ vào, chương trình người dùng được thực thi từ lệnh đầu tiên cho đến lệnh cuối cùng. Điều này bao gồm tất cả các OB chu kỳ chương trình cộng với tất cả các FC và FB có liên quan của chúng. Các OB chu kỳ chương tình được thực thi theo trật tự của số hiệu OB, trong đó số hiệu OB thấp nhất được thực thi trước tiên.

Việc xử lý các truyền thông xuất hiện một cách định kỳ trong suốt quá trình quét, có thể ngắt sự thực thi chưong trình người dùng.

Các kiểm tra tự chẩn đoán bao gồm cả các kiểm tra định kỳ của hệ thống và các kiểm tra trạng thái module I/O.

Các ngắt có thể xuất hiện trong suốt bất kỳ phần nào của chu kỳ quét, và được điều khiển theo sự kiện. Khi một sự kiện xuất hiện, CPU ngắt chu kỳ quét và gọi OB đã được cấu hình để thực thi sự kiện đó. Sau khi OB hoàn thành việc thực thi sự kiện, CPU khôi phục lại sự thực thi của chương trình người dùng tại điểm ngắt.

2.5.2/ Khối tổ chức (OB)

Các OB điều khiển sự thực thi của chương trình người dùng. Mỗi OB phải có một số hiệu OB duy nhất. Một số số hiệu OB mặc định được đảo ngược dưới giá trị 200. Các OB khác phải được đánh số từ 200 hay lớn hơn.

Các sự kiện riêng biệt trong CPU kích hoạt sự thực thi của một khối tổ chức. Các OB không thể gọi lẫn nhau hay được gọi từ một FC hay FB. Chỉ có một sự kiện khởi động, như là một ngắt chẩn đoán hay một khoảng cách thòi gian, là có thể khởi động sự thực thi của một OB. CPU xử lý các OB theo các lớp ưu tiên tương ứng của chúng, trong đó các OB có mức ưu tiên cao hơn được xử lý trước các OB có mức ưu tiên thấp hơn. Lớp ưu tiên thấp nhất là 1 (đối với chu kỳ chương trình chính), và lóp ưu tiên cao nhất là 27 (đối với các ngắt lỗi thời gian).

OB điều khiển các sự vận hành sau đây:

• Các OB chu kỳ chương trình thực thi một cách tuần hoàn trong khi CPU đang ở chế độ RUN. Khối chính của chương trình là một OB chu kỳ chương trình. Đây là nơi mà ta đặt các lệnh điều khiển chương trình và cũng là nơi ta gọi các khối người dùng bổ sung. Nhiều OB chu kỳ chương trình được cho phép và được thực thi theo thứ tự bằng số. OB 1 là mặc định. Các OB chu kỳ chương trình khác phải được nhận dạng là OB 200 hay lớn hơn.
• Các OB trì hoãn thời gian thực thi tại một khoảng thòi gian dừng được xác định sau một sự kiện, được cấu hình hình bởi lệnh ngắt khởi động (SRT DINT). Thời gian trì hoãn được xác định trong thông số ngõ vào của lệnh mở rộng

SRTDINT. Một OB trì hoãn thời gian ngắt sự thực thi chưomg trình theo chu trình chuẩn khi một thời gian trì hoãn được định trước đã trôi qua. Ta có thể cấu hình tối đa 4 sự kiện ngắt trì hoãn thời gian tại bất kỳ thòi gian nào đã cho, với một OB được cho phép cho mỗi sự kiện trì hoãn thòi gian được cấu hình. OB trì hoãn thời gian phải là từ OB 200 trở lên.

• Các OB ngắt theo chu trình thực thi tại mỗi khoảng thời gian dừng được xác định. Chúng sẽ ngắt sự thực thi chương trình theo chu trình tại khoảng thời gian do người dùng định trước, ví dụ như mỗi 2 giây. Ta có thể cấu hình tói đa 4 sự kiện ngắt theo chu trình, với một OB được cho phép cho mỗi sự kiện ngắt theo chu trình được cấu hình. OB này phải là OB 200 trở lên.
• Các OB ngắt phần cứng thực thi khi sự kiện phần cứng có liên quan xuất hiện, bao gồm các ngưỡng tăng và giảm trên các ngõ vào số tích hợp và các sự kiện HSC. Một OB ngắt phần cứng sẽ ngắt sự thực thi chương trình theo chu trình chuẩn theo phản ứng đến một tín hiệu từ sự kiện phần cứng. Ta xác định các sự kiện trong các thuộc tính của cấu hình phần cứng. Một OB được cho phép cho mỗi sự kiện phần cứng được cấu hình. OB này phải là OB 200 trở lên.

Các OB ngắt lỗi thời gian thực thi ki một lỗi thời gian được phát hiện. Một OB ngắt lỗi thời gian sẽ ngắt sự thực thi chương trình theo chu trình chuẩn nếu thòi gian chu trình tối đa đã bị vượt quá. Thòi gian chu trình tối đa được xác định trong các thuộc tính của PLC. Chỉ có OB 80 là OB được hỗ trợ cho các sự kiện lỗi thời gian. Ta có thể

• Cấu hình thao tác để thực hiện khi không có mặt OB 80: hoặc bỏ qua lỗi hoặc chuyển về STOP.
• Các OB ngắt lỗi chẩn đoán thực thi khi một lỗi chẩn đoán được phát hiện và được báo cáo lại. Một OB chẩn đoán sẽ ngắt sự thực thi chương trình theo chu trình chuẩn nếu một module có khả năng chẩn đoán phát hiện ra một lỗi (nếu sự ngắt lỗi chẩn đoán đã được khởi động cho module). Chỉ có OB 82 là OB được hỗ trợ cho sự kiện lỗi chần đoán. Neu không có OB chẩn đoán nào trong chương trình, ta có thể cấu hình CPU để hoặc bỏ qua lỗi hoặc chuyển về STOP.

2.6/ Các mức ưu tiên và sự sẳp xếp việc thực thi sự kiện.

Việc xử lý của CPU được điều khiển bởi các sự kiện. Các sự kiện kích hoạt các OB ngắt để được thực thi. OB ngắt cho một sự kiện được xác định trong suốt quá trình tạo ra khối, trong mục Device Conííguration hay với một lệnh ATTACH hoặc DETACH. Một số sự kiện xảy ra trên một nền tảng có hệ thống giống như chu kỳ chương trình hay các sự kiện theo chu trình. Các sự kiện khác chỉ xảy ra trong một thời gian ngắn, giống như sự kiện khởi động và các sự kiện trì hoãn thời gian. Một số sự kiện xảy ra khi có một sự thay đổi được kích hoạt bởi phần cứng, ví dụ như một sự kiện ngưỡng trên một điểm ngõ vào hay một sự kiện bộ đếm tốc độ cao. Ngoài ra còn có các sự kiện như sự kiện lỗi chẩn đoán và sự kiện lỗi thời gian chỉ xảy ra khi có một lỗi. Các mức ưu tiên sự kiện, các nhóm và thứ tự ưu tiên được sử dụng để xác định trật tự xử lý đối với các OB ngắt sự kiện.

Sự kiện chu kỳ chương trình xảy ra một lần trong suốt mỗi chu kỳ chương trình (hay chu kỳ quét). Trong suốt chu kỳ chương trình, CPU ghi các ngõ ra, đọc các ngõ vào và thực thi các OB chu kỳ chương trình. Sự kiện chu kỳ chương trình là cần thiết và luôn luôn được kích hoạt. Ta có thể không có các OB chu kỳ chương trình, hoặc có nhiều OB được lựa chọn cho mỗi sự kiện chu kỳ chương trình. Sau khi sự kiện chu kỳ chương trình được kích hoạt, OB chu kỳ chương trình được đánh số thấp nhất (thường là OB 1) sẽ được thực thi. Các OB chu kỳ chương trình khác được thực thi một cách tuần tự, theo trật tự được đánh số, chỉ trong chu kỳ chương trình.

Các sự kiện ngắt theo chu trình cho phép ta cấu hình sự thực thi của một OB ngắt tại một khoảng thời gian được cấu hình. Khoảng thòi gian được cấu hình khi OB được tạo ra và được lựa chọn để trở thanh một OB ngắt theo chu trình. Các sự kiện theo chu trình sẽ ngắt chu kỳ chương trình và thực thi OB ngắt theo chu trình (sự kiện theo chu trình nằm ở nhóm mức ưu tiên cao hơn so với sự kiện chu kỳ chương trình). Chỉ một OB ngắt theo chu trình là

có thể được gắn kèm đến một sự kiện theo chu trình. CPU hỗ trợ 4 sự kiện ngắt theo chu trình. Các OB ngắt theo chu trình có một thuộc tính dịch chuyển pha, vì vậy sự thực thi của các ngắt theo chu trình trong chu kỳ thời gian giống nhau có thể được dịch chỉnh từ một thòi gian khác bởi một độ dịch chỉnh pha.

Sự kiện khởi động xảy ra một lần ữên sự chuyển đổi từ STOP sang RUN và làm cho OB khởi động được thực thi. Nhiều OB có thể được lựa chọn cho sự kiện khởi động. Các OB khởi động được thực thi theo thứ tự đánh số.

Các sự kiện ngắt trì hoãn thời gian cho phép ta cấu hình sự thực thi của một OB ngắt sau khi một thời gian trì hoãn đã trôi qua. Thời gian trì hoãn được xác định với lệnh SRT DINT. Các sự kiện trì hoãn thời gian sẽ ngắt chu kỳ chương trình để thực thi OB ngắt trì hoãn thời gian. Chỉ có một OB ngắt trì hoãn thời gian là có thể được gắn kèm vào một sự kiện trì hoãn thời gian. CPU hỗ trợ 4 sự kiện tri hoãn thời gian.

Các sự kiện ngắt phần cứng được kích hoạt bởi một sự thay đổi trong phần cứng, ví dụ một ngưỡng tăng hay ngưỡng giảm trên một điểm ngõ vào, hay một sự kiện HSC. Có thể có một OB ngắt được lựa chọn cho mỗi sự kiện ngắt phần cứng. Các sự kiện phần cứng được cho phép trong phần Device coníiguration. Các OB được xác định cho sự kiện trong Device coníĩguration hay với một lệnh ATTACH trong chương trình người dùng. CPU hỗ trợ một số sự kiện ngắt phần cứng. Các sự kiện chính xác được dựa ừên kiểu CPU và số lượng các điểm ngõ vào.

Các sự kiện ngắt lỗi chẩn đoán và ngắt lỗi thời gian được kích hoạt khi CPU phát hiện một lỗi. Các sự kiện này nằm ở nhóm mức ưu tiên cao hơn so với các sự kiện ngắt khác và có thể ngắt sự thực thi của các sự kiện trì ngắt phần cứng, ngắt theo chu trình và ngắt trì hoãn thời gian. Một OB ngắt có thể được xác định cho mỗi sự kiện trong các sự kiện ngắt lỗi chẩn đoán và ngắt lỗi thòi gian.

Nhận biết các mức ưu tiên và xếp hàng thực thi sự kiện

Số lượng các sự kiện chờ (xếp hàng) từ một nguồn đơn lẻ được giới hạn bằng cách sử dụng một hàng khác cho mỗi kiểu sự kiện. Dưới sự đạt đến giới hạn của các sự kiện chờ đối với một kiểu sự kiện đã cho, sự kiện tiếp theo sẽ bị mất.

Mỗi sự kiện CPU có một mức ưu tiên liên quan, và các mức ưu tiên được phân loại vào trong các nhóm ưu tiên. Bảng sau đây tóm lược các độ sâu xếp hàng, các nhóm ưu tiên và các mức ưu tiên cho các sự kiện CPU được hỗ trợ.

Lưu ý:

Ta không thể thay đổi việc gán mức ưu tiên hay nhóm ưu tiên và độ sâu xếp hàng

Thông thường, các sự kiện được phục vụ theo thứ tự mức ưu tiên (mức ưu tiên cao nhất trước tiên). Các sự kiện có cùng mức ưu tiên sẽ được phục vụ trên cơ sở “đến trước, phục vụ trước”.