S7-CPU 工作模式的原理

操作模式描述了 CPU 的行為。有下列操作模式：

● STARTUP

● RUN

● STOP

如果 CPU 沒有準備好運行，則它處于以下兩種操作模式之一：

● 斷電，即電源電壓關閉。

● 故障，表示發生了內部錯誤。

如果此“故障”狀態由固件錯誤導致，則將通過CPU 的狀態 LED 指示該狀態。要找出原因，請按以下步驟操作：

– 斷開電源開關，然后再次接通。

– 讀出 CPU 啟動時的診斷緩沖區內容并將需要分析的數據發送給客戶支持。

如果 CPU 沒有啟動，則更換該 CPU。

工作模式轉換

下圖顯示了 S7-1200 CPU 的操作模式和操作模式轉換：

1	STOP	接通電源后，CPU 處于“STOP”模式。然后確定所需的啟動類型并切換到下一操作模式。
2	STOP → STARTUP	如果硬件配置和程序塊一致，則在以下情況下 CPU 將切換到“STARTUP”模式： ● 從編程設備將 CPU 設置為“RUN”模式。 ● “POWER-ON”自動觸發 STARTUP 操作模式后。
3	STARTUP → STOP	在以下情況下 CPU 將返回到“STOP”模式： ● 啟動期間檢測到錯誤。 ● 從編程設備將 CPU 設置為“STOP”模式。 ● 在 STARTUP OB 中執行了 STOP 命令。
4	STARTUP → RUN	如果 STARTUP 成功，CPU 將切換到“RUN”模式。
5	RUN → STOP	在以下情況下 CPU 將返回到“STOP”模式： ● 檢測到阻止繼續處理的錯誤。 ● 從編程設備將 CPU 設置為“STOP”模式。 ● 在用戶程序中執行了 STOP 命令。

“STARTUP”工作模式

STARTUP 模式的原理:

接通 CPU 后，它在開始執行循環用戶程序之前首先執行啟動程序。

通過適當編寫啟動 OB，可以在啟動程序中為循環程序指定一些初始化變量。對啟動 OB 的數量沒有要求。即，可以在用戶程序中創建一個或多個啟動 OB，或者一個也不創建。

啟動特性的參數設置

可以指定 CPU 是否保持在 STOP 模式或者是否在暖啟動。此外，還可以在 CPU 屬性的“啟動”(Startup) 組中設置啟動期間的響應（RUN 或前一模式）。

請注意以下幾點有關“STARTUP”模式的內容：

● 執行啟動 OB。不管選擇哪種啟動模式，已編寫的所有啟動 OB 都會執行。

● 不執行任何基于時間的程序。

● 中斷控制的程序的執行僅限于：

– OB 82（診斷中斷）

● 禁用模塊上的輸出。

● 不更新過程映像；可以對輸入進行直接 I/O 訪問。

暖啟動

功能

在暖啟動期間，所有非保持性位存儲器內容都將刪除并且非保持性數據塊內容將復位為來自裝載存儲器的起始值。將保留保持性位存儲器和保持性 DB 中的內容。

程序執行在調用第一個啟動 OB 時開始。

觸發暖啟動

可以在以下情況下，在編程設備上使用相應的菜單命令觸發“暖啟動”：

● CPU 必須處于“STOP”模式。

● 存儲器復位后

● 在 CPU 處于“STOP”模式時下載一致的程序和一致的硬件配置后。

如果為啟動響應設置了以下參數，則“POWER ON”將觸發“暖啟動”：

● 啟動類型“暖啟動 - RUN”（不管 POWER OFF 前 CPU 所處的操作模式是什么）。

● “暖啟動 - POWER OFF 前的模式”（取決于 POWER OFF 前的 CPU 操作模式。CPU 在此前必須已處于 RUN 模式。）

啟動操作

STARTUP 時 CPU 執行的操作

按執行順序排列的操作	暖啟動時
清除非保持性位存儲器的內容	執行
清除所有位存儲器內容	不執行
清除過程映像輸出	執行
處理啟動 OB	執行
更新過程映像輸入	執行
切換到“RUN”模式后啟用輸出	執行

順序

可以使用以下方法在用戶程序的第一個周期中指定 I/O 輸出的狀態：

● 使用可分配的輸出模塊可以輸出替換值或保持上一個值。

● 在啟動 OB 中為輸出設置默認值。

啟動期間，所有中斷事件都輸入到隊列中，以便隨后可以在 RUN 模式期間處理它們。在RUN 模式下，可隨時處理硬件中斷。

取消 STARTUP

如果啟動期間出錯，則取消啟動且 CPU 保持在“STOP”模式。

在以下情況下，將不會執行啟動或者會取消啟動：

● 如果插入無效的 SD 卡。

● 如果尚未下載硬件配置。

RUN 模式

在“RUN”模式下，執行循環、時間驅動和中斷驅動的程序段：

● 讀取過程映像輸出。

● 讀取過程映像輸入表。

● 執行用戶程序。

只有在“RUN”模式下，才能通過開放式用戶通信在 S7-1200 CPU 間進行主動數據交換。

運行用戶程序

當 CPU 讀取輸入后，循環程序會從第一條指令運行到最后一條指令。

如果已組態最小循環時間，則 CPU 將在最小循環時間用完后結束該循環，即使用戶程序提早完成。

設置的最大循環時間可根據您的需求進行調整。這將確保循環程序在指定時間內完成。在該時間內如果循環程序并未完成，則系統將返回一個時間錯誤。

STOP 模式

在“STOP”模式下，不執行用戶程序。根據參數設置，禁用或響應所有輸出：根據參數中的設置提供替換值或保持上一個值輸出并將受控過程置于安全狀態。

CPU 檢查以下幾點：

● 硬件，例如是否所有模塊均可用

● CPU 的默認設置是否適用，或者參數集是否存在

● 是否滿足所編寫的啟動行為的一般條件

存儲器復位的基礎知識

功能

只有在 STOP 模式下，才能執行 CPU 的存儲器復位。

復位存儲器時，CPU 切換到“初始狀態”。這表示：

● 被刪除工作存儲器中的內容以及保持性和非保持性數據。

● 裝載存儲器內容（代碼和數據塊）隨后復制到工作存儲器。結果，數據塊不再具有當前值而是具有其起始值。

● 終止編程設備/PC 和 CPU 間的現有在線連接。

● 保留診斷緩沖區、時間、IP 地址、硬件配置和激活的強制作業。

原文標題：自整理-CPU運行模式

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責任編輯：haq