Programuojamieji valdikliai loginės automatikos sistemose

PROGRAMUOJAMIEJI VALDIKLIAI LOGINĖS AUTOMATIKOS SISTEMOSE Pir­mą­jį pro­gra­muo­ja­mą­jį lo­gi­nį val­dik­lį (PLV) 1968 me­tais su­kū­rė Ge­ne­ral Mo­tors kom­pa­ni­jos in­ži­nie­rių gru­pė, ieš­ko­da­ma al­ter­na­ty­vių spren­di­mų, ga­lin­čių pa­keis­ti su­dė­tin­gas ir ne­lanks­čias re­li­nes val­dy­mo sis­te­mas. Nau­jo­ji val­dy­mo sis­te­ma, ly­gi­nant ją su re­li­nė­mis sis­te­mo­mis, tu­rė­jo bū­ti: - lanks­ti, leng­vai pro­gra­muo­ja­ma ir per­prog­ra­muo­ja­ma; - ma­žes­nė, pa­ti­ki­mes­nė, pa­pras­tes­nė ir pi­ges­nė eks­plo­a­tuo­ti. Per dau­giau nei tris de­šimt­me­čius, pra­bė­gu­sius nuo pir­mo­jo lo­gi­nio val­dik­lio su­kū­ri­mo, mik­ro­elek­tro­ni­ko­je įvy­ko mil­ži­niš­kas ko­ky­bi­nis šuo­lis, lė­męs spar­tų pro­gra­muo­ja­mų­jų lo­gi­nių val­dik­lių pro­gre­są. Iš es­mės pa­si­kei­tė val­dik­lių pro­gra­ma­vi­mo ir eks­plo­a­ta­vi­mo są­ly­gos. Pa­vyz­džiui, jei iš pra­džių, tau­pant val­dik­lio at­min­tį, ku­riant val­dy­mo pro­gra­mas, daug dė­me­sio bu­vo ski­ria­ma pro­gra­mų op­ti­mi­za­vi­mui, da­bar var­gu ar tai be­tu­ri di­des­nės reikš­mės. Be to, la­bai iš­au­go val­dik­lių funk­ciš­ku­mas. Pir­mie­ji pro­gra­muo­ja­mie­ji lo­gi­niai val­dik­liai bu­vo ku­ria­mi vie­nam tiks­lui – pa­keis­ti griež­tą elek­tro­mag­ne­ti­nių ar elek­tro­ni­nių val­dy­mo sis­te­mų lo­gi­ką lanks­čia pro­gra­muo­ja­ma ir leng­vai per­prog­ra­muo­ja­ma lo­gi­ka. Vė­liau jų vyk­do­mų funk­ci­jų ap­im­tis spar­čiai plė­tė­si: da­bar val­dik­liuo­se pro­gra­muo­ja­mos lai­ko re­lės ir įvy­kių skai­tik­liai, ana­lo­gi­niai ir „fuz­zy“ re­gu­lia­to­riai; val­dik­liai vyk­do vi­sas arit­me­ti­nes skai­čia­vi­mo ope­ra­ci­jas ir ga­li bū­ti sėk­min­gai nau­do­ja­mi su­dė­tin­go­se hie­rar­chi­nė­se pro­ce­sų val­dy­mo, in­for­ma­ci­jos mai­nų ir vi­zu­a­li­za­vi­mo sis­te­mo­se. Pa­gal tarp­tau­ti­nį IEC 1131 stan­dar­tą PLV api­brė­žia­mas kaip „Pra­mo­ni­nė­je ap­lin­ko­je nau­do­ti pri­tai­ky­ta skait­me­ni­nė elek­tro­ni­nė sis­te­ma, tu­rin­ti pro­gra­muo­ja­mą at­min­tį, į ku­rią įra­šo­mos var­to­to­jo val­dy­mo pro­gra­mos, skir­tos spe­ci­fi­nėms lo­gi­nėms, val­dy­mo nuo­sek­lu­mo, lai­ko in­ter­va­lų nu­sta­ty­mo, įvy­kių skai­čia­vi­mo, arit­me­ti­nėms funk­ci­joms re­a­li­zuo­ti ir, pa­si­tel­kus skait­me­ni­nius bei ana­lo­gi­nius įė­ji­mo/iš­ėji­mo mo­du­lius, įvai­riems įren­gi­niams bei pro­ce­sams val­dy­ti“. Šis stan­dar­tu reg­la­men­tuo­tas PLV api­brė­ži­mas liu­di­ja, kad pro­gra­muo­ja­mie­ji lo­gi­niai val­dik­liai – tai uni­ver­sa­liau­sia lo­gi­nių au­to­ma­ti­kos sis­te­mų re­a­li­za­vi­mo prie­mo­nė, ku­ri lei­džia įgy­ven­din­ti prak­tiš­kai vi­sus val­dy­mo už­da­vi­nius. 1. Programuojamųjų valdiklių sandara ir veikimo principas Pro­gra­muo­ja­mie­ji lo­gi­niai val­dik­liai drau­ge su jiems skir­tais iš­ori­niais įren­gi­niais yra su­konst­ruo­ti taip, kad juos bū­tų pa­pras­ta jung­ti į pra­mo­ni­nes val­dy­mo sis­te­mas ir iš­nau­do­ti vi­sas jiems skir­tas funk­ci­jas. PLV funk­ci­nė sche­ma pa­teik­ta 1 pa­veiks­le. 1 pav. Funkcinė valdiklio (su išoriniais įrenginiais) schema Pa­grin­di­niai PLV funk­ci­niai mo­du­liai yra api­brėž­ti punk­ty­ri­ne li­ni­ja. Su iš­ori­niais įren­gi­niais val­dik­lis jun­gia­mas per įė­ji­mo ir iš­ėji­mo mo­du­lius. Įė­ji­mo mo­du­lio pa­skir­tis – trans­for­muo­ti įė­ji­me vei­kian­čius sig­na­lus į lo­gi­nius sig­na­lus, tin­ka­mus ap­do­ro­ti PLV, ir nu­kreip­ti juos į cen­tri­nį val­dy­mo įtai­są. Iš­ėji­mo mo­du­lis vyk­do at­virkš­ti­nę funk­ci­ją. Jis kei­čia PLV su­for­muo­tus lo­gi­nius sig­na­lus į sig­na­lus, tin­ka­mus vyk­dy­mo įtai­sams val­dy­ti. Pas­ta­ruo­ju me­tu nau­do­jant spe­cia­lias ko­mu­ni­ka­ci­jos prie­mo­nes – są­sa­jas, val­dik­liai su­jun­gia­mi su juos val­dan­čiais kom­piu­te­riais ar­ba jun­gia­mi į val­dik­lių sis­te­mas, su­da­ry­da­mi su­dė­tin­gus val­dy­mo sis­te­mų tin­klus. At­ski­rų val­dik­lių jun­gi­mas, kaip ir jų su­jun­gi­mas su val­dan­čiuo­ju kom­piu­te­riu, vyk­do­mas nau­do­jant stan­dar­ti­nes ry­šio sis­te­mas, to­kias kaip Pro­fi­bus, DIN 19 245 ir kt. Šiuo­lai­ki­niai val­dik­liai dėl žy­miai iš­au­gu­sių funk­ci­nių ga­li­my­bių ga­li pa­tys vyk­dy­ti val­dan­čių­jų kom­piu­te­rių funk­ci­jas. Pa­gal tai, kaip cen­tri­nis val­dy­mo įtai­sas yra su­jung­tas su įė­ji­mo/iš­ėji­mo mo­du­liais, PLV ga­li bū­ti skirs­to­mi į kom­pak­ti­nius (įė­ji­mo mo­du­lis, cen­tri­nis val­dy­mo įtai­sas ir iš­ėji­mo mo­du­lis yra vie­na­me kor­pu­se) ar­ba mo­du­li­nius. Mo­du­li­nis PLV ga­li bū­ti kon­fi­gū­ruo­ja­mas in­di­vi­du­a­liai. Prak­tiš­kai rei­ka­lin­gi mo­du­liai mon­tuo­ja­mi spe­cia­lia­me kor­pu­se ir tar­pu­sa­vy­je su­jun­gia­mi per ben­drą ma­gist­ra­lę. Ka­se­ti­niai PLV – tai spe­cia­lus mo­du­li­nių PLV ti­pas, iš­plė­to­tas per pas­ta­ruo­sius ke­le­tą me­tų. Ši Ke­le­tas in­di­vi­du­a­lių spaus­din­to mon­ta­žo bū­du pa­ga­min­tų mo­du­lių mon­tuo­ja­mi stan­dar­ti­nia­me kor­pu­se, tu­rin­čia­me ben­drą in­for­ma­ci­jos mai­nų ma­gist­ra­lę. To­kiu at­ve­ju pats var­to­to­jas ga­li su­si­kom­plek­tuo­ti rei­kia­mos kon­fi­gū­ra­ci­jos val­dy­mo sis­te­mą. PLV kon­struk­ci­ja vi­sa­da tu­ri bū­ti to­kia, kad jis at­lai­ky­tų ti­pi­nės pra­mo­ni­nės ap­lin­kos po­vei­kius, su­si­ju­sius su sig­na­lų ly­giais, tem­pe­ra­tū­ra, drėg­me, mai­ti­ni­mo sro­vės ne­sta­bi­lu­mu ir me­cha­ni­niais po­vei­kiais. 1.1. Centrinis valdymo įtaisas PLV cen­tri­nis val­dy­mo įtai­sas – tai iš es­mės mik­ro­kom­piu­te­ris, ku­rį spe­cia­li ope­ra­ci­nė sis­te­ma pa­ver­čia pro­gra­muo­ja­muo­ju val­dik­liu, spe­cia­liai op­ti­mi­zuo­tu val­dy­mo tech­no­lo­gi­jų už­da­vi­niams spręs­ti. Ne­si­gi­lin­da­mi į cen­tri­nio val­dy­mo įtai­so ar­chi­tek­tū­rą, pa­kal­bė­si­me tik apie pro­gra­mų vyk­dy­mo pro­gra­muo­ja­muo­siuo­se val­dik­liuo­se prin­ci­pą ir su tuo su­si­ju­sius val­dy­mo pro­ble­mų spren­di­mo ypa­tu­mus. Šiuo­lai­ki­nės mik­ro­kom­piu­te­rių sis­te­mos vei­kia pa­gal va­di­na­mą­jį „von–Neu­man“ prin­ci­pą. Pa­gal šį prin­ci­pą pro­gra­ma vyk­do­ma nuo­sek­liai ei­lu­tė po ei­lu­tės, vi­siš­kai ne­pri­klau­so­mai nuo to, ko­kia pro­gra­ma­vi­mo kal­ba ji pa­ra­šy­ta. Nu­si­sto­vė­ju­si pro­gra­mų vyk­dy­mo tvar­ka – iš vir­šaus į apa­čią ir iš kai­rės į de­ši­nę. Įvyk­džius pas­ku­ti­nę ei­lu­tę, kom­piu­te­riuo­se pro­gra­ma už­bai­gia­ma, o pro­gra­muo­ja­muo­se val­dik­liuo­se ji vyk­do­ma cik­liš­kai, t.y. vėl grą­ži­na­ma į pra­džią ir vyk­do­ma iš nau­jo. Pro­gra­mos vyk­dy­mo pro­gra­muo­ja­ma­ja­me val­dik­ly­je sche­ma pa­teik­ta 2 pa­veiks­le. .2 pav. PLV programos vykdymo schema Prieš pra­de­dant vyk­dy­ti pir­mą­ją pro­gra­mos ei­lu­tę, t.y. cik­lo pra­džio­je, pro­ce­so įė­ji­mų bū­se­na įra­šo­ma į tam tik­rą at­min­ties sri­tį, su­for­muo­ja­mas įė­ji­mų len­te­lės at­vaiz­das. Įė­ji­mų bū­se­na ne­si­kei­čia vi­so pro­gra­mos cik­lo me­tu, net­gi tuo­met, kai ji yra pa­kei­čia­ma fi­ziš­kai. Pa­na­šiai ir iš­ėji­mai pro­gra­mos cik­lo me­tu nė­ra nei įjun­gia­mi, nei iš­jun­gia­mi, o jų pa­si­kei­tu­si bū­se­na įra­šo­ma tar­pi­nė­je at­min­ty­je. Taip su­for­muo­ja­mas iš­ėji­mų len­te­lės at­vaiz­das. Tik pa­si­bai­gus cik­lui, vi­si iš­ėji­mai fi­ziš­kai per­jun­gia­mi pa­gal nau­jai su­for­muo­tą iš­ėji­mų len­te­lės at­vaiz­dą. Pro­gra­mos ei­lu­tei vyk­dy­ti cen­tri­nia­me val­dy­mo įtai­se su­gaiš­ta­mas lai­kas, ku­ris, at­si­žvel­giant į PLV ti­pą ir ope­ra­ci­jos po­bū­dį, ga­li keis­tis nuo ke­le­to mik­ro­se­kun­džių iki ke­lių mi­li­se­kun­džių. Lai­kas, rei­ka­lin­gas vie­nam PLV pro­gra­mos cik­lui at­lik­ti įskai­tant ir iš­ėji­mų pa­gal len­te­lės at­vaiz­dą ak­tu­a­li­za­vi­mą, va­di­na­mas cik­lo truk­me. Kuo il­ges­nė pro­gra­ma ir kuo il­giau kon­kre­tus val­dik­lis vyk­do vie­ną pro­gra­mos ei­lu­tę, tuo il­ges­nė cik­lo truk­mė. Apy­tiks­liai val­dik­lių cik­lo truk­mė bū­na tarp 1 ir 100 mi­li­se­kun­džių. Cik­li­nis PLV pro­gra­mos vyk­dy­mas nau­do­jant pro­ce­so at­vaiz­dą ga­li są­ly­go­ti to­kias pa­sek­mes: • trum­pes­ni nei cik­lo truk­mės lai­kas įė­ji­mo sig­na­lai ga­li bū­ti ne­už­fik­suo­ti; • ga­li at­si­ras­ti iki dvie­jų cik­lų truk­mės del­sa nuo sig­na­lo po­vei­kio PLV įė­ji­me iki pa­gei­dau­ja­mos re­ak­ci­jos jo iš­ėji­me Kai ka­da svar­bu cik­lo me­tu tie­sio­giai pri­ei­ti prie PLV įė­ji­mų ar iš­ėji­mų. Dėl to kai ku­rios PLV sis­te­mos lei­džia vyk­dy­ti pro­gra­mas, apei­nant pro­ce­sų at­vaiz­dą. 1.2. Įėjimo modulis PLV įė­ji­mo mo­du­lis – tai mo­du­lis, prie ku­rio jun­gia­mi lo­gi­nius in­for­ma­ci­nius sig­na­lus for­muo­jan­tys pro­ce­so ju­tik­liai, val­dy­mo myg­tu­kai ir ki­ti lo­gi­niai sis­te­mos ele­men­tai, ku­rių sig­na­lus rei­kia per­duo­ti cen­tri­niam val­dy­mo įtai­sui. Įė­ji­mo mo­du­lis vyk­do šias funk­ci­jas: • patikimai atskiria signalų grandines; • suderina valdymo signalų įtampų lygius su loginių signalų lygiais procesoriuje; • apsaugo centrinį valdymo įtaisą nuo išorinių įtampų bei triukšmų poveikio. Įėjimo modulio blokinė schema pateikta 3 paveiksle. 3 pav. Įėjimo modulio blokinė schema Pa­grin­di­nė šiuo­lai­ki­nių įė­ji­mo mo­du­lių gran­dis – tai op­ti­nė po­ra, švie­sos sig­na­lu per­duo­dan­ti į cen­tri­nį val­dy­mo įren­gi­nį įė­ji­me vei­kian­tį sig­na­lą. Ji elek­triš­kai at­ski­ria įė­ji­mo sig­na­lus for­muo­jan­čias val­dy­mo gran­di­nes nuo lo­gi­nių val­dik­lio gran­di­nių ir ap­sau­go jaut­rią elek­tro­ni­ką nuo ne­leis­ti­no iš­ori­nių sig­na­lų įtam­pos pa­di­dė­ji­mo. Šiuo­lai­ki­nės op­ti­nės po­ros ga­ran­tuo­ja ap­sau­gą nuo maž­daug iki 5 kV am­pli­tu­dės vir­šį­tam­pių. Įvai­rūs PLV ga­min­to­jai, siek­da­mi pa­ti­ki­mai ap­ri­bo­ti sig­na­lus, nau­do­ja ar­ba nuo­sek­liai įjung­tus sta­bi­lit­ro­nus, ar­ba ati­tin­ka­mą kie­kį nuo­sek­liai su­jung­tų dio­dų ir op­ti­nių po­rų. Įė­ji­mo gran­di­nės nuo jų įė­ji­me vei­kian­čių pra­mo­ni­nių trik­džių (triukš­mų) ap­sau­go­mos ap­sau­gi­niais ek­ra­nais bei fil­truo­jant įė­ji­mo sig­na­lą. Fil­truo­ja­ma įė­ji­me įjung­to­mis RC gran­di­nė­mis ar­ba pro­gra­miš­kai. Ir vie­nu, ir ki­tu at­ve­ju įė­ji­me vei­kian­tis sig­na­las už­del­sia­mas, to­dėl į jį re­a­guo­ja­ma tik tuo­met, jei jis vei­kia pa­kan­ka­mai il­gą lai­ką. Trum­pa­lai­kiai sig­na­lai (triukš­mai) į cen­tri­nį val­dy­mo įtai­są ne­per­duo­da­mi. Prak­tiš­kai tam už­ten­ka pa­ly­gin­ti ne­di­de­lės, ke­lių (120) mi­li­se­kun­džių truk­mės įė­ji­mo sig­na­lo del­sos. Specialiems tikslams, pavyzdžiui, kuriant objektų pozicionavimo sistemas, tokia įėjimo sig­na­lo delsa gali būti pernelyg didelė, tuomet valdikliuose gali būti numatyti specialūs (greiti) įėji­mo kanalai, kuriuose toks įėjimo signalų filtravimas nenaudojamas. 1.3. Išėjimo modulis Iš­ėji­mo mo­du­lis per­duo­da PLV cen­tri­nio val­dy­mo įtai­so su­for­muo­tus sig­na­lus ga­li­niams val­dy­mo sis­te­mos ele­men­tams val­dy­ti. Iš­ėji­mo mo­du­lis vyk­do to­kias funk­ci­jas: • su­de­ri­na cen­tri­nio val­dy­mo įtai­so su­for­muo­tų lo­gi­nių sig­na­lų ly­gius su ga­li­nių val­dy­mo sis­te­mos ele­men­tų val­dy­mo sig­na­lų ly­giais ; • su­stip­ri­na sig­na­lų ga­lią iki rei­kia­mo ga­li­niams val­dy­mo sis­te­mų ele­men­tams val­dy­ti ly­gio; • ap­sau­go iš­ėji­mo mo­du­lius nuo trum­pų­jų jun­gi­mų ir per­kro­vų. Šie tiks­lai pa­sie­kia­mi dviem iš es­mės skir­tin­gais bū­dais – nau­do­jant re­li­nius ar­ba elek­tro­ni­nius iš­ėji­mo laips­nius. Nau­do­jant iš­ėji­mo gran­di­nė­se re­les, re­a­li­zuo­ja­mos prak­tiš­kai vi­sos iš­ėji­mo mo­du­lio funk­ci­jos. Re­lių kon­tak­tai ir jų ri­tės yra elek­triš­kai izo­liuo­ti vie­ni nuo ki­tų; re­lės – tai pui­kūs ga­lios stip­rin­tu­vai, jos itin at­spa­rios per­kro­voms, tik ap­sau­gai nuo trum­pų­jų jun­gi­mų rei­kia pa­pil­do­mų sau­gik­lių. Ne­pai­sant to, į re­lių gran­di­nes nuo­sek­liai jun­gia­mos op­ti­nės po­ros, leng­vi­nan­čios pas­ta­rų­jų vei­ki­mo są­ly­gas ir lei­džian­čios nau­do­ti pa­pras­tes­nes re­les. Sie­kiant pa­di­din­ti iš­ėji­mo mo­du­lio per­jun­gi­mo grei­tį bei pra­il­gin­ti jo dar­bo am­žių, nau­do­ja­mi elek­tro­ni­niai iš­ėji­mo mo­du­liai, ku­rių blo­ki­nė sche­ma pa­teik­ta 4 pa­veiks­le. 4 pav. Išėjimo modulio blokinė schema Ir iš­ėji­mo mo­du­ly­je op­ti­nė po­ra yra svar­biau­sias ele­men­tas, pa­de­dan­tis re­a­li­zuo­ti elek­tro­ni­nių gran­di­nių ap­sau­gą ir su­de­rin­ti įtam­pas. Šiuo­lai­ki­niuo­se mo­du­liuo­se ap­sau­gos nuo trum­pų­jų jun­gi­mų, ap­sau­gos nuo per­kro­vų bei ga­lios stip­ri­ni­mo funk­ci­jas at­lie­ka in­teg­ri­niai mo­du­liai. Ap­sau­ga nuo trum­pų­jų jun­gi­mų įgy­ven­di­na­ma ma­tuo­jant sro­vę, te­kan­čią per ga­lios re­zis­to­rius, ir iš­jun­giant mai­ti­ni­mą įvy­kus trum­pa­jam jun­gi­mui; tem­pe­ra­tū­ros ju­tik­liai nau­do­ja­mi ap­sau­gai nuo per­kro­vų re­a­li­zuo­ti. Dar­ling­to­no ar­ba ga­lios tran­zis­to­ri­nė iš­ėji­mo pa­ko­pa ga­ran­tuo­ja rei­kia­mą iš­ėji­mo ga­lią. Nu­ro­dant iš­ėji­mo mo­du­lio leis­ti­ną­ją iš­ėji­mo ga­lią, rei­kia skir­ti leis­ti­ną at­ski­ro iš­ėji­mo ga­lią ir leis­ti­ną mo­du­lio ko­mu­ta­vi­mo ga­lią. Ko­mu­tuo­ja­mo­ji mo­du­lio ga­lia vi­suo­met kur kas ma­žes­nė už mo­du­lį su­da­ran­čių ko­mu­ta­to­rių ga­lią, ka­dan­gi ga­lios tran­zis­to­riai šil­do vie­nas ki­tą. 1.4. PLV programavimo metodika 5 pav. Valdymo programos kūrimo etapinis modelis Val­dik­lio val­dy­mo pro­gra­ma – svar­bus au­to­ma­ti­nės val­dy­mo sis­te­mos kom­po­nen­tas. Pa­gal val­dik­lio at­min­ty­je įra­šy­tą pro­gra­mą cen­tri­nis val­dy­mo įren­gi­nys ap­do­ro­ja įė­ji­mo mo­du­ly­je vei­kian­čią ir at­min­ty­je įra­šy­tą in­for­ma­ci­ją ir for­muo­ja val­dy­mo po­vei­kius iš­ėji­mo mo­du­lio iš­ėji­me. Pro­gra­ma tu­ri bū­ti sis­te­miš­kai pa­reng­ta, ge­rai struk­tū­ri­zuo­ta bei ap­rū­pin­ta rei­kia­ma do­ku­men­ta­ci­ja. Pro­gra­mo­je ne­tu­ri bū­ti klai­dų, ja tu­ri bū­ti pa­pras­ta nau­do­tis, ji tu­ri bū­ti ne­bran­gi. Val­dy­mo pro­gra­mų kū­ri­mo eta­pi­nis mo­de­lis pa­teik­tas 5 pa­veiks­le. Pro­gra­mos kū­ri­mo pro­ce­dū­ros su­skai­dy­mas į tam tik­rus eta­pus le­mia sis­te­min­gą ir kryp­tin­gą pro­ce­so ei­gą ir lei­džia pa­siek­ti aiš­kių re­zul­ta­tų, ku­riuos prieš die­giant ga­li­ma pa­tik­rin­ti. Pir­ma­ja­me eta­pe su­da­ro­mas tiks­lus ir de­ta­lus val­dy­mo už­da­vi­nio ap­ra­šy­mas. Spe­ci­fi­nis, kaip ga­li­ma la­biau for­ma­li­zuo­tas val­dy­mo sis­te­mos funk­ci­jų ap­ra­šy­mas lei­džia iš­veng­ti bet ko­kių kon­flik­ti­nių si­tu­a­ci­jų, pa­ša­lin­ti klai­din­gus ar ne­iš­sa­mius funk­cio­na­vi­mo są­ly­gų api­brė­ži­mus. Šio eta­po tiks­las ga­li bū­ti kon­kre­čios sis­te­mos GEM­MA mo­de­lio su­da­ry­mas. Taip api­brė­žia­ma pro­ce­so val­dy­mo sis­te­mos mak­rost­ruk­tū­ra. Ant­ra­ja­me eta­pe plė­to­ja­ma spren­di­mo kon­cep­ci­ja pir­ma­ja­me eta­pe nu­sta­ty­tų są­ly­gų pa­grin­du. Pa­si­rink­ta­sis spren­di­mo me­to­das tu­ri nu­ma­ty­ti gra­fi­nį, pro­ce­so ei­gą at­spin­din­tį val­dy­mo sis­te­mos funk­ci­jų ir vei­ki­mo ap­ra­šy­mo bū­dą neat­si­žvel­giant į jos tech­ni­nę re­a­li­za­ci­ją. Šiuos rei­ka­la­vi­mus ati­ti­na me­cha­niz­mų ju­de­sių diag­ra­mos bei IEC 848 stan­dar­tu reg­la­men­tuo­tos SFC diag­ra­mos. Kai val­dy­mo už­da­vi­nys su­dė­tin­gas, spren­di­mas struk­tū­ri­zuo­ja­mas į at­ski­rus pro­gra­mi­nius mo­du­lius. Šia­me eta­pe tu­ri bū­ti pa­rink­tas ne tik val­dik­lis, bet ir vi­si pro­ce­sui val­dy­ti rei­ka­lin­gi iš­ori­niai įren­gi­niai bei įtai­sai. Tai svar­bu dėl to, kad nuo ga­li­nių val­dy­mo sis­te­mos įtai­sų cha­rak­te­ris­ti­kų (mo­nos­ta­bi­lūs, bis­ta­bi­lūs, tri­jų pa­dė­čių) pri­klau­so val­dy­mo pro­gra­mos struk­tū­ra. Pri­rei­kus nu­sta­to­ma val­dy­mo pro­gra­mai re­a­li­zuo­ti rei­ka­lin­gos at­min­ties ap­im­tis, už­ra­šo­mos at­min­ties ir vyk­dy­mo įtai­sų val­dy­mo lo­gi­nės lyg­tys. Iš es­mės, šia­me eta­pe su­pro­jek­tuo­ja­ma pro­ce­so val­dy­mo sis­te­ma, ku­ri vė­liau ga­li bū­ti re­a­li­zuo­ta tiek apa­ra­ti­nė­mis prie­mo­nė­mis, tiek pro­gra­miš­kai. Tre­čia­ja­me eta­pe ra­šo­ma val­dik­lio val­dy­mo pro­gra­ma. At­si­žvel­giant į už­da­vi­nio su­dė­tin­gu­mą ir val­dik­lio ga­li­my­bes, pa­si­ren­ka­ma vie­na ar ki­ta pro­gra­ma­vi­mo kal­ba. Pas­ta­ruo­ju me­tu plin­ta IEC 1131-3 stan­dar­tu reg­la­men­tuo­tos val­dik­lių pro­gra­ma­vi­mo kal­bos. Var­to­to­jų pa­to­gu­mui stan­dar­tu ap­ro­buo­tos dvi gra­fi­nės (kon­tak­ti­nių sche­mų ir funk­ci­nių blok­diag­ra­mų), dvi teks­ti­nės (ko­man­dų są­ra­šo ir struk­tū­ri­zuo­to teks­to) ir vie­na miš­rios struk­tū­ros (nuo­sek­lių­jų funk­ci­nių diag­ra­mų) pro­gra­ma­vi­mo kal­bos. Kai sis­te­mos val­dy­mo al­go­rit­mas api­brėž­tas pa­gal IEC 848 stan­dar­tą su­da­ry­ta SFC diag­ra­ma, jei tik lei­džia val­dik­lio ga­li­my­bės, pa­to­giau­sia nau­do­tis spe­cia­liai tam pri­tai­ky­ta nuo­sek­lių­jų funk­ci­nių diag­ra­mų (SFC) pro­gra­ma­vi­mo kal­ba. Jei už­da­vi­nys nė­ra itin su­dė­tin­gas ir var­to­to­jas ge­rai su­si­pa­ži­nęs su kon­tak­ti­nių ar be­kon­tak­čių lo­gi­nių sis­te­mų sche­mo­tech­ni­ka, pa­tar­ti­na rink­tis kon­tak­ti­nių sche­mų (LD – lad­der diag­ram) ar funk­ci­nių blok-diag­ra­mų (FBD) pro­gra­ma­vi­mo kal­bas. Jei pro­gra­muo­to­jas nė­ra lo­gi­nių val­dy­mo sis­te­mų sche­mo­tech­ni­kos spe­cia­lis­tas, jis ga­li rink­tis asem­ble­rio ti­po teks­ti­nę ko­man­dų są­ra­šo (IL – in­struc­tion list) pro­gra­ma­vi­mo kal­bą. Aukš­to ly­gio struk­tū­ri­zuo­to teks­to (ST – struc­tu­red tekst) pro­gra­ma­vi­mo kal­ba sa­vo struk­tū­ra ar­ti­ma al­go­rit­mi­nei Pa­scal pro­gra­ma­vi­mo kal­bai ga­li bū­ti nau­do­ja­ma ma­te­ma­ti­niu pa­grin­du su­da­ry­toms pro­gra­moms, pa­vyz­džiui, val­dy­mo al­go­rit­mus ap­ra­šan­tiems mo­du­liams kur­ti. Visais atvejais sudarytosios valdymo programos ar jų dalys prieš naudojamos turi būti išban­dytos. Tai leidžia aptikti ir pašalinti klaidas dar pradiniame sistemų kūrimo etape. Ketvirtajame etape tikrinama automatinės valdymo sistemos ir valdomojo įrenginio tarpu­savio sąveika. Kai uždavinys sudėtingas, patartina sistemą derinti sistemingai, žingsnis po žings­nio. Naudojant šį metodą, tiek pačios sistemos, tiek ir programos klaidos lengvai nustatomos ir pašalinamos. 2. Programuojamųjų loginių valdiklių resursai ir bendrieji programavimo elementai Svar­biau­si PLV ga­li­my­bes api­bū­di­nan­tys re­sur­sai yra jo įė­ji­mai (I), iš­ėji­mai (Q) ir at­min­tis (M). Tik per įė­ji­mus val­dik­lis ga­li pri­im­ti iš­ori­nę in­for­ma­ci­ją, tik per sa­vo iš­ėji­mus jis ga­li lem­ti to­les­nę pro­ce­so ei­gą. Jei nė­ra pa­pil­do­mų nu­ro­dy­mų, šie sim­bo­liai reiš­kia tik bi­na­ri­nius įė­ji­mus/iš­ėji­mus ar at­min­ties ele­men­tų ląs­te­les, va­di­na­mas vė­lia­vė­lė­mis. Jei lei­džia val­dik­lio ga­li­my­bės, ga­li bū­ti ope­ruo­ja­ma ir di­des­niais kaip vie­no bi­to (BO­OL) re­sur­sais, pa­vyz­džiui, bai­tais (BY­TE) ar­ba žo­džiais (WORD). To­kiu at­ve­ju pro­gra­muo­jant rei­kia nu­ro­dy­ti duo­me­nų ti­pą. 2.1. Kintamųjų adresavimas Kai ku­rie val­dik­lių kin­ta­mie­ji yra tie­sio­giai su­sie­ti su apa­ra­tū­riš­kai pri­ei­na­mais val­dik­lio įė­ji­mais, iš­ėji­mais ir at­min­ties ele­men­tais. Fi­zi­nės ir lo­gi­nės šių kin­ta­mų­jų po­zi­ci­jos yra val­dik­lių ga­min­to­jų ati­tin­ka­mai nu­sta­ty­tos. Pro­gra­muo­jant ga­li­ma tie­sio­giai kreip­tis šių kin­ta­mų­jų ad­re­sais. Ad­re­suo­jant tie­sio­giai, prieš ati­tin­ka­mo re­sur­so žy­mė­ji­mą de­da­mas sim­bo­lis . Pa­vyz­džiui, sim­bo­lių rin­ki­niu %IX12 ar­ba %I12 pro­gra­muo­ja­mas dvy­lik­to­jo įė­ji­mo bi­to ad­re­sas; sim­bo­lių rin­ki­niu %IW5 – penk­to­jo įė­ji­mo žo­džio ad­re­sas, sim­bo­lių rin­ki­niu %QB8 – aš­tun­ta­sis iš­ėji­mo bai­tas, o sim­bo­lių rin­ki­nių %MW27 – dvi­de­šimt sep­tin­ta­sis at­min­ties žo­dis. Tie­sio­gi­nį kin­ta­mų­jų ad­re­sa­vi­mą ga­li­ma tai­ky­ti tik pro­gra­mo­se. Kad pro­gra­miš­kai or­ga­ni­zuo­tos funk­ci­jos ar funk­ci­niai blo­kai (stan­dar­ti­nės pa­prog­ra­mės) iš­lik­tų ne­pri­klau­so­mi nuo val­dik­lio ti­po ir juos bū­tų ga­li­ma kuo pla­čiau pa­nau­do­ti, jie pro­gra­muo­ja­mi tai­kant sim­bo­li­nius ad­re­sus. Sim­bo­li­nis ad­re­sas ar­ba iden­ti­fi­ka­to­rius su­da­ro­mas pa­si­tel­kiant di­dži­ą­sias ar­ba ma­žą­sias lo­ty­niš­kas rai­des, skai­čius ar apa­ti­nius brūkš­ne­lius. Iden­ti­fi­ka­to­rius vi­sa­da tu­ri pra­si­dė­ti rai­de ar brūkš­ne­liu. Apa­ti­nis brūkš­ne­lis ga­li bū­ti pa­nau­do­tas no­rint pa­da­ry­ti iden­ti­fi­ka­to­rių leng­viau su­pran­ta­mą. Pa­vyz­džiui, iden­ti­fi­ka­to­riai Stop_var ir Stop­var yra skir­tin­gi, o iden­ti­fi­ka­to­riai Stop­var ir STOP­VAR – vie­no­di. 2.2. Duomenų pateikimas IEC 1131 stan­dar­tas api­brė­žia įvai­rių ti­pų duo­me­nų pa­tei­ki­mo bū­dus. Be lo­gi­nius kin­ta­muo­sius (BO­OL) api­bū­di­nan­čių skait­me­nų 0 ir 1, ga­li bū­ti ope­ruo­ja­ma svei­kai­siais skai­čiais, skai­čiais su slan­kiuo­ju kab­le­liu, dve­je­tai­niais, aš­tun­tai­niais, še­šio­lik­tai­niais skai­čiais ir lai­ko in­ter­va­lus, da­tas ir lai­ką žy­min­čiais duo­me­ni­mis. Be to, val­dik­liai ga­li ope­ruo­ti sim­bo­lių se­ko­mis (STRING), ku­rios ga­li bū­ti rei­ka­lin­gos kei­čian­tis in­for­ma­ci­ja, pa­vyz­džiui, tarp val­dik­lių, tarp ki­tų au­to­ma­ti­nės sis­te­mos ele­men­tų ar pro­gra­muo­jant teks­tus, pa­tei­kia­mus val­dy­mo ar vaiz­da­vi­mo įtai­sų dis­plė­juo­se. Įvai­rių duo­me­nų ti­pų są­ra­šas pa­teik­tas 1 len­te­lė­je 1 lentelė Duomenų tipų pavyzdžiai 2.3. Kintamųjų deklaravimas Tai pro­ce­dū­ra, ku­rios me­tu nu­ro­do­mas kin­ta­mo­jo ti­pas, o pa­tys kin­ta­mie­ji su­sie­ja­mi su re­sur­sais. Teks­ti­nė­se pro­gra­ma­vi­mo kal­bo­se (IL ir ST) kin­ta­mie­ji de­kla­ruo­ja­mi pa­na­šiai kaip PASCAL pro­gra­ma­vi­mo kal­bo­je. Gra­fi­nė­je pro­gra­ma­vi­mo kal­bo­je pri­im­ti­na len­te­lės for­ma (IEC 1131 stan­dar­tu ne­apib­rėž­ta). Pro­gra­ma­vi­mo pa­ke­tai pa­pras­tai yra ap­rū­pin­ti spe­cia­lio­mis kin­ta­mų­jų de­kla­ra­vi­mo prie­mo­nė­mis. Toliau pateikiamas duomenų tipo priskyrimo kintamiesiems, juos deklaruojant, pavyzdys: VAR Temp :INT (*Temperatūra *) Rank :BOOL (*Rankinio valdymo vėliavėlė *) Pilnas, Atviras :BOOL (*Vėliavėlės pažymėti „Pilnas“, „Atviras“*) END_VAR Čia ob­jek­to tem­pe­ra­tū­rą at­spin­din­tis kin­ta­ma­sis Temp de­kla­ruo­ja­mas kaip IN­TE­GER ti­po kin­ta­ma­sis ir bus reiš­kia­mas tik svei­kai­siais skai­čiais, o ki­ti kin­ta­mie­ji – Rank, Pil­nas, At­vi­ras de­kla­ruo­ja­mi kaip BO­OL ti­po kin­ta­mie­ji ir ga­lės įgy­ti tik 0 ir 1 reikš­mes. Su­sie­jant kin­ta­muo­sius su re­sur­sais, kin­ta­mie­ji pri­ski­ria­mi vie­nam iš še­šių IEC 1131-3 stan­dar­tu pri­pa­žįs­ta­mų kin­ta­mų­jų ti­po. Kiek­vie­nas ti­pas tu­ri sa­vo rak­ta­žo­dį, ku­riuo pra­si­de­da kin­ta­mo­jo de­kla­ra­ci­ja: VAR_IN­PUT (įė­ji­mo kin­ta­ma­sis), VAR_OUT­PUT (iš­ėji­mo kin­ta­ma­sis), VAR_IN_OUT (įė­ji­mo ir iš­ėji­mo kin­ta­ma­sis), VAR (lo­ka­lus kin­ta­ma­sis), VAR_GLO­BAL (glo­ba­lus kin­ta­ma­sis), VAR_EX­TERN (iš­ori­nis kin­ta­ma­sis). Lo­ka­lūs kin­ta­mie­ji nau­do­ja­mi ne­iš­ei­nan­tiems į iš­orę tar­pi­niams re­zul­ta­tams įvar­dy­ti. Šie kin­ta­mie­ji yra pri­ei­na­mi tik vie­na­me kon­kre­čia­me pro­gra­mos or­ga­ni­za­ci­nia­me mo­du­ly­je. Glo­ba­lie­ji ir iš­ori­niai kin­ta­mie­ji yra pri­ei­na­mi vi­suo­se pro­gra­mos or­ga­ni­za­ci­niuo­se mo­du­liuo­se. 2.4. Kintamųjų inicializavimas La­bai daž­nai svar­bu kin­ta­ma­jam su­teik­ti pra­di­nę reikš­mę. Tai ga­li bū­ti at­lie­ka­ma de­kla­ruo­jant kin­ta­muo­sius, pa­vyz­džiui: VAR_GLOBAL Tuzinas :INT :=12; END_VAR Taip kiek­vie­nam kin­ta­ma­jam ga­li bū­ti su­tei­kia­ma spe­cia­li pra­di­nė reikš­mė. Bū­ti­na, kad pra­de­dant vyk­dy­ti pro­gra­mą vi­si kin­ta­mie­ji tu­rė­tų sa­vo pra­di­nes reikš­mes. Pro­gra­ma­vi­mui pa­leng­vin­ti IEC 1131 stan­dar­tas nu­ma­to pra­di­nes kin­ta­mų­jų reikš­mes, ku­rias jie įgy­ja, jei ne­nu­ro­dy­tos spe­cia­lios pra­di­nės reikš­mės. Ti­pi­nės kin­ta­mų­jų reikš­mės pa­teik­tos 2 len­te­lė­je. 2 lentelė Tipinės pradinės kintamųjų reikšmės 2.5. Programų organizaciniai moduliai Valdiklių programos skaidomos į individualius organizacinius modulius, sudarančius tokius pro­gramos lygius: • programas; • funkcinius blokus; • funkcijas. Ti­pi­niams už­da­vi­niams spręs­ti IEC 1131 stan­dar­tas nu­ma­to dau­gy­bę stan­dar­ti­nių funk­ci­jų ir funk­ci­nių blo­kų. Be to, IEC 1131 stan­dar­tas lei­džia kur­ti ir sa­vas funk­ci­jas bei funk­ci­nius blo­kus. Tai­gi ga­min­to­jai ar­ba var­to­to­jai kon­kre­tiems už­da­vi­niams spręs­ti ga­li kur­ti ori­gi­na­lius mo­du­lius. Funk­ci­jos – tai pro­gra­mi­niai mo­du­liai, ku­rie ga­li for­muo­ti tik vie­ną re­zul­ta­tą (duo­me­nų ele­men­tą). Funk­ci­ja ne­tu­ri in­for­ma­ci­jos apie pra­di­nę bū­se­ną. Tai reiš­kia, kad krei­pian­tis į kon­kre­čią funk­ci­ją su tuo pa­čiu ar­gu­men­tu (įė­ji­mo pa­ra­met­rais), vi­sa­da gau­na­mas tas pats re­zul­ta­tas. Funk­ci­jos ir jų iš­kvie­ti­mo pro­ce­dū­ra, at­si­žvel­giant į pro­gra­ma­vi­mo kal­bą, ga­li bū­ti pa­tei­kia­mos gra­fiš­kai ar­ba teks­tu. Iš­kvie­tus funk­ci­ją rei­kia su­for­muo­ti (pri­jung­ti) vi­sus įė­ji­mus ir iš­ėji­mus. Stan­dar­tas nu­ma­to di­de­lę įvai­ro­vę ti­pi­nių funk­ci­jų, ku­rių pa­ra­met­rai ga­li bū­ti įvai­rių ti­pų kin­ta­mie­ji. Gra­fiš­kai funk­ci­ja yra pa­tei­kia­ma sta­čia­kam­piu. Vi­si įė­ji­mo pa­ra­met­rai nu­ro­do­mi kai­rio­jo­je, o iš­ėji­mo pa­ra­met­rai de­ši­nio­jo­je jo pu­sė­je. Funk­ci­jos pa­va­di­ni­mas įra­šo­mas į sta­čia­kam­pio vi­dų. For­ma­lūs įė­ji­mo pa­ra­met­rai ga­li bū­ti nu­ro­dy­ti vi­di­nė­je sta­čia­kam­pio da­ly­je, prie jo briau­nų. Įė­ji­mo ir iš­ėji­mo kin­ta­mie­ji ga­li pri­klau­sy­ti įvai­rioms duo­me­nų gru­pėms: ANY_NUM (vi­si RE­AL ti­po ir vi­si svei­kų­jų skai­čių – INT, UINT ir t.t. duo­me­nys), ANY_INT (vi­si INT, UINT ir t.t. ti­po duo­me­nys), ANY_RE­AL (vi­si RE­AL ar­ba LRE­AL ti­po duo­me­nys), ANY_BIT (vi­si bi­tų se­kų ti­po duo­me­nys,to­kie kaip BO­OL, BY­TE, WORD ir t.t.) ir kt. Svar­biau­sios stan­dar­ti­nės funk­ci­jos ir jų api­bū­di­ni­mas pa­teik­ti 3 len­te­lė­je. Funk­ci­niai blo­kai – tai pro­gra­mi­niai mo­du­liai, for­muo­jan­tys vie­ną ar ke­lis iš­ėji­mo pa­ra­met­rus. Svar­bi funk­ci­nių blo­kų sa­vy­bė yra ta, kad juos ga­li­ma ko­pi­juo­ti. Kai val­dy­mo pro­gra­mo­je rei­kia pa­nau­do­ti funk­ci­nį blo­ką, pa­gal jo pa­vyz­dį su­ku­ria­ma ko­pi­ja. Tai at­lie­ka­ma de­kla­ruo­jant, t.y. su­tei­kiant funk­ci­niam blo­kui pa­va­di­ni­mą (iden­ti­fi­ka­to­rių). Su­sie­ti su iden­ti­fi­ka­to­riu­mi funk­ci­nio blo­ko ko­pi­jos sta­tu­są (iš­ėji­mo pa­ra­met­rų reikš­mės ir vi­di­niai kin­ta­mie­ji) api­bū­di­nan­tys duo­me­nys lai­ko­mi duo­me­nų ba­zė­je. In­for­ma­ci­ja apie funk­ci­nio blo­ko ko­pi­jos sta­tu­są iš­lie­ka ne­pa­ki­tu­si nuo vie­nos ope­ra­ci­jos iki ki­tos. 3 lentelė Svarbiausios standartinės funkcijos Pavadi-nimas Žymė­jimas Įėjimo signalų tipas Išėjimo signalų tipas Aprašymas Loginės funkcijos AND & ANY_BIT ANY_BIT Visų įėjimų IR operacija OR >1 ANY_BIT ANY_BIT Visų įėjimų ARBA operacija XOR 2k+1 ANY_BIT ANY_BIT Išskirtinis visų įėjimų ARBA NOT ANY_BIT ANY_BIT Inversija Bitų perstūmimo funkcijos SHL IN:ANY_BIT N:ANY_INT ANY_BIT Perstumti IN signalą per n bitų į kairę, atsilaisvinusias pozicijas užpildant nuliais SHR IN:ANY_BIT N:ANY_INT ANY_BIT Perstumti IN signalą per n bitų į dešinę, atsilaisvinusias pozicijas užpildant nuliais ROR IN:ANY_BIT N:ANY_INT ANY_BIT Cikliškai perstumti IN signalą į dešinę per n bitų ROL IN:ANY_BIT N:ANY_INT ANY_BIT Cikliškai perstumti IN signalą į kairę per n bitų Palyginimo funkcijos GT > ANY_BIT ANY_NUM ir kt. BOOL Daugiau GE >= ANY_BIT ANY_NUM ir kt. BOOL Daugiau arba lygu EQ = ANY_BIT ANY_NUM ir kt. BOOL Lygu LE ANY_BIT ANY_NUM ir kt. BOOL Nelygu Aritmetinės funkcijos ADD + ANY_NUM ANY_NUM Sumuoja visų įėjimų signalus MUL * ANY_NUM ANY_NUM Sudaugina visų įėjimų signalus SUB - ANY_NUM ANY_NUM Atima antrojo įėjimo signalą iš pirmojo įėjimo signalo DIV / ANY_NUM ANY_NUM Pirmojo įėjimo signalą dalija iš antrojo įėjimo signalo MOVE : = ANY_NUM ANY_NUM Priskiria įėjimus išėjimams Algebrinės ir trigonometrinės funkcijos ABS ANY_NUM ANY_NUM Nustato absoliučią reikšmę SQRT ANY_NUM ANY_NUM Traukia kvadratinę šaknį LN ANY_NUM ANY_NUM Skaičiuoja natūrinį logaritmą EXP ANY_NUM ANY_NUM Skaičiuoja eksponentės reikšmę SIN ANY_NUM ANY_NUM Skaičiuoja sinusą COS ANY_NUM ANY_NUM Skaičiuoja kosinusą TAN ANY_NUM ANY_NUM Skaičiuoja tangentą ASIN ANY_NUM ANY_NUM Skaičiuoja arcsin (Pagr. reikšmė) ATAN ANY_NUM ANY_NUM Skaičiuoja arccos (Pagr. reikšmė) Nau­do­ja­mi gra­fi­niai ir teks­ti­niai krei­pi­mo­si į funk­ci­nių blo­kų ko­pi­jas al­go­rit­mai. Kreip­tis ga­li­ma tik į de­kla­ruo­tas funk­ci­nių blo­kų ko­pi­jas, nu­ro­dant jų įė­ji­mų pa­ra­met­rus. Gra­fiš­kai funk­ci­niai blo­kai, kaip ir funk­ci­jos, vaiz­duo­ja­mi sta­čia­kam­piais. Jų įė­ji­mo pa­ra­met­rai vaiz­duo­ja­mi iš kai­rės sta­čia­kam­pio pu­sės, o iš­ėji­mo – iš de­ši­nės. Funk­ci­nio blo­ko ko­pi­jos pa­va­di­ni­mas įra­šo­mas sta­čia­kam­pio vi­du­je. For­ma­lių­jų pa­ra­met­rų pa­va­di­ni­mai įra­šo­mi vi­du­je, prie kai­rio­sios ir de­ši­nio­sios sta­čia­kam­pio briau­nų. Ad­re­sa­ci­jai skir­tas iden­ti­fi­ka­to­rius ra­šo­mas virš sta­čia­kam­pio. Kai ku­rių IEC 1131 stan­dar­tu reg­la­men­tuo­tų funk­ci­nių blo­kų są­ra­šas pa­teik­tas 4 len­te­lė­je. 4 lentelė Standartiniai funkciniai blokai Pro­gra­mos su­si­de­da iš bet ko­kios pro­gra­ma­vi­mo kal­bos ele­men­tų ir kon­struk­ci­jų, rei­ka­lin­gų no­ri­mai val­dik­liu val­do­mos ma­ši­nos funk­cio­na­vi­mo tvar­kai ar pa­gei­dau­ja­mam pro­ce­so po­bū­džiui gau­ti. Pro­gra­mų sa­vy­bės la­bai pa­na­šios į funk­ci­nių blo­kų sa­vy­bes. Skir­tin­ga yra tik jų pa­skir­tis. Bū­din­ga, kad tie­sio­giai ad­re­suo­ja­mus kin­ta­muo­sius ga­li­ma nau­do­ti tik pro­gra­mo­se. 3. Grafinės programavimo kalbos Gra­fi­nių pro­gra­ma­vi­mo kal­bų ypa­ty­bė yra ta, kad jos mak­si­ma­liai pri­ar­tin­tos prie įren­gi­nių val­dy­mo sche­mų tech­ni­nės do­ku­men­ta­ci­jos stan­dar­tų. Sa­ky­si­me, FBD pro­gra­ma­vi­mo kal­ba yra vi­siš­kai su­de­rin­ta su tech­ni­nės do­ku­men­ta­ci­jos stan­dar­tu IEC 617, reg­la­men­tuo­jan­čiu elek­tro­ni­nių sche­mų brai­žy­mą, o LD pro­gra­ma­vi­mo kal­ba ati­tin­ka kon­tak­ti­nių re­li­nių sche­mų su­da­ry­mo tech­no­lo­gi­ją. Dėl to šios pro­gra­ma­vi­mo kal­bos yra ypač pa­trauk­lios, kai pro­gra­muo­ja­mo­ji sis­te­ma jau ap­rū­pin­ta tech­ni­ne val­dy­mo sis­te­mos do­ku­men­ta­ci­ja. Pa­vyz­džiui, tai bū­na re­konst­ruo­jant jau vei­kian­čias sis­te­mas, kei­čiant griež­tos lo­gi­kos sis­te­mas pro­gra­muo­ja­mo­mis ir t.t. 3.1. Kon­tak­tų diag­ra­mų (LD) pro­gra­ma­vi­mo kal­ba Šios pro­gra­ma­vi­mo kal­bos ypa­ty­bė yra ta, kad sis­te­mos vei­ki­mo lo­gi­ka mo­de­liuo­ja­ma kon­tak­tų gran­di­nė­mis taip, kaip tai re­a­li­zuo­ja­ma re­li­nė­se–kon­tak­ti­nė­se val­dy­mo sche­mo­se. Ši kal­ba yra ki­lu­si iš kon­tak­ti­nių–re­li­nių gran­di­nių prin­ci­pi­nių sche­mų ir yra ypač pa­ran­ki, kai rei­kia keis­ti į pro­gra­muo­ja­mą lo­gi­ką griež­tos lo­gi­kos re­li­nes sis­te­mas. Kon­tak­tų diag­ra­mų kal­bo­je nau­do­ja­mi ele­men­tai – tai įvai­rių bū­se­nų kon­tak­tai ir re­lių ri­tės. Diag­ra­mos brai­žo­mos ei­lu­tė­mis, ku­rios iš abie­jų pu­sių yra ap­ri­bo­tos mai­ti­ni­mo šal­ti­nio li­ni­jo­mis. 6 pa­veiks­le pa­vaiz­duo­ta ti­pi­nė ei­lu­tės struk­tū­ra. Šia­me pa­vyz­dy­je įė­ji­mo kin­ta­mo­jo I1.5 bū­se­na tie­sio­giai pri­klau­so iš­ėji­mui Q1.1. 6 pav. Eilutės struktūra Svarbiausi LD programavimo kalbos elementai pateikti 7 paveiksle. 7 pav. LD programavimo kalbos elementai LD kal­bo­je kon­tak­tais pro­gra­muo­ja­mi lo­gi­nes val­dy­mo są­ly­gas for­muo­jan­tys kin­ta­mie­ji. Tai ga­li bū­ti bet ku­rie – įė­ji­mo, tar­pi­niai (at­min­ties) ar iš­ėji­mo kin­ta­mie­ji. Nor­ma­liai at­vi­ras kon­tak­tas su­jun­gia­mas ta­da, kai juo mo­de­liuo­ja­mas įė­ji­mo kin­ta­ma­sis įgy­ja reikš­mę ly­gią „1“, o iš­jun­gia­mas, jam įgi­jus reikš­mę ly­gią „0“. Nor­ma­liai už­da­ras kon­tak­tas vei­kia prie­šin­gai – jis iš­jun­gia­mas, lo­gi­niam kin­ta­ma­jam įgi­jus reikš­mę, ly­gią „1“, o su­jun­gia­mas, kai kin­ta­mo­jo reikš­mė tam­pa ly­gi „0“. Fron­tų kon­tak­tai vie­no cik­lo pe­ri­odui su­jun­gia­mi lo­gi­niam kin­ta­ma­jam kei­čiant sa­vo reikš­mę iš „0“ į „1“ (tei­gia­mo fron­to kon­tak­tas) ar­ba iš „1“ į „0“ (ne­igia­mo fron­to kon­tak­tas). Iš­ėji­mo kin­ta­mie­ji mo­de­liuo­ja­mi re­lių ri­tė­mis. Ri­tė su­ak­ty­vi­na­ma ir su ja su­sie­tas iš­ėji­mo kin­­ta­ma­sis įgy­ja „1“ reikš­mę tuo­met, kai jos gran­di­nė­je kon­tak­tais su­mo­de­liuo­ta lo­gi­nė są­ly­ga yra ten­ki­na­ma. In­ver­si­nės re­lės ri­tės at­ve­ju iš­ėji­mo kin­ta­mo­jo reikš­mė in­ver­tuo­ja­ma. Įjun­gi­mą įsi­me­nan­čios re­lės ri­tė S iš­lai­ko įgy­tą­ją „1“ reikš­mę ir po to, kai ją su­ak­ty­vi­nu­si loginė sąlyga nebetenkinama. Išjungimą įsimenančios relės ritė R išsijungia, kai loginės sąlygos rezultatas tampa lygus „1“. Ši ritės būsena palaikoma tol, kol atitinkamas išėjimo kintamasis nebus įjungtas su S komanda. Abi frontų relių ritės P ir S įjungiamos signalui keičiantis iš „0“ į „1“ (teigiamas frontas) arba iš „1“ į „0“ (neigiamas frontas). Svar­biau­sios lo­gi­nės ope­ra­ci­jos IR, AR­BA, NE mo­de­liuo­ja­mos ati­tin­ka­mai su­jun­giant kon­tak­tus. Šių lo­gi­nių funk­ci­jų kon­tak­ti­nės re­a­li­za­ci­jos pa­teik­tos 8 pa­veiks­le. IR funk­ci­ja re­a­li­zuo­ja­ma nuo­sek­liai su­jun­gus du kon­tak­tus (8 a pav.). Iš­ėji­mas Q1.1 su­ak­ty­vi­na­mas tik tuo­met, kai abu įė­ji­mo sig­na­lai I1.4 ir I1.5 yra ak­ty­vūs. Vi­sais ki­tais at­ve­jais iš­ėji­mas Q1.1 yra iš­jung­tas. Lo­gi­nė AR­BA funk­ci­ja re­a­li­zuo­ja­ma kon­tak­tus su­jun­gus ly­giag­re­čiai (8 b pav.). Iš­ėji­mas Q1.2 su­ak­ty­vi­na­mas, kai bent vie­nas iš įė­ji­mų – I1.4 ar­ba I1.5 yra ak­ty­vus ar­ba, kai ak­ty­vūs abu įė­ji­mai. Lo­gi­nę NE funk­ci­ją pa­pras­čiau­sia re­a­li­zuo­ti pa­nau­do­jus nor­ma­liai už­da­rą kon­tak­tą (8 c pav.). 8 pav. Pagrindinės loginės kombinacijos kontaktų diagramose Kon­tak­tų gran­di­nė­mis pa­to­gu mo­de­liuo­ti lo­gi­nes są­ly­gas, ta­čiau jos vi­siš­kai ne­tin­ka, kai rei­kia pro­gra­muo­ti ki­to­kias lo­gi­nes ope­ra­ci­jas, pa­vyz­džiui, įvy­kių skai­čia­vi­mo, del­sos ir pan. Šiam tiks­lui LD pro­gra­ma­vi­mo kal­bo­je ga­li­ma nau­do­ti FBD kal­bos funk­ci­jas ir funk­ci­nius blo­kus. Svar­bu tik, kad šie blo­kai tu­rė­tų lo­gi­nius val­dy­mo įė­ji­mus ir iš­ėji­mus, ku­riais jie jun­gia­mi į kon­tak­tų diag­ra­mas. Kai funk­ci­jos ar funk­ci­niai blo­kai ne­tu­ri lo­gi­nių įė­ji­mų bei iš­ėji­mų (arit­me­ti­nės, al­geb­ri­nės, tri­go­no­met­ri­nės funk­ci­jos), no­rint juos įkom­po­nuo­ti į LD diag­ra­mas, bū­ti­na su­for­muo­ti pa­pil­do­mus lo­gi­nius įė­ji­mus bei iš­ėji­mus EN ir ENO, įjun­gian­čius funk­ci­ją ati­tin­ka­mai ope­ra­ci­jai vyk­dy­ti ir for­muo­jan­čius lo­gi­nius sig­na­lus, kai ati­tin­ka­ma ope­ra­ci­ja sėk­min­gai įvyk­dy­ta. Ku­riant su­dė­tin­gų pro­ce­sų pro­gra­mas ga­li tek­ti at­si­žvelg­ti į lo­gi­nes są­ly­gas ir tam tik­rą pro­gra­mos da­lį pra­leis­ti, t.y. pro­gra­mo­je da­ry­ti šuo­lį. Gra­fi­nė­se pro­gra­ma­vi­mo kal­bo­se ši­tai ga­li bū­ti at­lik­ta įve­dant į pro­gra­mą spe­cia­lų šuo­lio iden­ti­fi­ka­to­rių. LD pro­gra­mos frag­men­tas su už­prog­ra­muo­tu šuo­liu pa­vaiz­duo­tas 9 pa­veiks­le. 9 pav. Programos šuolio programavimas LD kalba Pa­veiks­le pa­teik­ta­me pro­gra­mos frag­men­te, vyk­dant pro­gra­mą, šuo­lis į pro­gra­mos vie­tą pa­žy­mė­tą iden­ti­fi­ka­to­riu­mi Va­riant_1 bus at­lie­ka­mas, jei bus ten­ki­na­ma lo­gi­nė są­ly­ga: %I1.4 AND %I1.5 = TRUE. Jei ši są­ly­ga ne­ten­ki­na­ma, pro­gra­ma į šuo­lio nuo­ro­dą ne­re­a­guo­ja ir vyk­do vi­sas ei­lu­tes, esan­čias tarp pa­veiks­lė­ly­je pa­ro­dy­tų LD ei­lu­čių. Jei są­ly­ga ten­ki­na­ma, tar­pe esan­čios pro­gra­mos ei­lu­tės ne­vyk­do­mos (jos pra­lei­džia­mos) tol, kol cik­liš­kai vyk­dant pro­gra­mą, mi­nė­to­ji są­ly­ga vėl ne­bus ten­ki­na­ma. 4. Tekstinės programavimo kalbos Gra­fi­nės val­dik­lių pro­gra­ma­vi­mo kal­bos su­kur­tos sie­kiant su­da­ry­ti di­džiu­lei au­to­ma­ti­kos ir elek­tro­ni­kos spe­cia­lis­tų ar­mi­jai ge­rai įsi­sa­vi­nu­siai au­to­ma­ti­kos sis­te­mų sche­mo­tech­ni­ką kaip ga­li­ma pa­lan­kes­nes są­ly­gas grei­tai per­ei­ti prie pa­žan­giau­sių au­to­ma­ti­za­vi­mo tech­no­lo­gi­jų, ku­ria­mų pa­nau­do­jant kom­piu­te­ri­nes val­dy­mo ir in­for­ma­ci­jos ap­do­ro­ji­mo prie­mo­nes. Pro­gra­ma­vi­mas gra­fi­ne kal­ba ne­rei­ka­lau­ja spe­cia­laus pa­si­ren­gi­mo. Su­pro­jek­tuo­to­ji au­to­ma­ti­nės sis­te­mos val­dy­mo sche­ma prak­tiš­kai su­tam­pa su ati­tin­ka­ma gra­fi­ne kal­ba su­da­ry­ta pro­gra­ma. Ta­čiau rei­kia pa­ste­bė­ti, kad ne­pai­sant šių pa­trauk­lių sa­vy­bių gra­fi­nės pro­gra­ma­vi­mo kal­bos tu­ri ir tam tik­rų trū­ku­mų. Vi­sų pir­ma jos nė­ra kom­pak­tiš­kos, jų struk­tū­ra la­biau at­spin­di funk­ci­nius ry­šius tarp struk­tū­ri­nių ele­men­tų, o ne lo­gi­nio pro­ce­so veiks­mų se­ką, to­dėl jos nė­ra vaiz­džios. Be to šios kal­bos ne au­to­ma­ti­kos spe­cia­lis­tams yra ir sun­kiai su­pran­ta­mos. Sie­kiant su­da­ry­ti ir ki­tų sri­čių (ypač in­for­ma­ti­kos) spe­cia­lis­tams ly­gias ga­li­my­bes da­ly­vau­ti die­giant au­to­ma­ti­zuo­tas val­dy­mo tech­no­lo­gi­jas, IEC 1131 stan­dar­tu reg­la­men­tuo­tos ir dvi teks­ti­nės pro­gra­ma­vi­mo kal­bos. Tai ne­su­dė­tin­ga ko­man­dų są­ra­šo (IL) kal­ba ir aukš­to ly­gio struk­tū­ri­zuo­to teks­to (ST) kal­ba. 4.1. Struktūrizuoto teksto (ST) kalba Tai aukšto lygio struktūrizuota programavimo kalba, skirta automatizavimo problemoms spręsti. Naudojant šią kalbą, galima programuoti sudėtingus procesus, o tai dažnai būna su­dė­tinga atlikti panaudojus grafines programavimo kalbas. Pagrindiniai ST programavimo kalbos elementai yra pateikti 5 lentelėje. 5 lentelė Struktūrizuoto teksto elementai Teiginys Pavyzdys Priskyrimas := A:=B; CV:=CV+1; Y := COS(X); Funkcinių blokų iškvietimas RS_trig(S:=Klaida,R1:=mygtukas); Sirena :=RS_trig.Q1 Išėjimas iš funkcijos arba iš funkcinio bloko RETURN RETURN Išrinkimo teiginiai IF D:=BB - 4AC; IF D= Daugiau ar lygu > Daugiau Nelygu ) Baigia operatorių grupavimą AND Daugiabitis AND Pavyzdys: IF I1.0 AND I1.1 THEN SET O1.0 OTHRW RESET O1.7 OR Daugiabitis OR Pavyzdys: IF I1.0 OR I1.1 THEN SET O1.0 OTHRW RESET O1.7 EXOR Daugiabitis EXCLUSIVE OR Pavyzdys: IF I1.0 EXOR I1.1 THEN SET O1.0 OTHRW RESET O1.7 TO Naudojamas su LOAD, perduodant pirmo kintamojo turinį antram Pavyzdys: THEN LOAD V500 TO R6 INC Vienbaitinio kintamojo reikšmę padidina vienetu DEC Vienbaitinio kintamojo reikšmę sumažina vienetu N Neigiamas ar loginio 0 (FALSE) nustatymas Pavyzdys: IF N O1.0 THEN SET F1.0 Kai kurie programavimo ypatumai su „Statement List“ Matematinės išraiškos Programuojant gali prireikti įvairių matematinių išraiškų, kurios gaunamos iš loginių lygčių. Žemiau yra parodytas pavyzdys, kaip panaudojama matematinė išraiška programuojant. Pavyzdys: loginės lygties O0.1=(FW0=1234)*(R1≠V0) programinė išraiška: IF ( FW0 = V1234 ) AND ( R1 V0 ) THEN SET O0.1 Kaip ir kitose programavimo kalbose reikia atkreipti dėmesį į korektišką skliaustų panaudojimą, nes nuo to priklauso rezultato reikšmė. 5. Apibendrinimas Val­dik­lių tai­ky­mo lo­gi­nė­se sis­te­mo­se ga­li­my­bių ir stan­dar­ti­nių pro­gra­ma­vi­mo kal­bų ana­li­zė ro­do, jog pro­gra­muo­ja­mie­ji lo­gi­niai val­dik­liai šiuo me­tu yra pa­ti uni­ver­sa­liau­sia lo­gi­nių pro­ce­sų au­to­ma­ti­za­vi­mo prie­mo­nė. Tai pa­tvir­ti­na di­džiu­lės jų funk­ci­nės ga­li­my­bės bei pro­gra­ma­vi­mo prie­mo­nių įvai­ro­vė. Ap­tar­to­sios stan­dar­ti­nės pro­gra­ma­vi­mo kal­bos su­kur­tos taip, kad ten­kin­tų įvai­raus pro­fi­lio spe­cia­lis­tų, dir­ban­čių pro­ce­sų au­to­ma­ti­za­vi­mo sfe­ro­je po­rei­kius. Svar­bu, kad gra­fi­nės (LD ir FBD) ir SFC diag­ra­mų pro­gra­ma­vi­mo kal­bos yra vi­siš­kai pri­ar­tin­tos prie ati­tin­ka­mų do­ku­men­ta­ci­jos ren­gi­mo stan­dar­tų. Dėl to tin­ka­mai su­pro­jek­tuo­tas ir rei­kia­ma do­ku­men­ta­ci­ja ap­rū­pin­tas lo­gi­nes val­dy­mo sis­te­mas ga­li­ma tie­sio­giai pro­gra­muo­ti val­dik­liuo­se, net­gi ne­tu­rint spe­cia­lių pro­gra­ma­vi­mo įgū­džių. Tuo tar­pu teks­ti­nės pro­gra­ma­vi­mo kal­bos, ypač ST kal­ba, pa­trauk­lios au­to­ma­ti­kos sri­ty­je dir­ban­tiems in­for­ma­ti­kos spe­cia­lis­tams.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!