Почему вашему ПЛК необходимо немедленно остановиться? Как использовать прерывания ПЛК

В Siemens эти процедуры называются OB (Outdoor Observation System). В Rockwell Logix они называются задачами. Представьте себе: вы читаете хорошую книгу. Затем звонит телефон. Вы отмечаете страницу. Вы отвечаете на звонок. Закончив, вы сразу же возвращаетесь к книге.

А ПЛК Принцип работы прерывания во многом схож. Процессор на самом деле не “останавливается”. Вместо этого он приостанавливает логику с более низким приоритетом, обрабатывает срочное событие, а затем возвращается к тому месту, где остановился. Тем не менее, время срабатывания зависит от приоритета, типа триггера и загрузки процессора. Быстрая реакция — это реальность. Просто это не волшебство.

Что такое прерывание ПЛК?

Обычные ПЛК часто следуют базовой схеме: обновление выходных сигналов, считывание входных сигналов в память, а затем выполнение пользовательской программы с этими сохраненными значениями. Эта модель хорошо работает для многих машин. Тем не менее, некоторые события происходят слишком быстро для выполнения только основного сканирования.

Именно поэтому производители предлагают аппаратные прерывания, циклические прерывания, прерывания по времени и задачи на основе событий для специальных заданий. В Logix контроллер выполняет одну задачу за раз, а периодическая задача или задача на основе событий может прервать работу с более низким приоритетом, а затем вернуть управление предыдущей задаче.

Почему нам нужно, чтобы они остановились?

Представьте себе быстро вращающееся пильное полотно. Вы хотите поймать датчик Остановитесь в нужном месте. Нельзя позволять себе запоздалую реакцию. Если основная логика занимает слишком много времени, машина может продвинуться дальше, чем вам нужно, прежде чем вы выполните обычную задачу.

Событийно-ориентированный код удобен тем, что выполняется при срабатывании триггера, а не в ожидании следующего полного прохождения обычной логики.

Но вот здесь следует быть внимательным. Не всегда нужен специальный трюк с “немедленным выводом”, чтобы быстро повлиять на реальный мир. В Siemens система может передавать разделы образа процесса вывода, назначенные прерыванию OB, независимо от UPDAT_PO.

В Logix задача обычно обрабатывает выходные данные после завершения, если только вы не отключите эту опцию. Поэтому не стоит предполагать, что обычный выходной тег всегда слишком медленный, и не следует полагать, что одна волшебная инструкция решит все проблемы. Сначала проверьте, как ваш ПЛК обновляет входы/выходы. Затем выберите подходящий метод для вашей платформы.

Разные производители используют разные названия. Siemens S7-1200 использует организационные блоки, такие как блоки аппаратных прерываний и блоки циклических прерываний. Logix использует непрерывные, периодические и событийные задачи.

Цель в обоих случаях одна и та же: реагировать в нужный момент, не заставляя весь контроллер ждать. Однако детали зависят от конкретной марки устройства.

Как использовать функцию прерывания ПЛК?

Честно говоря, это довольно просто, если следовать правилам. Люди часто преувеличивают. Можно не усложнять.

Выберите триггер. Укажите ПЛК, какое событие должно запустить быструю процедуру. Этим триггером может быть изменение цифрового входа, событие движения, событие HSC, обработанный тег или прерывание по времени.

Пишите быстрый код. Делайте этот код коротким и целенаправленным. Если вы добавите лишнюю работу, вы увеличите задержку и повысите риск наложения функций или проблем с таймаутом.

Сбросьте флаг. Во многих случаях система обрабатывает вызов события самостоятельно. Тем не менее, вам может потребоваться сбросить состояние вашего приложения или повторно активировать исходное событие, чтобы следующее событие имело смысл.

Также следите за наложением событий. В Logix, если задача события запускается повторно, пока она еще выполняется, контроллер игнорирует это перекрывающееся срабатывание.

Какие виды прерываний существуют?

Названия меняются от одной марки к другой. Поэтому не стоит считать, что одна маркировка от одного производителя является обязательной для всех ПЛК. Тем не менее, эти три группы дают вам надежную рабочую схему.

Давайте сравним это с оценкой времени выполнения. Точные цифры всегда зависят от процессора, приоритета, частоты срабатывания триггеров и общей нагрузки на программу. Поэтому используйте это как мысленную карту, а не как каменную табличку.

Как видите, разница в скорости может быть огромной. Тем не менее, не существует волшебного времени отклика, подходящего для каждого ПЛК. Дьявол кроется в деталях.

Вы совершаете эти серьёзные ошибки?

Я постоянно сталкиваюсь с этим. Не стоит предполагать, что стандартный таймер IEC будет вести себя в однократном прерывании так же, как в OB1 или в обычном циклическом режиме.

Компания Siemens утверждает, что таймер обновляется только тогда, когда выполняется инструкция таймера или когда код считывает ключевые элементы таймера. Это означает, что аппаратное прерывание или задача обработки событий, которая выполняется один раз за триггер, часто приводит к некорректному или вводящему в заблуждение поведению таймера. Циклическое прерывание или периодическая задача отличаются тем, что они выполняются снова и снова.

Кроме того, не следует писать циклы ожидания, чтобы "дождаться" истечения времени. Это всё равно что давить на газ до упора, пока машина стоит в гараже. Вы тратите время выполнения и навлекаете на себя проблемы. Siemens отмечает, что переполнение буфера сканирования, переполнение очереди и конфликты синхронизации прерываний могут вызывать ошибки по времени. В некоторых случаях повторяющиеся ошибки по времени цикла могут привести к остановке процессора.

Ещё одна серьёзная ошибка — это слишком частое использование прерываний. Не каждый маленький датчик заслуживает того, чтобы его прерывали. Компания Rockwell предупреждает, что каждая дополнительная задача отнимает время контроллера у остальных.

Также предупреждается, что если задача запускается повторно, пока она еще выполняется, контроллер игнорирует это перекрывающееся срабатывание. Поэтому используйте прерывания только тогда, когда они действительно необходимы. В противном случае ваше быстрое решение превратится в медленную и неэффективную работу.