【S7-200 PLC中断处理术】：使用中断指令，提升系统响应速度


参考资源链接：[S7-200 PLC基本指令详解：梯形图、语句表与功能块](https://wenku.csdn.net/doc/6yowtj6k9q?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. S7-200 PLC中断处理概述

## 1.1 PLC中断处理的意义
可编程逻辑控制器（PLC）在现代工业自动化系统中发挥着核心作用。其中，中断处理是PLC响应外部事件，实现任务及时调度和快速响应的关键技术。理解中断处理的工作流程，对于提高自动化系统效率和可靠性至关重要。

## 1.2 S7-200 PLC的特点
作为西门子PLC系列中的一员，S7-200系列以其紧凑的设计、灵活的配置和强大的功能，在中小规模的自动化项目中得到广泛应用。其高效的中断处理能力，能够帮助系统更加快速、精确地执行任务。

## 1.3 中断处理的必要性
在自动化生产线、机器人控制、数据采集等场景中，系统对外部事件的响应时间直接关系到生产的效率和质量。因此，掌握中断处理机制，对于提升PLC控制系统的整体性能至关重要。接下来的章节将深入分析PLC中断处理的各个层面。

# 2. PLC中断基础与理论

## 2.1 PLC中断类型及其原理

### 2.1.1 中断的概念与分类

在现代工业控制系统中，PLC（可编程逻辑控制器）中断是提高系统灵活性和响应速度的关键技术之一。中断可以被理解为一个事件，它临时中断了PLC的正常程序执行流程，并引导PLC转而执行一个中断服务程序（ISR）。这种机制对于需要快速响应外部事件的应用场景尤为重要。

PLC中断类型根据不同的标准有不同的分类方法。按照触发源，中断可以分为硬件中断和软件中断。硬件中断是由外部物理事件（如传感器的触发信号）引起的，而软件中断则是由程序内部条件或指令引起的。

### 2.1.2 中断的触发机制

中断的触发机制涉及中断控制器、中断向量和中断服务程序。当中断事件发生时，中断控制器检测到中断请求并决定是否接受该中断。若中断被接受，根据中断向量（即中断类型与相应的服务程序的映射表）执行对应的中断服务程序。

对于硬件中断，通常通过特定的硬件输入端口接收中断信号。这些信号可以是电平触发（高电平或低电平）或边沿触发（上升沿或下降沿）。软件中断则通过执行特定的中断指令来产生中断信号。

## 2.2 PLC中断与程序执行顺序

### 2.2.1 中断优先级的影响

PLC在处理多个中断时，中断优先级的概念变得非常重要。每个中断根据其性质和紧急程度被赋予一个优先级。通常，具有更高优先级的中断可以打断当前正在执行的低优先级中断服务程序。

在一些PLC系统中，中断优先级可以是固定的，而在其他系统中则可能由用户编程设置。这种优先级机制保证了关键任务的及时响应，但也需要仔细设计，以避免低优先级任务长时间得不到处理。

### 2.2.2 中断程序与主程序的关系

中断程序和主程序之间存在着密切的关系。主程序通常在没有中断请求时顺序执行，而当中断请求发生时，PLC将暂停当前主程序的执行，保存现场（即当前运行环境），并跳转到相应的中断服务程序进行处理。

在中断服务程序执行完成后，系统将根据保存的现场信息恢复主程序的执行，继续未完成的任务。这种机制要求中断服务程序应尽可能短小精悍，以减少对主程序的影响。

## 2.3 中断处理的硬件配置

### 2.3.1 中断输入模块的选择

在进行硬件配置时，首先需要选择合适的中断输入模块。模块的选择应基于实际应用中中断事件的数量和性质。中断模块必须能够处理来自传感器或其他外部设备的中断信号。

市场上不同品牌和型号的PLC中断模块具有不同的特性，如输入电平兼容性、响应时间、集成度等。选择时需考虑是否满足应用需求并确保与现有PLC系统的兼容性。

### 2.3.2 中断信号的物理连接与配置

中断信号的物理连接通常包括电缆、接线端子或现场总线接口等。连接中断信号时，应确保电气连接正确且满足信号传输要求。正确的接地和屏蔽措施也是不可或缺的，以减少电磁干扰对中断信号的影响。

配置中断信号时，还必须正确设置PLC的I/O配置参数，如中断信号识别方式（电平触发或边沿触发）以及中断滤波时间等。所有这些设置都应基于对应用环境和需求的深入了解。

在实际应用中，PLC中断配置不仅涉及软件层面的编程，还涉及硬件层面的连线与调试，因此需要综合考虑系统的整体设计。

# 3. S7-200 PLC中断指令详解

## 3.1 中断允许与禁止指令

### 3.1.1 允许与禁止中断的指令使用

在S7-200 PLC编程中，合理地使用中断允许（ENI）与中断禁止（DISI）指令是保证程序稳定运行的关键。中断允许指令用于开启CPU对于中断的接收，而中断禁止则用于关闭中断处理，防止在处理关键任务时受到干扰。

下面是一个典型的使用示例：

      L     M0.0
      ENI
      // 执行中断处理
      DISI

- `L M0.0`：将标志位M0.0的值加载到累加器中。
- `ENI`：中断允许指令，用于开启中断处理。
- `DISI`：中断禁止指令，用于关闭中断处理。

在处理某些需要确保连续性的任务时，代码块的开始部分应使用`ENI`确保中断能被接受，而在处理结束部分使用`DISI`来防止其他中断在此时干扰程序的执行。需要注意的是，在中断服务程序（ISR）中，通常不使用`ENI`和`DISI`，因为中断是自动被CPU允许的。

### 3.1.2 中断屏蔽的概念及操作

中断屏蔽涉及到对特定中断源的暂时忽略。在S7-200 PLC中，可以通过设置中断屏蔽寄存器（如IM0.0至IM0.7）来实现这一功能。当屏蔽位被设置为1时，对应的中断源被屏蔽，不再触发中断；当屏蔽位被清零时，中断源可以正常触发中断。

      L     M0.1
      S     I0.0     // 设置中断屏蔽位
      R     I0.0     // 清除中断屏蔽位

- `L M0.1`：加载标志位M0.1的值。
- `S I0.0`：设置中断屏蔽位，使得由输入I0.0触发的中断暂时不被CPU接收。
- `R I0.0`：清除中断屏蔽位，使得由输入I0.0触发的中断可以被正常接收。

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