什么是PLC中断程序？什么时候会触发中断程序？

引言

什么是PLC中断程序？PLC中断程序是用来紧急处理特殊事件的程序，有急事它能立马跳出来，比主程序还要优先。

我们可以把中断程序看作一个“紧急插队办事”的机制，下面我们把这个机制拆解得更细致一些。

一、为什么需要中断程序？（核心价值）

1、实时性与高优先级保障：

核心问题：

PLC的主程序（OB1）是循环扫描执行的。它会从头到尾跑一圈，然后立刻从头开始。如果主程序很长，扫描周期（跑一圈的时间）就可能达到几十甚至上百毫秒。

场景举例：

一个高速运动的包装机，需要在产品到达某个精确位置的瞬间进行喷码。这个位置信号可能只持续1毫秒。如果主程序正在执行其他复杂的逻辑运算，等它扫描到处理喷码的指令时，产品早就过去了。

中断的解决方案：

中断程序可以立即响应这个1毫秒的信号，暂停主程序，立刻执行喷码指令，确保动作的精确性和实时性。这是主程序循环扫描模式无法比拟的。

2、系统效率优化：

核心问题：

如果一个任务不需要频繁执行，比如每1小时记录一次生产数据，我们该如何处理？

低效方法：

在主程序里设置一个定时器，每次循环都检查它是否到了1小时。这就像你为了等一个1小时后的电话，每秒钟都看一次手机，浪费了大量的CPU资源。

中断的解决方案：

设置一个定时中断。你告诉PLC：“1小时后叫我，这期间你别管我，干别的活去。”PLC的CPU就可以专注于主程序的其他控制任务，到了1小时，时钟事件会自动“叫醒”CPU，执行数据记录的中断程序。这极大地解放了CPU资源，提高了整体运行效率。

3、处理异步和突发事件：

核心问题：

工业现场充满了不可预测的事件，如急停按钮被按下、传感器突然故障、安全光幕被触发等。这些事件的发生时间点是完全随机的（异步的）。

中断的解决方案：

将这些紧急事件连接到PLC的中断输入点。一旦事件发生，无论主程序在做什么，都会被立即暂停，转而执行对应的中断程序（通常是安全停机、报警等）。这为系统提供了最高级别的安全保障。

二、中断程序的触发条件（分类详解）触发PLC中断程序的4种情况

硬件中断（外部中断）

上升沿/下降沿触发：

信号从0变1（如按钮按下、传感器检测到物体）或从1变0（如按钮松开、物体离开）的瞬间。这是最常用的硬件中断。

您提到的急停按钮：

急停通常是常闭触点，所以触发中断的是下降沿（信号从1变为0），表示线路被断开。

触发源：

PLC特定的数字量输入点（通常是可配置的）。

典型事件：

应用场景：

精确定位、事件捕捉、安全联锁。

定时器中断（内部中断）

循环定时中断：

每隔一个固定的时间间隔（如1ms, 10ms, 100ms）就执行一次。常用于需要周期性执行的任务，如PID控制回路计算、数据采样、与HMI/上位机通信等。

单次定时中断：

设定一个延时，时间到后仅执行一次。

触发源：

PLC内部的时钟。

典型事件：

应用场景：

过程控制、数据记录、通信任务。

高速计数器中断（内部中断）

计数值=预设值：

当编码器或流量计的脉冲计数达到您设定的某个值时触发。例如，送料电机转了1000圈（对应1000个脉冲）。

计数方向改变：

电机从正转变为反转，或反之。

外部复位：

接收到一个外部信号，将计数器清零。

触发源：

PLC内部的高速计数器模块。

典型事件：

应用场景：

长度/位置控制、速度测量、批量计数。

其他类型的中断（补充）

诊断中断：

当PLC自身或其模块（如模拟量输入模块、通信模块）检测到故障时（如断线、超量程），自动触发中断，执行故障处理程序。

通信中断：

当接收到来自其他设备（如另一台PLC、上位机）的特定通信请求或数据时触发。

程序扫描周期中断：

在主程序扫描开始或结束时触发，用于执行一些特殊的初始化或收尾工作。

三、中断程序的执行过程（详细步骤）

分为“暂停-保存-执行-恢复”几个阶段，我们把它具体化：

中断请求：

某个中断事件发生（如传感器信号变化）。

响应中断：

PLC在执行完当前正在执行的指令后，会立即检查是否有中断请求。

如果有，并且该中断未被屏蔽（允许），PLC会立即暂停主程序的执行。

保护现场：

这是至关重要的一步。PLC会像“按了暂停键”一样，将当前主程序的所有关键信息保存到一块专门的内存区域（称为“堆栈”或“中断栈”）。

保存的信息包括：

程序计数器（即主程序下一条该执行的指令地址）、累加器、寄存器、数据块寄存器等所有“工作记忆”。这确保了中断程序执行完后，主程序能无缝衔接，就像什么都没发生过一样。

执行中断服务程序：

PLC根据中断源的类型，找到并跳转到与之对应的中断程序（也称为中断服务程序, ISR）。

执行中断程序中的所有指令。这个过程通常要求尽可能短，以免影响其他中断或主程序的正常运行。

恢复现场：

中断程序执行完毕（通常以RETI或类似指令结束）。

PLC从“堆栈”中取出之前保存的所有信息，恢复到暂停前的状态。

返回主程序：

PLC从被暂停的地方（之前保存的程序计数器指向的地址）继续执行主程序。

四、关键注意事项（进阶知识）

中断优先级：

如果多个中断同时发生，PLC怎么办？PLC的中断系统是有优先级的。例如，硬件中断的优先级通常高于定时中断。PLC会先处理优先级最高的中断，高优先级的中断甚至可以打断正在执行的低优先级中断程序（称为中断嵌套）。

中断屏蔽：

在某些关键代码段，我们不希望被任何中断打扰。可以通过指令**暂时关闭（屏蔽）**所有或部分中断，执行完关键代码后再重新开启。

程序设计原则：

短小精悍：

中断程序应尽可能快地执行完毕。避免在中断程序中使用复杂的计算、长时间的延时或等待指令。

避免冲突：

如果中断程序和主程序会操作同一个变量（如数据块中的某个字），需要特别小心，防止数据被破坏。通常需要通过“互锁”机制来保护共享数据。

五、PLC中断的精髓

把中断程序想象成一个公司的CEO（主程序）正在开一个例行会议（循环扫描），这时突然来了一个紧急电话（中断事件）。CEO会：

暂停会议（暂停主程序）

让秘书记下会议开到哪里（保护现场）

立刻接听紧急电话并处理（执行中断程序）

处理完电话后，让秘书提醒会议之前开到哪里（恢复现场）

继续开会（返回主程序）

这个机制确保了PLC既能高效处理常规任务，又能对紧急和实时性要求高的事件做出秒级甚至毫秒级的响应，是现代工业自动化控制中不可或缺的核心技术。

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