S7-1200 培训课程八—关于OB的说明及使用(入门→精通→工程案例及经验分享)
在西门子 S7-1200 系列 PLC 的TIA Portal编程体系中，组织块（Organization Block，简称 OB）OB 是连接操作系统与用户程序的核心接口，负责控制用户程序的执行流程和响应机制。OB 作为事件驱动的程序块，根据不同的触发条件执行特定的功能，构成了 PLC 程序的基本执行框架理解和掌握各类 OB 的功能特性、执行机制以及实际应用方法，对于开发高效、稳定的 PLC 控制系统至关重要。 西门子 S7-1200 支持多种类型的 OB，包括程序循环 OB、启动 OB、时间中断 OB、延时中断 OB、循环中断 OB、硬件中断 OB、时间错误中断 OB、诊断错误中断 OB 等每种 OB 都有其特定的触发条件、优先级和执行特性，在工业自动化项目中发挥着不可替代的作用
OB是西门子S7系列PLC操作系统与用户程序的接口，操作系统通过时间或事件驱动来调用各OB，达到用户想执行的程序在规定的时间或规定的事件驱动下执行，会很好使用OB和不会很好使用OB的，做出来的程序效果，执行效率也会有很大不同。OB可以调用FB、FC、SFB、SFC。具体可以支持的OB数量，与CPU型号有关。 程序循环 OB（OB1 及≥123）：优先级 1（最低）
时间中断 OB（OB10-OB17）：优先级 2
延时中断 OB（OB20-OB23）：优先级 3-6（OB20 为 3，OB21 为 4，依此类推）
诊断错误中断 OB82：优先级 5
拔出 / 插入模块 OB83：优先级 6
机架或站故障 OB86：优先级 6
循环中断 OB（OB30-OB38）：优先级 7-17（OB30 为 7，OB31 为 8，依此类推）
硬件中断 OB（OB40-OB47）：优先级 16-23（OB40 为 16，OB41 为 17，依此类推）
时间错误中断 OB80：优先级 22
背景组织块 OB90：优先级 29（最高）
在执行机制
当多个 OB 同时触发时，系统按照以下规则处理
高优先级 OB 可以中断低优先级 OB 的执行
同一优先组内的 OB 按优先级由高到低排队依次执行
同一优先级的 OB 按编号由小到大依次执行
7）、其他特殊组织块，包括诊断错误中断组织块、变成错误组织块，具体编号及优先级如下，针对优先级后续会说明，OB类别、编号和优先级如下图。 1）、启动组织块， 在CPU启动（暖启动）时执行一次，如OB100。 可选择多个启动组织块，系统将根据组织块的编号大小顺序依次执行，启动组织块通常用来做出初始化的程序。比如，锅炉除氧脱盐水处理过程，为了确保CPU在重启后各装置处于安全状态，可在OB100中将所有开关阀控制到安全状态，让所有定时器及计数器归零。 2）、循环程序组织块，如OB1，优先级最低，所有其它时间都可以中断它。当CPU完成启动，进入运行状态后，开始循环的执行循环组织块，执行完后，操作系统再次调用执行，循环程序可以有一个或多个循环OB,这些OB的优先级为1，多个循环程序OB，先调用编号小的，依次调用编号大。我们做一个项目至少有一个OB1。 时间中断和循环中断均是由时间来驱动，达到条件，调用相应的OB。 时间中断用于设定在指定时间（日期带时间）触发一次执行的OB。也可设定周期兴触发（可按每分、每小时、每日、每周、每月、月末、每年来处罚一次），此功能当时间间隔比较小时，如需要10ms、100ms、1000ms这些小的时间间隔，我们采用循环中断，若时间间隔比较长，则选用时间中断。 用此功能，可以用于统计班产量、日产量、月产量、年产量。直接在中断内读取累计量，然后获取差值计算可得。 4）、循环中断组织块，OB30~OB38，>=123，是根据设定的时间间隔循环执行的组织块， 使用案例，比如我们要计算一个累计量或系统运行时间统计，瞬时量的单位为吨/小时，我们按100ms计算一次，配置OB35，将其循环时间中断设置为100ms，一小时，包括60*60*10=36000个100ms周期，因此通过在OB35将瞬时量除以36000后，设定一个累计量单元，每个周期进行累加。最后得出的即为累计量。 运用循环中断，使 Q0.0 500ms 输出为 1，500ms 输出为 0，即实现周期为 1s 的方波输出。具体实现过程如下 OB30 中编程，当循环中断执行时，Q0.0 以方波形式输出 同样，在 OB1 中编程调用“SET_CINT”指令，可以重新设置循环中断时间，例如：CYCLE=1s（即周期为2s）；调用“QRY_CINT”指令可以查询中断状态。在“指令->扩展指令->中断->循环中断”中可以找相关指令。也可以设置一个变量，得到不同周期的方波。 比如日常的PID调节，需要按周期性执行，可以在循环中断中进行处理，设定调整周期为3S,具体设定周期依据工艺调整需求，即每3S调用一次PID块，每3S调节输出刷新一次。 延时中断和硬件中断，属于事件类驱动中断，当某一时间发生时调用该中断。 ，经过指定的时间延时后，触发相应的延时中断组织块。延时间中断，可用于一些控制事件调动。 OB响应具有硬件中断能力的模块时间，通过组态定义具体的触发事件，通过硬件中断，提高程序对外部信号变化的响应速度。比如，我们可以应用该功能，实现对现场模拟量监控对象实现超程保护，当监测到对象的测量值大于设定限值时，责关停设备。此功能也可以在程序中采用定时器实现，采用中断时间更精确，此功能在工艺型CPU编程中使用更多,更多用在运动控制的场合。 OB80：时间错误，子啊一个循环内第一次违反循环时间，或者已经请求但未处理的OB数量已经到达组态的限值，则会调用该OB,调用后，可以在内部编写一些提示信息，方便问题查找。 OB82：诊断错误，具有诊断功能的S7-1500模块检测到其他诊断状态发生变化，并相CPU发送诊断请求。 OB83：插拔模块，移除或插入已经组态且未禁用的分布式I/O模块或子模块。 OB86：机架错误，检测到DP主站系统或PROFINET IO系统发生故障；检测到DP从站或I/O设备发生故障；检测到PROFINET智能设备部分单元模块发生故障。 OB121:编程错误组织块，比如超出最大嵌套深度，访问了尚未装载的DB，均会调用该组织块。 OB22：I/O访问出错组织块，如直接访问I/O数据时出错 具有更高优先级的OB可以中断正在执行较低优先级的OB,被中断的组织块将等待，直到高优先级组织块完成运行在继续执行。可相同优先级的组织块，依照编号顺序，直到同优先级的组织块完成后，在继续执行其他编号，如果存在错误，导致部分同优先级组织块没有执行，系统将会调用OB80。如下图，当OB11没有按要求调用一次，则会调用OB80一次，我们可以在OB80中编写提示程序，提示OB11没有备正常调用。 组织块过载原因：当收到优先级较高的OB影响，若系统配置时，设定循环周期比较短，那么有可能造成循环中断程序不能及时处理，这种现象称为组织块过载，如下图。 三、OB优先级管理
在使用 S7-1200 的 OB 时，优先级管理是一个需要特别关注的问题。错误的优先级配置可能导致系统响应延迟、任务丢失甚至系统崩溃。
避免优先级倒置：高优先级 OB 的频繁执行可能导致低优先级 OB”饿死”。例如，如果 OB35（循环中断）的执行时间过长或者周期过短，可能会频繁打断 OB1 的执行，导致主程序的扫描周期延长，影响系统的整体响应速度。因此，在配置循环中断 OB 时，必须确保其执行时间小于设定的循环周期，否则会导致时间错误事件，可能使系统进入停机状态.
合理设置优先级：
在设计 OB 优先级时，应该遵循以下原则：
关键的安全相关任务（如急停处理）应该使用最高优先级
实时控制任务（如运动控制、高速计数）使用较高优先级
周期性数据采集和处理使用中等优先级
非关键的后台任务（如数据记录、通信）使用较低优先级
1. 通用基础OB（两者均支持）
两类CPU均支持程序循环OB、启动OB、延时中断、循环中断、硬件中断、时间错误OB80、诊断错误OB82、插拔模块OB83、机架故障OB86，基础中断与故障OB框架一致，满足常规自动化控制需求。
2. S7-1500独有、S7-1200不支持OB
通用基础OB： （两者均支持）两类CPU均支持程序循环OB、启动OB、延时中断、循环中断、硬件中断、时间错误OB80、诊断错误OB82、插拔模块OB83、机架故障OB86，基础中断与故障OB框架一致，满足常规自动化控制需求。
S7-1500独有、S7-1200不支持OB： 同步错误OB：OB121（编程错误中断）、OB122（访问错误中断），1200无此类同步错误处理机制，编译阶段会直接拦截非法访问，无法下载错误程序。
冗余相关OB： 适配1500R/H冗余CPU，冗余同步、故障切换专用OB，1200无冗余机型，完全不支持
多任务与高级中断OB： 多周期中断。、事件触发同步中断、运动控制专属高阶OB（1200仅基础运动OB，功能受限）。
系统故障OB：OB81（电源故障） 、OB85（优先级错误）、OB87（通信错误）、OB88（过程故障），1200无对应故障触发机制。背景OB扩展：支持多背景OB，1200仅基础OB90，功能单一
启动OB细分差异： S7-1200：仅支持暖启动OB100，无冷启动OB102、热启动OB101，启动类型单一。S7-1500：完整支持暖启动OB100、热启动OB101、冷启动OB102，适配断电恢复、系统重启等复杂场景。
夜雨聆风
