S7-1200_cz.5.pdf

automatyka i mechatronika

S7-1200: instrukcje

Dodatkowe materiały

na CD i FTP

Sterowniki S7-1200 to najnowsze w ofercie irmy Siemens,

doskonale wyposażone PLC, przeznaczone do małych i średnich

systemów automatyki. Projekty dla nich można przygotowywać za

pomocą pakietu TIA Portal (Totally Integrated Automation), który

wyposażono w edytory języków LAD i FBD. W artykule pokazujemy

polecenia FBD obsługiwane przez S7-1200.

łączonego wejścia adres bit czy symboliczną

nazwę bitu. Kiedy wykonywana jest instruk-

cja danej ramki, wtedy na wejście ramki jest

podawany bieżący stan logiczny bitów i jeśli

wynik działania jest prawdziwy, to na wyj-

ściu pojawia się stan True (prawda).

Stosowany coraz częściej przy progra-

mowaniu PLC graiczny język FBD ( Function

Block Diagram ) jest przyjazny dla elektroni-

ków znających technikę cyfrową: zamiast nie

zawsze oczywistych symboli wykorzystywa-

nych w LAD, programiści posługują się funk-

torami logicznymi oraz parametryzowanymi

blokami funkcjonalnymi, których wygląd jest

bliski standardowym funktorom logicznym.

W artykule przedstawiamy ekspreso-

wy przegląd podstawowych instrukcji FBD

obsługiwanych przez sterowniki S7-1200.

Warto zwrócić uwagę, że wygoda korzysta-

nia z zaawansowanych instrukcji FBD jest

nieporównywalnie większa niż w przypadku

LAD, który to język powstał w erze automa-

tyki „przekaźnikowej”.

Funkcja logiczna anD

Logika bitowa

Ramki AND, OR i XOR. W języku pro-

gramowania FBD są dostępne ramki operacji

logicznych AND (&), OR (>=1) i XOR (x),

w których użytkownik może wyspecyiko-

wać wartości bitów wejściowych i wyjścio-

wych poszczególnych funkcji. Może również

wykonać połączenia z innymi ramkami lo-

gicznymi, co pozwala utworzyć własną logi-

kę kombinacyjną.

Wejścia i wyjście ramki można połączyć

z inną ramką logiczną lub podać dla niepo-

Funkcja logiczna or

Funkcja logiczna Xor

Inwerter logiczny NOT. Inwerter NOT

neguje wejściowy stan logiczny.

136

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2010

automatyka i mechatronika

programowania

S7-1200: instrukcje programowania

ramka anD z jednym wejściem

zanegowanym

Zerowanie r

Ustawianie i zerowanie pola bitowego

SET_BF i RESET_BF. Instrukcje ustawiania

i zerowania pola bitowego muszą zajmować

skrajne, prawe pozycje w gałęzi.

– Kiedy SET_BF jest aktywowany, wtedy

wartość 1 jest przypisywana „n” bitom,

począwszy od adresu OUT. Kiedy SET_

BF nie jest aktywowany, wtedy OUT nie

ulega zmianie.

– RESET_BF przypisuje wartość 0 „n” bi-

tom, począwszy od adresu OUT. Kiedy

RESET_BF nie jest aktywowany, wtedy

OUT nie ulega zmianie.

bitu w pamięci. Jeżeli te stany wskazują, że

nastąpiła interesująca nas zmiana na wej-

ściu, to jest sygnalizowane wykrycie zbocza

poprzez wpisanie na wyjście stanu TRUE.

W przeciwnym wypadku stanem wyjścio-

wym jest FALSE.

ramka anD z zanegowanymi wejściem

i wyjściem

Ramka wyjściowa. W języku FBD stosu-

je się ramki sterujące („=” i „/=”), w których

użytkownik podaje adres bitu wyjściowego

ramki. Wejścia i wyjścia ramki mogą być

łączone z innymi ramkami logicznymi lub

można podawać adresy bitów. Zależności

stanów logicznych są następujące:

Układy czasowe – timery

Instrukcje związane z układami czaso-

wymi są wykorzystywane do generowania

programowanych opóźnień:

– TP: Układ czasowy Pulse Timer generuje

impuls o ustalonym czasie trwania.

– TON: Układ czasowy ON-delay timer

ustawia stan swojego wyjścia Q na ON

(włączony) po upływie zadanego czasu

opóźnienia.

– TOF: Układ czasowy OFF-delay timer

kasuje stan swojego wyjścia Q na OFF

(wyłączony) po upływie zadanego czasu

opóźnienia.

– TONR: Układ czasowy ON-delay Reten-

tive timer ustawia stan swojego wyjścia

na ON (włączony) po upływie zadanego

czasu opóźnienia. Upływający czas jest

naliczany przez wiele okresów, aż do

chwili, gdy zliczany upływ czasu zosta-

nie wyzerowany za pomocą wejścia R.

– RT: Kasowanie układu czasowego po-

przez wyzerowanie danych timera

w określonym egzemplarzu bloku da-

nych układu czasowego.

Każdy układ czasowy wykorzystuje do

pamiętania danych timera strukturę prze-

chowywaną w bloku danych timera. Blok

danych jest przypisywany timerowi przez

użytkownika wtedy, kiedy instrukcja timera

jest umieszczana w edytorze.

Kiedy instrukcja dotycząca timera zosta-

je umieszczona w bloku funkcji, wtedy moż-

na wybrać opcję zwielokrotnienia egzempla-

rzy bloku danych. Nazwy struktur timerów

mogą być różne, z oddzielnymi strukturami

danych, ale dane timera są zawarte w jednym

bloku danych i nie są wymagane oddzielne

bloki danych dla każdego timera. W ten spo-

sób redukuje się czas przetwarzania i pamięć

niezbędną do obsługi timerów. Nie wystę-

puje żadna interakcja pomiędzy strukturami

danych timerów we współdzielonych wie-

lokrotnych egzemplarzach bloków danych.

Symbole timerów wraz z krótkim opisem

umieszczono w tab. 2 .

Parametr IN uruchamia i zatrzymuje ti-

mery:

– Zmiana stanu parametru IN z 0 na 1 uru-

chamia timery TP, TON i TONR.

– Zmiana stanu parametru IN z 1 na 0 uru-

chamia timer TOF.

Efekty zmiany stanu parametrów PT i IN:

– TP:

– Zmiana PT nie daje żadnego efektu

podczas pracy timera.

– Zmiana IN nie daje żadnego efektu

podczas pracy timera.

FBD: Set_BF

ramka sterująca

Zanegowana ramka sterująca

FBD: reSet_BF

Przerzutniki RS i SR. RS jest przerzut-

nikiem z dominującym wejściem ustawia-

jącym. Jeżeli oba sygnały, ustawiający (S1)

i kasujący (R), przyjmują wartość TRUE, to

pod adres wyjściowy OUT zostanie wpisana

wartość 1.

SR jest przerzutnikiem z dominującym

wejściem kasującym. Jeżeli oba, sygnały

ustawiający (S1) i kasujący (R), przyjmują

wartość TRUE, to pod adres wyjściowy OUT

zastanie wpisana wartość 0.

Parametr OUT określa adres bitu, który

jest ustawiany lub kasowany. Opcjonalny

sygnał wyjściowy Q odtwarza stan bitu spod

adresu OUT.

ramka sterująca z zanegowanym

wyjściem

– Jeżeli w wyjściowej ramce sterującej stan

wejścia wynosi 1, to wartość bitu OUT

jest ustalana na 1.

– Jeżeli w wyjściowej ramce sterującej stan

wejścia wynosi 0, to wartość bitu OUT

jest ustalana na 0.

– Jeżeli w zanegowanej wyjściowej ramce

sterującej stan wejścia wynosi 1, to war-

tość bitu OUT jest ustalana na 0.

– Jeżeli w zanegowanej wyjściowej ramce

sterującej stan wejścia wynosi 0, to war-

tość bitu OUT jest ustalana na 1.

Instrukcje ustawiania i kasowania

S i R: Ustawianie ( Set ) i zerowanie ( Re-

set ) stanu bitu. Instrukcje zerowania i usta-

wiania stanu bitu można umieszczać w do-

wolnym miejscu sieci.

– Kiedy S ( Set ) jest aktywowany, wtedy war-

tość zmiennej pod adresem OUT przyjmu-

je stan wysoki (1). Kiedy S nie jest aktywo-

wany, wtedy OUT nie ulega zmianie.

– Kiedy R ( Reset ) jest aktywowany, wtedy

wartość danej pod adresem OUT przyj-

muje stan niski (0). Kiedy R nie jest akty-

wowany, wtedy OUT nie ulega zmianie.

FBD: rS

FBD: Sr

Instrukcje operacji na zboczach

narastających i opadających

Detekcja przejścia dodatniego i ujem-

nego. Instrukcje związane z detekcją zboczy

sygnałów wymieniono w tab. 1 . Wszystkie

używają bitu pamięci (M_BIT) do pamięta-

nia poprzedniego stanu monitorowanego sy-

gnału wejściowego. Zbocze jest wykrywane

poprzez porównanie stanu wejścia ze stanem

ustawianie S

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2010

137

automatyka i mechatronika

– TON:

– Zmiana PT nie daje żadnego efektu

podczas pracy timera.

– Zmiana IN na FALSE podczas pracy

timera zeruje i zatrzymuje timer.

– TOF:

– Zmiana PT nie daje żadnego efektu

podczas pracy timera.

– Zmiana IN na TRUE podczas pracy ti-

mera zeruje i zatrzymuje timer.

– TONR:

– Zmiana PT nie ma żadnego efektu

podczas pracy timera, ale skutkuje

w czasie, gdy timer wznawia pracę.

– Zmiana IN na FALSE podczas pracy

timera zatrzymuje timer ale go nie ze-

ruje. Zmiana IN z powrotem na TRUE

powoduje, że timer rozpoczyna pracę

od zliczonej wartości czasu.

Przebiegi charakteryzujące pracę time-

rów pokazano na rys. 1 .

Tab. 1. Instrukcje zwią zane z detekcją zboczy sygnałów

Ramka P

Wyjściowy stan ramki ma wartość TRUE wtedy, gdy jest wykryta do-

datnia zmiana (wyłączony → włączony) przypisanego bitu wejściowego.

Ramkę P można umieścić wyłącznie na początku gałęzi

Ramka N

Wyjściowy stan ramki ma wartość TRUE wtedy, gdy jest wykryta ujem-

na zmiana (włączony → wyłączony) przypisanego bitu wejściowego.

Ramkę N można umieścić wyłącznie na początku gałęzi

Ramka P= Przypisany bit „OUT” przyjmuje wartość TRUE wtedy, gdy jest wykryta

dodatnia zmiana (wyłączony → włączony) stanu wejściowego ramki lub

przypisanego bitu wejściowego, jeśli ramka jest umieszczona na począt-

ku gałęzi. Logiczny stan wejściowy zawsze przechodzi bez zmian przez

ramkę i pojawia się na wyjściu jako stan wyjścia. Ramkę P= można

umieścić w dowolnym miejscu gałęzi

Ramka N= Przypisany bit „OUT” przyjmuje wartość TRUE wtedy, gdy jest wykryta

ujemna zmiana (włączony → wyłączony) stanu wejściowego ramki lub

przypisanego bitu wejściowego jeśli ramka jest umieszczona na począt-

ku gałęzi. Logiczny stan wejściowy zawsze przechodzi bez zmian przez

ramkę i pojawia się na wyjściu jako stan wyjścia. Ramkę N= można

umieścić w dowolnym miejscu gałęzi

P_TRIG

Stan zasilania lub stan logiczny na wyjściu Q przyjmuje wartość TRUE

wtedy, gdy jest wykryta dodatnia zmiana (wyłączony → włączony)

stanu wejściowego CLK

Liczniki

Instrukcje dotyczące liczników są stoso-

wane do zliczania wewnętrznych zdarzeń

w programie i zewnętrznych zdarzeń procesu:

– CTU to licznik zliczający w górę,

– CTD to licznik zliczający w dół,

– CTUD to licznik zliczający w górę

i w dół.

Każdy licznik wykorzystuje do pamięta-

nia danych strukturę przechowywaną w blo-

ku danych. Blok danych jest przypisywany

timerowi przez użytkownika wtedy, gdy in-

strukcja dotycząca licznika jest umieszczona

w edytorze. Te instrukcje korzystają z liczni-

ków programowych i ich maksymalna szyb-

kość zliczania jest ograniczona częstością

wykonywania OB, w których są umieszczone.

Kiedy instrukcja dotycząca licznika zo-

staje umieszczona w bloku funkcji, to można

wybrać opcję zwielokrotnienia egzemplarzy

bloku danych; nazwy struktur liczników

mogą być różne z oddzielnymi strukturami

danych, ale dane licznika są zawarte w jed-

nym bloku danych i są nie wymagane od-

dzielne bloki danych dla każdego licznika.

W ten sposób redukuje się czas przetwarza-

nia i pamięć niezbędną do obsługi liczników.

Nie występuje żadna interakcja pomiędzy

strukturami danych liczników we współ-

dzielonych wielokrotnych egzemplarzach

bloków danych. Symbole liczników umiesz-

czono w tab. 3 .

Zakres zliczania zależy od wybranego

typu danych. Jeżeli zliczenia są liczbami cał-

kowitymi bez znaku, to w dół można zliczać

do zera, a w górę aż do granicy zakresu. Jeże-

li zliczenia są liczbami całkowitymi ze zna-

kiem, to w dół można zliczać aż do ujemnej

granicy liczby całkowitej, a w górę do dodat-

niej granicy liczby całkowitej.

CTU : Jeżeli wartość parametru CU zmie-

nia się z 0 na 1, to CTU zlicza w górę o 1.

Jeżeli wartość parametru CV ( current count

N_TRIG Stan zasilania lub stan logiczny na wyjściu Q przyjmuje wartość TRUE

wtedy, gdy jest wykryta ujemna zmiana (włączony → wyłączony) stanu

wejściowego CLK (FBD). Instrukcja N_TRIG nie może być umieszczona

na początku lub końcu sieci. W przypadku FBD instrukcja N_TRIG może

się znajdować w dowolnym miejscu z wyjątkiem końca gałęzi

rys. 1. Przebiegi charakteryzujące pracę timerów, a) ton: Przebieg czasowy on-delay,

b) toF: Przebieg czasowy oFF-delay, c) tonr: Przebieg czasowy on-delay retentive

138

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2010

S7-1200: instrukcje programowania

rys. 2. Przebieg czasowy licznika ctu zliczają-

cego liczby całkowite bez znaku (dla PV = 3)

liczby całkowite bez zna-

ku (dla PV = 3).

CTD : Jeżeli wartość

parametru CD zmienia

się z 0 na 1, to CTU zlicza

w dół o 1. Jeżeli wartość

parametru CV jest więk-

sza lub równa 0, to para-

metr wyjściowy licznika

Q = 1.

Jeżeli wartość para-

metru LOAD zmienia się

z 0 na 1, to war-

tość parametru PV

( preset count value

– ustalona wartość

zliczeń) jest wpisywana do licznika

jako nowa wartość CV.

Na rys. 2 przedstawiono prze-

bieg czasowy w przypadku licznika

CTD zliczającego liczby całkowite

bez znaku (dla PV = 3).

CTUD : CTUD zlicza o 1 w górę

lub w dół przy każdej zmianie

z 0 na 1 na wejściach CU ( count

up – zliczanie w górę) lub CD ( count down

– zliczanie w dół). Jeżeli wartość parametru

CV ( current count value – bieżąca wartość

zliczeń) jest równa lub większa od wartości

parametru PV ( preset value – ustalona war-

tość), to parametr wyjściowy licznika QU =

1. Jeżeli wartość parametru CV jest mniejsza

lub równa 0, to parametr wyjściowy licznika

QD = 1.

rys. 4. Przebieg czasowy w przypadku licznika ctuD zlicza-

jącego liczby całkowite bez znaku (dla PV = 4)

rys. 3. Przebieg czasowy w przypadku licznika ctD

zliczającego liczby całkowite bez znaku (dla PV = 3)

Jeżeli wartość parametru LOAD zmienia

się z 0 na 1, to wartość parametru PV jest

wpisywana do licznika jako nowa wartość

CV. Jeżeli wartość parametru kasującego R

zmienia się z 0 na 1, to bieżąca wartość zli-

czeń zostaje skasowana do 0.

Na rys. 3 przedstawiono przebieg czaso-

wy w przypadku licznika CTUD zliczającego

liczby całkowite bez znaku (dla PV = 4).

tomasz Starak

value – bieżąca wartość zliczeń) jest większa

lub równa wartości parametru PV ( preset co-

unt value – ustalona wartość zliczeń), to pa-

rametr wyjściowy licznika Q = 1.

Jeżeli wartość parametru kasującego R

zmienia się z 0 na 1, to bieżąca wartość zli-

czeń zostaje skasowana do 0.

Na rys. 2 przedstawiono przebieg czaso-

wy w przypadku licznika CTU zliczającego

Tab. 3. Symbole liczników

Z rozwijanej listy

pod nazwą ramki

należy wybrać typ

zliczanych danych

Tab. 2. Symbole timer ów

Timery TP, TON, TOF mają takie same parametry wejściowe i wyjściowe

Użytkownik może

nadać własną

nazwę „Counter

Name” blokowi

danych licznika,

która opisuje, jaką

funkcję pełni licznik

w procesie

Timer TONR ma dodatkowo wejściowy parametr kasujący R. Użytkownik

może nadać własną nazwę „Timer Name” blokowi danych timera, która

opisuje, jaką funkcję pełni timer w procesie

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2010

139

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: