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CPU 的工作模式
CPU 有以下三种工作模式:STOP 模式、STARTUP 模式和 RUN 模式。CPU 前面的状态 LED 指示当前工作模式。
在 STOP 模式下,CPU 不执行程序。您可以下载项目。
在 STARTUP 模式下,执行一次启动 OB(如果存在)。在启动模式下,CPU 不会处理中断事件。
在 RUN 模式,程序循环 OB 重复执行。可能发生中断事件,并在 RUN 模式中的任意点执行相应的中断事件 OB。可在 RUN 模式下下载项目的某些部分。
CPU 支持通过暖启动进入 RUN 模式。暖启动不包括储存器复位。执行暖启动时,CPU 会初始化所有的非保持性系统和用户数据,并保留所有保持性用户数据值。
存储器复位将清除所有工作存储器、保持性及非保持性存储区、将装载存储器复制到工作存储器并将输出设置为组态的“对 CPU STOP 的响应”(Reaction to CPU STOP)。存储器复位不会清除诊断缓冲区,也不会清除保存的 IP 地址值。
可组态 CPU 中“上电后启动”(startup after POWER ON) 设置。该组态项出现在 CPU“设备组态”(Device Configuration) 的“启动”(Startup) 下。通电后,CPU 将执行一系列上电诊断检查和系统初始化操作。在系统初始化过程中,CPU 将删除所有非保持性位 (M) 存储器,并将所有非保持性 DB 的内容复位为装载存储器的初始值。CPU 将保留保持性位 (M) 存储器和保持性 DB 的内容,然后进入相应的工作模式。检测到的某些错误会阻止 CPU 进入 RUN 模式。CPU 支持以下组态选项:
不重新启动(保持为 STOP 模式)
暖启动 - RUN 模式
暖启动 - 断电前的模式
注意 可修复故障可使 CPU 进入 STOP 模式。CPU 因可修复故障或临时故障可能会进入 STOP 模式,前者如可替换信号模块故障,后者如电力线干扰或不稳定上电事件。这种情况可导致财产损失。 如果已将 CPU 组态为“暖启动 - 断电前的模式”(Warm restart - mode prior to POWER OFF),CPU 则在掉电或发生故障前进入工作模式。如果在发生掉电或故障时,CPU 处于 STOP 模式,则 CPU 将在上电时进入 STOP 模式并保持 STOP 模式,直至收到进入 RUN 模式的命令。如果在发生掉电或故障时,CPU 处于 RUN 模式,则在未检测到可禁止 CPU 进入 RUN 模式的条件下,CPU 将在下次上电时进入 RUN 模式。 要使 CPU 在下一次循环上电时返回到 RUN 模式,可将欲独立于 STEP 7 连接而运行的 CPU 组态为“暖启动 - RUN”(Warm restart - RUN)。 |
可以使用编程软件在线工具中的“STOP”或“RUN”命令更改当前工作模式。也可在程序中包含 STP 指令,以使 CPU 切换到 STOP 模式。这样就可以根据程序逻辑停止程序的执行。
在 STOP 模式下,CPU 处理所有通信请求(如果适用)并执行自诊断。CPU 不执行用户程序,过程映像也不会自动更新。
在 STARTUP 和 RUN 模式下,CPU 执行下图所示的任务:
CPU 支持以下类型的代码块,使用它们可以创建有效的用户程序结构:
组织块 (OB) 定义程序的结构。 有些 OB 具有预定义的行为和启动事件,但用户也可以创建具有自定义启动事件的 OB。
功能 (FC) 和功能块 (FB) 包含与特定任务或参数组合相对应的程序代码。 每个 FC 或 FB 都提供一组输入和输出参数,用于与调用块共享数据。 FB 还使用相关联的数据块(称为背景数据块)来保存该 FB 调用实例的数据值。 可多次调用 FB,每次调用都采背景数据块。 调用带有不同背景数据块的同一 FB 不会对其它任何背景数据块的数据值产生影响。
数据块 (DB) 存储程序块可以使用的数据。
用户程序的执行顺序是:从一个或多个在进入 RUN 模式时运行一次的可选启动组织块 (OB) 开始,然后执行一个或多个循环执行的程序循环 OB。还可以将 OB 与中断事件关联,该事件可以是标准事件或错误事件。当发生相应的标准或错误事件时,即会执行这些 OB。
功能 (FC) 或功能块 (FB) 是指可从 OB 或其它 FC/FB 调用的程序代码块,可下至以下嵌套深度:
16(从程序循环 OB 或启动 OB 开始)
6(从任意中断事件 OB 开始)
FC 不与任何特定数据块 (DB) 相关联。FB 与 DB 直接相关并使用该 DB 传递参数及存储中间值和结果。
用户程序、数据及组态的大小受 CPU 中可用装载存储器和工作存储器的限制。对各个 OB、FC、FB 和 DB 块的数目没有特殊限制。但是块的总数限制在 1024 之内。
每个周期都包括写入输出、读取输入、执行用户程序指令以及执行后台处理。该周期称为扫描周期或扫描。
S7‑1200 自动化解决方案可由配备 S7‑1200 CPU 和附加模块的中央机架组成。术语“中央机架”表示 CPU 和关联模块采用导轨或面板式安装。只有在通电时才会对模块(SM、SB、BB、CB、CM 或 CP)进行检测和记录。
不支持通电时在中央机架中插入或拔出模块(热插拔)。切勿在 CPU 通电时在中央机架中插入或拔出模块。
warning
警告
插入或拔出模块的安全要求
在 CPU 通电时在中央机架中插入或拔出模块(SM、SB、BB、CD、CM 或 CP)可能导致不可预知的行为,从而导致设备受损和/或人员受伤。
在中央机架中插入或拔出模块前,请务必切断 CPU 和中央机架的电源并遵守相应的安全预防措施。
可在 CPU 通电时插入或拔出 SIMATIC 存储卡。但在 CPU 处于 RUN 模式时插入或拔出存储卡会使 CPU 进入 STOP 模式。
注意
CPU 处于 RUN 模式时拔出存储卡的风险
在 CPU 处于 RUN 模式时插入或拔出存储卡会使 CPU 进入 STOP 模式,这可能导致受控的设备或过程受损。
只要插入或拔出存储卡,CPU 就立即进入 STOP 模式。在插入或拔出存储卡前,务必确保 CPU 当前未控制任何机器或过程。因此务必要为您的应用或过程安装急停电路。
如果在 CPU 处于 RUN 模式时在分布式 I/O 机架(AS‑i、PROFINET 或 PROFIBUS)中插入或拔出模块,CPU 将在诊断缓冲区中生成一个条目,若存在拔出或插入模块 OB 则执行该 OB,并且默认保持在 RUN 模式。
过程映像更新与过程映像分区
CPU 伴随扫描周期使用内部存储区(即过程映像)对本地数字量和模拟量 I/O 点进行同步更新。过程映像包含物理输入和输出(CPU、信号板和信号模块上的物理 I/O 点)的快照。
可组态在每个扫描周期或发生特定事件中断时在过程映像中对 I/O 点进行更新。也可对 I/O 点进行组态使其排除在过程映像的更新之外。例如,当发生如硬件中断这类事件时,过程可能只需要特定的数据值。通过为这些 I/O 点组态映像过程更新,使其与分配给硬件中断 OB 的分区相关联,就可避免在过程不需要持续更新时,CPU 于每个扫描周期中执行不必要的数据值更新。