Бергер Ганс. Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL и программируемых контроллеров SIMATIC S7-300/400
Подождите немного. Документ загружается.
3. SIMATIC S7-программа
Automating with STEP 7 in STL and SCL 3 - 45
Автоматизация посредством STEP 7
с использованием STL и SCL
Таблица 3.9 Обзор сложных типов данных
Тип данных Описание Пример
DATE_AND_TIME
Дата и
вре мя
64 бита
DT#1990-01-01-00:00:00.000
DATE_AND_TIME#2168-12-31:23:59:59.999
STRING
Строка
симв олов
Переменная Набор ASCII символов, например, "String 1"
ARRAY Массив Переменная
Набор компонентов одного типа данных;
возможно до 6 размерностей
STRUCT Структур а Переменная
Набор компонентов разного типа данных;
возможно до 6 уровней вложения
3.7.5 Параметрические типы
Параметрические типы - это типы данных для параметров блок ов (см.
табл. 3.10). Размеры данных в таблице соответствуют области памяти,
требуемой для параметров блока (для случая функциональных блоков).
Используйте также
TIMER и COUNTER в таблице символов как типы данных
для таймеров и счетчиков.
Таблица 3.10 Обзор параметрических типов
Тип
пар аметра
Описание Пример фактических адресов
TIMER Таймер 16 битов T 15 или символ
COUNTER Счетчик 16 битов C 16 или символ
BLOCK_FC Функция 16 битов FC 17 или символ
BLOCK_FB
Функциональный
блок
16 битов FB 18 или символ
BLOCK_DB Блок данных 16 битов DB 19 или символ
BLOCK_SDB
Системный блок
данных
16 битов (до сих пор не используется)
POINTER DB указатель 48 битов
Как указат ель: P#M10.0 или P#DB20.DBX22.2
Как адрес: MW 20 или
I
1.0 или символ
ANY ANY указатель 80 битов
Как область: P#DB10.DBX0.0 WORD 20
или любая целая переменная
3. SIMATIC S7-программа
3 - 46
Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7
с использованием STL и SCL
Automating with STEP 7 in STL and SCL 4 - 1
Автоматизация посредством STEP 7
с использованием STL и SCL
Базовые функции
В данной части книг и опис ываются функции языка программирования STL,
представляющие собой "базовые функции" ("basic functionality") STEP 7. Эт и
функции позволят Вам запрограммировать PLC как систему управления,
построенную на контакторах и реле.
Двоичные логические операции (binary logic operations) используются для
моделирования параллельных и последовательных цепей в схема х или для
выполнения функций AND (И) и OR (ИЛИ) в электронных перек лючающих
системах. Использование приема вложения ("комбинирование") функций
делает возможным выполнение сло жных двоичных логических о пераций.
Опе рации с памятью (memory functions) использу ются для со хранения
результата логическ ой операции (RLO - result of logic operation). Та ким
образом, этот результат может быть в дальне йшем проверен и обработан в
другом месте программы.
Функции пересылки (transfer functions) используются для обработки
дискретных значений. Эти функции также использу ются, например, для
передачи таймеру значения времени.
Таймеры (timer) используются для программирования PLC на выполнение
функций включения/выключения, управляемых по времен и, и для
обеспечения функции задержки в переключающих эле кт ронных системах
"electronic switching systems". Таймеры, вс троенные в CPU, позволяют Вам
программировать такие параметры как время ожидания или время контроля
(monitoring time).
Счетчики (counter) двух видов - прямого и обратного счета - используются
для счета в пределах от 0 до 999.
В данной части книги описываются функции, исполь зующие адресн ые
области входов, выходов и мерк еров. Входы и выходы связаны с процессом
или установкой. Меркеры играют роль дополнительных реле, сохраняющих
двоичные состояния. В последующих разделах книги рас сматриваются
другие адресные области, которые могут использоваться в двоичных
логических операциях. Одними из наиболее важных являются биты данны х в
блоках глобальных данны х, а также бит ы данных во временных и статических
локаль ных данных.
Глава 5 "О перации с памятью" (memory functions) содержит примеры
программирования двоичных логических операций и операций с памятью
(memory functions); глава 8 "Функции счетчиков" предоставляет Вашему
вниманию примеры использования таймеров и счетчиков. Каждый пример
содержится в FC функции без параметров.
Базовые функции
4 - 2 Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7
с использованием STL и SCL
4 Двоичн ые логические о перации (binary logic operations)
Функции AND (И), OR (ИЛИ), Exclusive OR (Исключающее ИЛИ);
считывание состояния сигнала "1" и "0"; выполнение двоичны х
логических опера ций; вложение (комб инирование) функций.
5 Операции с памятью (memory functions)
Функции Assign (присвоение), Set (установка) и Reset (сброс); RS-триггер;
проверка наличия фронта сигнала; пример управления ленточным
транспортером.
6 Функции пересылки (transfer functions)
Функции Load (загрузка) и Transfer (выгрузка); фун кции аккумулятора.
7 Таймеры (timer)
Запуск 5 различных типов таймеров; сброс, раз блокировка и считывание
значения таймера; значение времени.
8 Счетчики (counter)
Установка счетчика; прямой и обратный счет; сброс разбло кировка и
считывание значения счетчика ; зн ачение счетчика; пример счетчика
числа деталей.
4. Двоичные логические опе рации
Automating with STEP 7 in STL and SCL 4 - 3
Автоматизация посредством STEP 7
с использованием STL и SCL
4 Двоичные логические операции
В этой главе обсуждаются функции AND (И), OR (ИЛИ), Exclusive OR
(Исключающее ИЛИ), также как и их комбинации для языка
программирования STL. Функции AND (И), OR (ИЛИ), Exclusive OR
(Исключающее ИЛИ) используются для провер ки состояния сигналов
двоичных разрядов и связи их друг с другом.
Двоичный разряд может быть проверен (просканирован ) на наличие сигнала
"1" или "0". С помощью инвертирования результата лог ической операции и
использования комбинации логических операций Вы можете
запрограммировать сложные логические операции без необходи мости
хранения промежуточного результата.
Примеры, показанные в данном разделе, представлены на дискете,
приложенной к данной книге, в библиотеке "STL_Book" в разделе "Basic
Functions" в функциональном блоке FB 104 и в исходном файле Chap_4.
4.1 Структура программируемого контроллера
На рис. 4.1 показана общая схема выполнения двоичной логической
операции. Входной модуль выбирает датчик посредством адреса, например,
датчик на входе I 1.2. CPU проверяет состояние сигнала ("status" - статус )
датчика связывает его на входе блока логической операции с результатом
логической операции, сохра ненным после выполнения логичес кой операции в
предыдущий раз. Результат текущей логической операции (RLO)
запоминается и хр анитс я как "новый результат логической операции". Затем
CPU обрабатывает следующее выражение программы, например,
обеспечивающее сохранение результата логической о перации в специальной
ячейке памяти.
Состояние сигнала (статус)
Состояние (статус) бита эквивалентно состоянию (статус у) его сигнала и
может иметь значения "0" или "1". В SIMATIC S7 состояние сигнала имеет
значение "1" при наличии напряжения на входе, например, ~ 230 В или = 24 В
(в зависимости от модуля); с другой стороны, если напряжение на входе
отсутствует, то состояние сигнала входа соответствует "0".
Выражение, с одержащее оператор проверки (check statement), инициирует
проверку состояния бита. В то же время это выражение содержит правило
логической операции - алгоритм, согласно которому результат проверк и
состояния бита будет сравниваться с сохраненным в процессоре результатом
логической операции. Например выражение:
A I 17.1
проверяет вход I 17.1 на состояние "1" и связ ывает с RLO по логике AND (И).
4. Двоичные логические опе рации
4 - 4 Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7
с использованием STL и SCL
Рис. 4.1 Схема выполнения двоичной логичес кой операции
CPU
Функция Se
t
/
Rese
t
(
Установки/Сб
р
оса
)
Двоичная логическая
опе
р
ация
Меркер хранения резу льтата
логическ ой опера ции
(
RLO memor
y
)
Проверк а
ад
р
еса
Р
езу льта
т
проверки
Состояние
(статус)
Результа
т
л
огической
операции
(RLO)
Входной
модуль
Выходной
модуль
4. Двоичные логические операции
Automating with STEP 7 in STL and SCL 4 - 5
Автоматизация посредством STEP 7
с использованием STL и SCL
Выражение:
ON M 20.5
проверяет меркер M 20.5 на состояние "0" и свя зывает (links) с RLO по
правилу логической операции OR (ИЛИ).
Результат проверки
Строго говоря, CPU не связывает (link) состояние сигнала проверенного бита,
а с корее формирует результат проверки: в случаях проверки на состояние
сигнала "1" результат проверки идентичен состоянию сигнала проверяемого
бита; в случаях проверки на состояние сигнала "0" результат проверки
инвертиру ется относительно состояния сигнала проверяемого бита.
Результат логической операции
Результат логическ ой операции (RLO) - это состояние сигнала в CPU, которое
CPU в дальнейшем использует для обработки двоичн ых сигналов. Результат
логической операции формируетс я и модифицируется с помощью операторов
проверки (check statement). Если RLO имеет значение "1", то это означает,
что ус ловие двоичной логической операции выполнено, если RLO имеет
значение "0", то это означает, что условие двоич ной логической операции не
выполнено. Биты устанавливаются или сбрасываются в соотв етствии с
результатом логической операции.
Логический шаг (logic step)
Так же как можно выделить последовательный шаг в последовательной
системе управления (sequential control system), так и в логической системе
управления (logic control system) можно выделить логический шаг (logic step).
На каждом таком логическом шаг е формируется и оценивается (т.е.
подвергается последующей обработке) результат логической операции.
Логический шаг состоит из в ыражений с операторами проверки (также
наз ываемыми операторами сканирования - "scan statements") и выражений с
условными операторами. Первый оператор проверки, следующий за
условным оператором, называется "первичным опросо м" ("first check").
В нижеследующей схеме логической системы управления выделен
логический шаг:
… …
= Q 4.0 условный оператор (conditional statement)
A I 2.0 первичный опрос (first check)
A I 2.1 оператор проверки (check statement)
… …
A I 1.7 оператор проверки (check statement)
= Q 5.1 условный оператор (conditional statement)
… …
= Q 4.3 условный оператор (conditional statement)
O I 2.6 первая проверка (first check)
O I 2.5 оператор проверки (check statement)
… …
4. Двоичные логические опе рации
4 - 6 Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7
с использованием STL и SCL
Первич ный опрос (First check)
Первый оператор проверки, следую щий за ус ловным оператором, наз ывается
"первичны м опросом" ("first check"). Он имеет особенное значение, потому что
CPU имеет прямой доступ к результату этого оператора, как результату
логической операции. Таким образом "старое значение" ("old") результата
логической операции RLO теряетс я. Первичный опрос всегда соответствует
началу ло гиче ской операции. Правило (алгоритм) первичного опроса (AND
(И), OR (ИЛИ), Exclusive OR (Исключающее ИЛИ)) не играет при этом никакой
роли .
Оператор проверки (Check statement)
Результат логической операци и RLO формируется с помощью операторов
проверки. Эти операторы проверяют сигнал бита на состояние "1" или "0" и
связывают (link) его в соответствии с правилом AND (И), OR (ИЛИ), Exclusive
OR (Исключающее ИЛИ). Затем CPU сохраняет результат данной логической
операции как новый резу льтат логической операции RLO.
На рис. 4.2 показано, как программируетс я проверка сигнала бита на
состояние "1" и "0". В случая х проверки на состояние сигнала "1" результат
проверки идентичен состоянию сигнала проверяемого бита. В случаях
проверки на состо яние сигнала "0" результат пров ерки инвертируется
относительно состояния сигнала проверяемо го бита.
Рис. 4.2 Проверка состояния сигнала "1" и "0"
Условные операторы (Condition statement)
Условные операторы (condition statement) - это такие операторы, выполнение
которых зависит от резуль тата логической операции RLO. Эти операторы
включают операции присвоения (назначения [assign]), установки (set) и
сброса (reset) двоичных разрядов, а также запуск таймеров и счетчиков и т.п.
S1 S2
"1" "0"
"1" "0"
I 1.1 I 1.2
A I 1.1 AN I 1.2
"1" "1"
Оба датчика
активи
р
ованы
S1 S2
"0" "1"
"0" "1"
I 1.1 I 1.2
A I 1.1 AN I 1.2
"0" "0"
Состояние
(
Status
)
Инст
ру
к
ц
ия
(
Instruction
)
П
р
ове
р
ка
(
Check
)
4. Двоичные логические операции
Automating with STEP 7 in STL and SCL 4 - 7
Автоматизация посредством STEP 7
с использованием STL и SCL
Условные операторы (за редким исключением) выполняются, когда результат
логической операции RLO имеет состояние "1", и не выполняются, когда RLO
имеет состояние "0". Условные операторы (за редким исключением) не
влияют на результат логическ ой операц ии RLO, и, таким образом, RLO на
протяжении последовательного выполнения неск ольких операторов остается
неизменным.
Правильный подход в программировани и
Правило (алгоритм) первичного опроса не имеет значения, так как результат
этой проверки берется непосредственно как результат логической операции.
В целях грамотного программирования правило (алгоритм) первичного
опроса должно быть идентично требуемой функции. Например,
последовательность операторов
…
= Q 15.3
O I 18.5 первая AND функция
A I 21.7
= Q 15.4
A I 18.4 вторая AND функция
A I 21.6
= Q 15.5
…
представляет собой две AND-функции, из которых вторая функция (в которой
обе проверки имеют лог ику AND) запрограммирована более правильным и
более предпочтительным способом.
В случае отдельных операторов проверки, как например, в следующем
фрагменте:
…
= Q 10.0
A I 20.1 присвоение
= Q 10.1 I 20.1 -> Q 10.1
…
функция AND более предпочтительна.
4.2 Элементарные двоичные логические операции
В языке программирования STL используютс я элементарные двоичные
функции AND (И), OR (ИЛИ), Exclusive OR (Исключающее ИЛИ). Эти функции
связаны с проверкой сигнала на состояние "1" и "0".
4. Двоичные логические опе рации
4 - 8 Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7
с использованием STL и SCL
A адрес бита
проверка сигнала на состояние "1" и
комбинирование в соответствии с функцией AND (И)
AN адрес бита
проверка сигнала на состояние "0" и
комбинирование в соответствии с функцией AND (И)
O адрес бита
проверка сигнала на состояние "1" и
комбинирование в соответствии с функцией OR (ИЛИ)
ON адрес бита
проверка сигнала на состояние "0" и
комбинирование в соответствии с функцией OR (ИЛИ)
X адрес бита
проверка сигнала на состояние "1" и
комбинирование в соответствии с Exclusive OR (Исключающее ИЛИ)
XN адрес бита
проверка сигнала на состояние "0" и
комбинирование в соответствии с Exclusive OR (Исключающее ИЛИ)
Проверка сигнала на состояние "1" дает результат проверки "1", если
состояние сигнала бита соответствует "1". Проверка сигнала на состояние "0"
дает результат проверки "1", если состояние сигнала бита соответствует "0".
CPU комбинирует результат проверки бита с текущим результатом
логической операции RLO в соответствии с определенной функцией и
формирует новое значение RLO. Если двоичная логическая операция
следует сразу же за операцией с па мятью, результат провер ки вводится в
RLO-бу фер без выполнен ия логической операции.
Число двоичных функций и диапазон их действия теорети чески произвольны.
На практике, однако, ограничения на использование этих функций
накладываются из-за конечных размеров бло ка и рабочей памяти CPU.
4.2.1 Функция AND (И)
Функция AND (И) связывает два двоичных си гнала и возвращает результат
RLO, равный "1", если оба эти сигнала (оба результата проверки) равны "1".
Если функци я AND (И) встречается несколько раз подряд, то для того, чтобы
общий результат RLO был равен "1", нужно, чтобы все промежуточные RLO
были равн ы "1", иначе общий результат будет равен "0". На рис. 4.3 показан