Valdikliai

1.Tipinė programuojamo valdiklio techninės įrangos schema IEC1131 standartas nustato tipinę pateikiamą valdiklio struktūrą, kurioje valdiklis vaizduojamas konkrečias užduotis vykdančiais funkciniais blokais. Kiekvieno valdiklio branduolį sudaro signalų perdirbimo funkcijos. Operacinės sistemos valdoma taikomoji programa, naudodama įvedamų signalų ir tarpinių skaičiavimų reikšmes, valdiklio atmintyje suformuoja išvedamų į vykdiklius signalų reikšmes. Signalų įvedimo/išvedimo funkcijos pakeičia daviklių signalus į formą, tinkamą tolesniems apskaičiavimams, ir apskaičiuotas valdymo signalų reikšmes pakeičia į formą, tinkamą išvedimui į vykdiklius. Komunikacijų funkcijos - tai valdiklio duomenų mainai su išoriniais prietaisais (PC, robotais, aptarnavimo pultais ir t.t.) bei kitais valdikliais. Žmogaus -mašinos interfeisas leidžia operatoriui stebėti ir , keičiant parametrus, atlikti valdomojo proceso korektūras. Norėdamas atlikti pakeitimus taikomojoje programoje, operatorius turi pasinaudoti programavimo, derinimo ir testavimo priemonėmis. 2.Valdiklio programinės įrangos struktūra. Valdiklio programavimo sistemos pagrindinės dedamosios vaizduojamos paveikslėlyje.IEC 1131 standartas nepateikia jokių nurodymų apie programavimo sistemą. Jis tik nustato, kokia turi būti taikomosios programos sintaksė. Kad standartas nenustato įrankių architektūros - tai jo privalumas. Antraip tai stabdytų valdiklių technikos pažangą. Tačiau standarto trūkumas tas, kad jis nenustato programų saugojimo formato, kuriuo skirtingų tipų valdikliai galėtų keistis programomis. Siekdama pašalinti šį programų mobilumo stabdį, PLCopen organizacija kuria bendrą failų mainų formatą. 3.Valdiklių programavimo paketų pagrindiniai uždaviniai ir jų tipai Vertinant egzistuojančias valdiklių programavimo sistemas, galima išskirti tris pagrindinius jų tipus: Programavimo sistemas su lygiagrečia kontrole. Šio tipo sistemose integruotas duomenų bankas, kuriame saugomi duomenų tipai ir jų atributai. Pvz., čia saugoma kintamojo duomenų tipas - ar jis skirtas duomenų įvedimui, ar išvedimui. Be to, šiose sistemose yra duomenų bankas, kuriame saugomi funkcijų ir funkcinių blokų prototipai, į kuriuos darbo metu galima nuolat kreiptis. Tokios sistemos taikomosios programos rašymo metu nuolat tikrina sintaksės ir logikos teisingumą. Išvedami perspėjimai, pasirinkus nedeklaruotus kintamuosius arba nenaudojant deklaruotų kintamųjų, išvedami klaidų pranešimai, naudojant ne tuos kintamųjų duomenų tipus arba funkcinių blokų sujungimus. Tekstinės ir grafinės programų kontrolės iš principo nesiskiria. Programavimo sistemas su nuoseklia kontrole. Šio tipo programavimo sistemos programos ruošimo metu netrikdo programuotojo perspėjimų arba klaidų pranešimais. Pvz., jos leidžia naudoti dar nedeklaruotus kintamuosius arba funkcinius blokus. Tačiau apie programoje esančią klaidą sistema praneša daug vėliau, todėl ją ištaisyti kur kas sunkiau sugaištama daugiau laiko. Tekstinių ir grafinių programų kontrolės būdas praktiškai nesiskiria. Specifines programavimo sistemos. Yra nemaža programavimosistemų grupė, kurios nesiderina prie tarptautinių standartų ir dažniausiai naudojamos tik vieno gamintojo arba tik vieno tipo valdiklių programavimui. Šio tipo sistemos dažniausiai orientuojamos į vieną pramonės šaką arba gaminių grupę. Uždaviniai:leisti vartotojui kurti multiplikuojamas programas ir kartu sumažinti personalo mokymo išlaidas, palikti veiksmų laisvę tobulinti programavimo sistemas ir vartotojo interfeisus. Be to leisti valdiklių gamintojams išlaikyti būtiną anksčiau naudotų specifinių programavimo sistemų tęstinumą. 4.Valdiklių konfiguracijos tipinė sandara Kiekviename valdiklyje be maitinimo šaltinio, yra centrinis procesorius ir atmintis. Priklausomai nuo taikomojo uždavinio, valdiklio atmintį gali sudaryti nebuferizuota ir buferizuota operatyvioji atmintis bei pastovioji atmintis. Šalia centrinio procesoriaus dar gali būti naudojami specialios paskirties procesoriai, pvz., pozicionavimui, reguliavimui arba vizualizavimui.Centriniame procesoriuje esanti realaus laiko operacinė sistema valdo taikomųjų programų vykdymą. Norint vykdyti duomenų mainus tarp valdiklių, operacinė sistema dažnai papildoma specialiais programiniais funkciniais blokais. Konkretesnę valdiklių konfigūraciją sunku pateikti, nes skirtingų firmų valdiklių vidinė struktūra labai įvairi. Taikomųjų uždavinių programavimui gamintojai pateikia standartines funkcijų ir funkcinių blokų bibliotekas. Be standartinių, dažnai pateikiamos bibliotekos, skirtos tam tikros grupės (pvz., reguliavimo, pozicionavimo) arba tam tikros pramonės šakos (pvz., cemento pramonės) uždaviniams programuoti. Kartu su valdikliais gamintojai pateikia jų programavimo sistemas, dažniausiai instaliuojamas standartiniuose PC kompiuteriuose. Pagrindinės programavimo sistemos dalys: redaktoriai, kompiliatoriai, debugeriai, modeliavimo ir imitavimo priemonės, komunikacijų programinė įranga, tarnybinės programos, pvz., vartotojo sukurtų funkcinių blokų jungimui į sistemą. 5.Valdiklių programos organizaciniai elementai(POU) Programos organizavimo elementai (POE) yra šie: funkcijos, funkciniai blokai ir programos. Visiems POE galioja bendra taisyklė: jie yra nerekursyvūs, t.y. patys savęs jie negali paleisti vykdyti. Funkciją galima lyginti su paprograme, kuri turi kiek tik norima daug įėjimo parametrų ir tik vieną rezultatą - grąžinamą parametrą (pvz., funkcija sin(x)). Grąžinamo parametro duomenų tipas gali būti elementarus arba sudėtinis. Funkcijos rezultatas gali būti masyvas (array), struktūra (struct) arba masyvų struktūra. Funkcijos neturi vidinės atminties, todėl esant tam pačiam įėjimo duomenų rinkiniui visada bus tas pats skaičiavimų rezultatas. Iš to seka tokios trys išvados:Funkcijų viduje negalima skaityti arba rašyti globalius kintamuosius; Funkcijų viduje negalima skaityti arba rašyti absoliučiai adresuotų operandų;Funkcijose negalima naudoti funkcinių blokų. Funkciniai blokai (FB) yra POE, turintys neribotą skaičių įėjimų, išėjimų ir vidinių kintamųjų. FB gali kviesti programos arba kiti funkciniai blokai. Kadangi FB taikomojoje programoje naudojamas keletą kartų su skirtingais duomenų rinkiniais, tai FB (vardą ir įėjimo/išėjimo parametrus) galima vertinti kaip tipą. Šį tipą deklaravus programoje ir jam paskyrus individualų duomenų rinkinį, gaunamas funkcinio bloko egzempliorius (instance). Skirtingai nei funkcijos, funkciniai blokai turi statinius vidinius kintamuosius, kurių reikšmės saugomos tarp FB kvietimų. Todėl galima, sakysim sukurti skaitiklio FB, išsaugantį skaičiuojamų proceso įvykių reikšmę. Programų ir funkcinių blokų deklaravimas ir vartojimas daugeliu požiūrių sutampa Tačiau programų negali kviesti kitos programos arba funkciniai blokai. Jų vykdymo eiliškumą ir periodiškumą nustato valdančių resursų užduotys, jei programos joms priskirtos. To nepadarius, operacinė sistema programas priskiria šešėlinei žemiausio prioriteto užduočiai, kuri realizuoja įprastinį ciklinį valdiklio darbo režimą. Programos, kaip ir FB, turi įėjimo, išėjimo ir vidinius parametrus. Jas taip pat galima vertinti kaip tam tikrą tipą, kuriam deklaravus individualų duomenų rinkinį, gaunamas programos egzempliorius. Programose galima naudoti funkcijas ir funkcinius blokus. 6.Absoliutus ir simbolinis kintamųjų adresavimas Kintamuosius galima adresuoti simboliškai - suteikti jiems vardus, pvz., ventilis_23 - arba absoliučiai nurodyti jų vietą valdiklio atmintyje, pvz., %IW23. Simbolinis kintamųjų adresavimas padidina programų lankstumą, nes, kol programa nesujungta su periferija, ją galima universaliau panaudoti kituose uždaviniuose. Atmintį priskirti programoms tikslinga kuo vėliau ir aukštesniame lygmenyje, t. y. aprašant konfigūraciją arba resursus. Reikia pabrėžti, kad ne visiems duomenų tipams tinka absoliutus adresavimas, be to, tai draudžiama funkcijų ir funkcinių blokų viduje. Antra, labai mažiems valdymo uždaviniams, kur lengva aprėpti mažai kintamųjų, tinka absoliutus adresavimo būdas. Absoliutaus adresavimo taisyklės: Absoliutų adresą pradeda simbolis %; Antras simbolis nurodo kintamojo tipą: I - įėjimas; Q - išėjimas; M - vidinė atmintis; Trečias simbolis nurodo kintamojo formatą: X - bitas (simbolį 'X' leidžiama nerašyti); B - baitas (8 bitai); W- žodis (16 bitų); D - dvigubas žodis (32 bitai); L - ilgas žodis (64 bitai). Po formato simbolio rašomas kintamojo adresas, pvz., % IW23 adresuoja 23 įvedimo žodį. Simboliniuose kintamųjų varduose didžiosios ir mažosios raidės neskiriamos. Didžiosios ir mažosios raidės neskiriamos ir konstantėse, jei jos naudojamos. 7.Loginių kintamųjų grupė. ANYBIT tipo duomenų grupė Raktinis žodis Duomeų tipas Kitimo sritis Absoliutaus adresavimo pavyzdys BOOL loginis Oarba l FALSE arba TRUE %IX3.5 arba %I3.5 %QX2.6 arba %Q2.6 %MX2.3 arba %M2.3 BYTE 8 bitų seka neturi prasmės %IB3, %QB7, %MB8 WORD 16 bitų seka neturi prasmės %IW5, %QW4, %MW23 DWORD 32 bitų seka neturi prasmės %ID48, %QD51, %MD84 LWORD 64 bitų seka neturi prasmės %IL84, %QL51, %ML77 Automatiškai nustatoma pradinė reikšmė 0 arba FALSE ANY_BIT duomenų tipas nėra skirtas skaitinėms kintamųjų reikšmėms vaizduoti. Tai tik nurodyto ilgio bitų seka, kurioje nėra jokių nuorodų apie jos bitų prasmę. Šalia BOOL duomenų tipo naudojami du panašūs pseudo- duomenų tipai pateikti lentelėje. Nors impulsų frontui atpažinti pasitelkiami atskiri raktiniai žodžiai BOOL F_EDGE arba BOOL R_EDGE, išt ikrųjų tai yra BOOL duomenų tipas. Raktinio žodžio priedas F_EDGE arba R_EDGE reiškia, kad impulso frontui atpažinti sistema naudoja standartines F_TRJG arba R_TRIG funkcijas. Impulso frontų atpažinimo pseudo duomenų tipai Raktinis žodis Duomenų tipas Kitimo sritis Absoliutaus adresavimo pavyzdys BOOL F EDGE Neigiamas frontas Oarba l FALSE arba TRUE %IX3.5, arba %I3.5 %QX2.6, arba %Q2.6 %MX2.3, arba %M2.3 BOOL R EDGE Teigia mas frontas Oarba l FALSE arba TRUE %IX3.5, arba %I3.5 %QX2.6, arba %Q2.6 %MX2.3, arba %M2.3 8. Sveikųjų skaičių kintamųjų grupė ANYINT tipo duomenų grupė. Įvairaus ilgio be ženklo arba su ženklu sveikus skaičius aprašo ANY_INT tipo duomenų grupė. Skaičius galima vaizduoti dešimtaine, dvejetaine, aštuntame arba šešioliktaine baze (žr. 3.3 lentelę).INT skaičiams galioja tokios dvi taisyklės: Tarp dviejų skaitmenų, bet kurioje vietoje, galima įterpti transliatoriaus ignoruojamą eilutės apačios brūkšnį '_' ; Skirtingos nei 10 bazės skaičiams būtina nurodyti jų bazę (pvz., 2#llll_01010 arba 16#ff_cd). 3.3 lentelė. ANY INT tipo duomenų grupė iuomenų grupė Raktinis žodis Duomenų tipas Bitų skaičius Kitimo sritis Absoliutaus adresavimo pavyzdys SINT Trumpas sveikas skaičius(short integer) 8 -27... 27-l %IB3, %QB7 INT Sveikas skaičius (integer) 16 -215.. .215-1 %QW4, %MW23 DINT Dvigubas sveikas skaičius (double integer) 32 -231.. .231-1 %ID48, %MD77 LINT Ilgas sveikas skaičius (long integer) 64 -263... 263-l %IL84, %ML97 USINT Trumpas sveikas skaičius be ženklo (unsigned short integer) 8 0... 28-l %QB7, %MB8 UINT Sveikas skaičius be ženklo (unsigned integer) 16 0... 2 -1 %QW4, %MW23 UDINT Dvigubas sveikas skaičius be ženklo (unsigned integer) 32 0...232-1 %ID48, %MD77 ULINT Ilgas sveikas skaičius be ženklo (unsigned integer) 64 0...264-1 %QL54, %ML97 9. Realiųjų skaičių ir laiko kintamųjų grupė ANYREAL tipo duomenų grupė. Realiųjų skaičių duomenų tipai pateikiami 3.4 lentelėje. Tarp šių skaitmenų leidžiama įrašyti eilutės apačios simbolį kurį transliatorius ignoruoja. Apsoliučiai adresuoti ANY_REAL tipo skaičius iš principo galima, tačiau nepatartina 3.4 lentelė. ANY REAL tipo duomenų grupė Raktinis žodis Duomenų tipas Bitų skaičius Kitimo sritis Konstančių pavyzdys REAL Slankaus kablelio skaičius 32 Kaip IEC 559 -12.1, 0.0, 0.456 789, 1.34E-12, 1.23E6 LREAL Ilgas slankaus kablelio skaičius 64 Kaip IEC 559 234.9786, -1.34E48, 1.0e+6, 1.23E9 10. Masyvų ir struktūrų kintamieji Masyvo duomenų tipu galima sujungti vienodo tipo kintamuosius (žr 3.11 lentelę), pvz., kiekvienos dienos darbo laiką. Kad nereikėtų kiekvienai dienai rašyti atskirą vardą ir po to išrinkimui nenaudoti ciklų konstrukcijas, šiuos duomenis galima sujungti į masyvą: darbo_laikas: ARRAY[mėn_dienos] OF INT. 3.11 lentelė. ARRAY duomenų tipas Raktinis žodis Deklaravimo pavyzdys Paaiškinimas ARRAY TYPE masyvas 1: ARRAY[1.. 16] OF INT; END TYPE Masyvą sudaro 16 INT tipo kintamųjų Į masyvo elementą galima kreiptis tokiu ST fragmentu: VAR f: masyvas_l; i: INTEGER; END_VAR i:=f[14]; Struktūromis sujungiami skirtingų tipų duomenys (Paskalio kalbos RECORD analogas). Pavyzdžiui, gaminį apibūdina tokie duomenys:Gaminio pavadinimas (STRING);Serijos numeris (LINT);Gaminio numeris (DINT);Pagaminimo data ir laikas (DT). 11. Kintamųjų pradinės reikšmės ir jų suteikimo būdai.Išskiriamos trys pradinių reikšmių rūšys:Automatiškai nustatomos duomenų tipų pradinės reikšmės, jei vartotojas nenurodė kitaip (dažniausiai nustatoma nulis);Pradinės reikšmės, kurias vartotojas nustatė visam duomenų tipui;Pradinės reikšmės, kurias vartotojas nustatė definuodamas atskirą kintamąjį. Pradinės reikšmės nustatymas kintamajam. Pavyzdys: VARAT%QW81: ARRAY[0 .. 3] OF REAL := 1.2, 1.4, 1.7, 2.4; Prasidedančioms nuo 81 žodžio keturioms masyvo komponentėms paleidimo metu suteikiamos reikšmės 1.2, 1.4, 1.7 arba 2.4. Rašant pradines masyvo reikšmes, galima pakartojimo simbolika, demonstruojama trečiame pavyzdyje: VAR AT %QW57 : ARRAY[0 .. 9] OF REAL := 3.7, 9(2.4); Pradinių reikšmių galiojimo tvarka. Šaltam startui: Atskiriems kintamiesiems nustatomos vartotojo nurodytos pradinės reikšmės; Jei vartotojas kintamiesiems pradinių reikšmių nenustatė, tada galioja vartotojo nustatytos, arba sistemos automatiškai nustatomos pradinės reikšmės duomenų tipams. Karštam startui: Buferizuotiems kintamiesiems, leidžiant programą vykdyti, nustatomos reikšmės, kurias jie turėjo, kai buvo sustabdyta valdiklio programa; Nebuferizuotiems kintamiesiems pradinės reikšmės nustatomos taip kaip ir šaltam startui. 12. Funkcijų kūrimas ir jų kvietimas į programas. Funkciją galima lyginti su paprograme, kuri turi kiek tik norima daug įėjimo parametrų ir tik vieną rezultatą - grąžinamą parametrą (pvz., funkcija sin(x)). Grąžinamo parametro duomenų tipas gali būti elementarus arba sudėtinis. Funkcijos rezultatas gali būti masyvas (array), struktūra (struct) arba masyvų struktūra. Funkcijos neturi vidinės atminties, todėl esant tam pačiam įėjimo duomenų rinkiniui visada bus tas pats skaičiavimų rezultatas. Iš to seka tokios trys išvados: Funkcijų viduje negalima skaityti arba rašyti globalius kintamuosius; Funkcijų viduje negalima skaityti arba rašyti absoliučiai adresuotų operandų; Funkcijose negalima naudoti funkcinių blokų. Funkcijos iškvietimo į taikomąją programą taisykles nagrinėsime funkcijos sin(x) pavyzdžiu. Standarte IEC 1131-3 ši funkcija vaizduojama kaip parodyta 3.8 pav. Funkcijos sin įėjimui galima skirti visus REAL tipo kintamuosius, išėjimas - taip pat REAL tipo skaičius. Formalūs parametrų vardai funkcijai sin iškviesti nenaudojami. Jei funkcijos įėjimui skirtas x, o išėjimui y, REAL tipo kintamieji, tai funkciją sin galima iškviesti taip: ST : y := sin(x); •IL : LD x SIN ST y •FBD: Yra funkcijų, turinčių formalius parametrus, kuriems iškvietimo metu turi būti priskirti kintamieji arba konstantės. 13. Funkcinių blokų kūrimas ir jų kvietimas į programas. Funkciniai blokai (FB) yra POE, turintys neribotą skaičių įėjimų, išėjimų ir vidinių kintamųjų. FB gali kviesti programos arba kiti funkciniai blokai. Kadangi FB taikomojoje programoje naudojamas keletą kartų su skirtingais duomenų rinkiniais, tai FB (vardą ir įėjimo/išėjimo parametrus) galima vertinti kaip tipą. Šį tipą deklaravus programoje ir jam paskyrus individualų duomenų rinkinį, gaunamas funkcinio bloko egzempliorius (instance). Skirtingai nei funkcijos, funkciniai blokai turi statinius vidinius kintamuosius, kurių reikšmės saugomos tarp FB kvietimų. Todėl galima, sakysim sukurti skaitiklio FB, išsaugantį skaičiuojamų proceso įvykių reikšmę.Aprašant funkcinį bloką, deklaruojami perduodamų parametrų (VARINPUT), grąžinamų parametrų (VAR_OUTPUT), perduodamų ir kartu gražinamų parametrų (VAR_IN_OUT) ir vidiniai funkcinio bloko (VAR) kintamieji: Įėjimo kintamieji. Įėjimo kintamasis r yra realus skaičius. Sukūrus FB test egzempliorių, formaliam parametrui r perduodama konkreti reikšmė. Vidiniai FB apskaičiavimai įėjimo parametrų nekeičia; Išėjimo kintamieji. Išėjimo kintamasis b yra binarinis skaičius. Apskaičiuota b reikšmė, išsaugoma grįžtant iš FB programos; Vidiniai kintamieji.Raktiniu žodžiu VAR deklaruotas kintamasis i naudojamas tik vidiniams apskaičiavimams. Jo reikšmė, grįžtant iš FB programos, neišsaugoma. Panašiai kaip funkcijos, deklaruojami ir funkciniai blokai; skirtumas tik toks, kad jų egzemplioriai išsaugo vidines reikšmes tarp taikomosios programos vykdymų. Išnagrinėsime skaitiklio didėjimo kryptimi (CTU) deklaravimo ir egzemplioriaus iškvietimo pavyzdį. Skaitiklio turinys turi būti didinamas vienetu, kai įėjime %IX 1.0 signalo reikšmė keičiasi iš 0—»1 ir neviršijama maksimali PV reikšmė.Deklaravimas VAR skait_10:CTU; END_VAR Iškvietimas į IL programą: CALL skait_10 ( CU:=%IX 1.0, PV:= 15); Standartas IEC 1131-3 leidžia ir tokį parametrų suteikimo būdą: LD15 ST skait_10. PV LD%IX1.0 ST skait_10. CU CALL skait_10 Iškvietimas į ST programą: skait_10( CU:=%IX 1.0, PV:= 15); Iškvietimas į FBD: skait10 14. Loginės ir kintamųjų reikšmių palyginimo funkcijos. Vardas Įėjimo/ išėjimo parametrai Paaiškinimai AND ANY BIT Loginė IR funkcija. Galima plėsti neribotu įėjimų skaičiumi OR ANY BIT Loginė ARBA funkcija. Galima plėsti neribotu įėjimų skaičiumi XOR ANY BIT Sumos moduliu du loginė funkcija. Galima plėsti neribotu įėjimų skaičiumi NOT ANY BIT Invertavimo loginė funkcija Lankstesniam loginių funkcijų programavimui ir vykdymui pirmiausia ir buvo sumanyti programuojamieji valdikiai. Funkcijos skirtos ne tik atskirų bitų operacijoms, bet ir įvairaus ilgio bitų sekoms (BYTE, WORD arba LWORD). Palyginimo funkcijos Vardas Simbolis Įėjimai Išėjimas Paaiškinimai GT > ANY BIT ANY NUM STRING TIME ANY DATE BOOL Daugiau. GE >= ANY BIT ANY NUM STRING TIME ANY DATE BOOL Daugiau arba lygu. EQ = ANY BIT ANY NUM STRING TIME ANY DATE BOOL Lygu. LE MX, IN, jei MN

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!