ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ КОНТРОЛЛЕРОВ
Язык FBD (Function Block Diagram) — графический язык программирования стандарта IEC 61131-3. Язык FBD позволяет строить сложные программы и процедуры на основе существующих функций и функциональных блоков библиотеки ISaGRAF.
Язык FBD предельно прост в изучении и удобен для прикладных специалистов, не имеющих специальной подготовки в области программирования.
Графическая программа состоит из переменных проекта (входных, выходных, внутренних), функциональных блоков и связей между ними. Программирование на нём представляет собой размещение в поле редактора функциональных блоков (И, ИЛИ, НЕ, триггеров, таймеров, счётчиков, блоков математических операций, регуляторов и др.) и установления связи между ними.
Пример кода программы на FBD для реализации логического выражения У! = Z л z2 v z3 представлен на рис. 3.1.
Каждый функциональный блок представляет собой прямоугольник, внутри которого имеется обозначение функции, выполняемой блоком.
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ УПРАВЛЕНИЯ НА ЯЗЫКЕ FBD |ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 1
Входом блока может являться вход ПЛК, внутренняя переменная ПЛК, константа либо выход другого блока. Выходы блоков могут быть записаны во внутреннюю переменную ПЛК, поданы на входы других блоков либо непосредственно на выходы ПЛК.
Имеются следующие формальные правила языка FBD:
- • Функциональные блоки могут располагаться произвольно в поле программы.
- • Не может быть свободных (несоединённых) входов и выходов функционального блока.
- • Связи ориентированы, это означает, что данные передаются с левого конца к правому. Левый и правый концы связи должны быть одного типа.
- • Входы и выходы функциональных блоков, присоединённые к связям, имеющим одинаковые имена, считаются соединёнными.
- • Очерёдность выполнения блоков в программе: сверху вниз, слева направо. После выполнения последнего блока, снова выполняется первый.
Порядок выполнения цепей FBD-диаграммы можно принудительно изменять. Для этого используются метки и переходы. К правому краю символа метки или перехода не может быть присоединено никаких других объектов. Если линия связи слева от символа перехода находится в состоянии TRUE, исполнение программы переходит на соответствующую метку. Для создания безусловного перехода используется константа TRUE. Используются следующие обозначения при организации метки и прыжка:
»LAB. прыжок на метку (имя метки LAB)
LAB. определение метки (имя метки LAB)
Оператор возврата RETURN может быть выходом диаграммы. Оно должно быть связано с логическим выходом функционального блока. Оператор RETURN представляет собой условное завершение программы: если выход блока связанного с оператором имеет тип TRUE, остальная часть диаграммы не выполняется.
Инверсия логического сигнала в FBD изображается в виде окружности на соединении перед входом или переменной (см. рис. 3.1). Инверсия не является свойством самого блока и может быть легко добавлена или отменена непосредственно в диаграмме.
Simatic FBD ч.1 — Общее ознакомление. Булевы операции
Язык FBD позволяет вызывать подпрограммы, функции и функциональные блоки. Подпрограммы, функции и функциональные блоки представляются прямоугольником функции. Имя, написанное в прямоугольнике, — это имя подпрограммы, функции или функционального блока. В случае подпрограммы или функции единственным выходом прямоугольника является возвращаемая величина. Функциональные блоки могут иметь более одного выхода.
Источник: bstudy.net
Язык функциональных блоковых диаграмм (FBD) и его применение
Одним из популярных языков программирования ПЛК — программируемых логических контроллеров, является графический язык функциональных блоковых диаграмм FBD — Function Block Diagram. Этот язык, наряду с другими языками стандарта МЭК 61131-3, такими как например язык лестничной логики (LD), использует в своей архитектуре подобие электронной схемы.
Написанная на данном языке программа для контроллера состоит из некого списка цепей, которые одна за другой выполняются сверху — вниз. Кроме того, здесь имеется возможность присвоения отдельным цепям меток, в этом случае станет доступно использование инструкций перехода на метку, дабы изменять последовательность исполнения цепей, и создавать условия и циклы.
Таким образом, программа, написанная на графическом языке FBD, представляет собой набор связанных друг с другом функциональных блоков, выходы и входы которых соединены линиями связи. Линии связи отражают определенные программные переменные, через которые происходит обмен данными от блока — к блоку.
Отдельный блок несет на себе конкретную функцию (логическое «и», «не», счетчик и т. д.), при этом один блок может иметь несколько выходов и входов. Изначально значения переменных задаются константами или со специальных входов, а выходы их связываются дальше с другими переменными программы или с выходами ПЛК.
На рисунке приведен пример программы, написанной на языке функциональных блоковых диаграмм FBD. Как видите, такое изображение программы очень наглядно отражает алгоритм, что и делает данный язык довольно простым и удобным для разработки ПО для ПЛК.
В процессе программирования на языке FBD применяются как стандартные блоки из библиотек, так и блоки, сами написанные на FBD или на иных языках стандарта МЭК 61131-3. Блок представляет собой элемент программы, своего рода подпрограмму, функциональный блок или функцию (логическое «НЕ», «ИЛИ», «И», таймер, счетчик, триггер, математическая операция, обработка аналогового сигнала и т. д.).
Из таких блоков графически составляются выражения, образующие цепи: к выходу одного блока присоединяется следующий блок, далее — еще блок, и так образуются цепи. По ходу цепи порядок выполнения блоков соответствует порядку их соединения, а результат выполнения цепи либо подается на выход ПЛК, либо записывается в какую-то внутреннюю переменную.
Рассмотрим кусочек программы, написанной на языке FBD: В умножить на 4, затем поделить на А, и записать результат в переменную result. В псевдокоде это будет выглядеть так: result := B*4/A. Возможно также добавление к блокам специальных управляющих входов EN и выходов ENO, для управления вызовами отдельных блоков: логический ноль, поданный на вход EN, запретит вызов данного блока, а выход ENO в случае ошибки сообщит о ней, и прервет тем самым выполнение цепи до конца.
Как видите, язык FBD до крайности нагляден, удобен, и потому прост в освоении даже специалистами — прикладниками, не имеющими специальной подготовки по информатике. Код выполняется последовательно, структура команд внутри кода проста, поэтому программа транслируется очень быстро и задача выполняется надежно. Используя FBD, можно решать очень сложные задачи на ПЛК.
Есть различные модификации языка программирования FBD, отличающиеся наличием тех или иных ограничений или расширений.
Например, существует разновидность FBC, допускающая применение только чистых функций с одним выходом без промежуточных переменных — модификация для функционального программирования.
Или модификация CFC (Continuous Function Chart), позволяющая установить порядок выполнения диаграмм не просто последовательной цепочкой, а по усмотрению разработчика ПО. С CFC разработчик получает больше свободы, хотя код получается более длинным.
Пример языка FBD в STEP 7:
Язык функциональных блок-схем FBD, использующий графический стиль потока данных, является наиболее широко используемым языком программирования ПЛК.
Ниже показан результат опроса в группе Программируемые контроллеры. Вопрос звучал следующим образом: » Какие языки программирования ПЛК вы используете чаще всего?». При ответе на вопрос допускалась возможность множественного выбора.
По результатам опроса язык FBD напбрал 52,14%, а его разновидность СFC — 10,71%, в сумме два языка набрали 62,85%, что значительно больше, чем другие языки программирования ПЛК. У ближайшего конкурента языка LD — 35%.
Преимущество языка FBD перед языком релейных диаграмм LD возрастает с увеличением сложности алгоритма управления. Алгоритм управления написанный в FBD, позволяет легче, чем в LD, отслеживать изменения в программе и искать возможные ошибки во время отладки.
В целом, принципы работы обоих языков очень похожи. Своей популярностью они обязаны прозрачности обозначений, благодаря которой код относительно небольших программ можно быстро понять, даже без особых знаний программирования.
Смотрите также по этой теме:
Курс по программированию контроллеров:
Structured Text
Представляем книгу по Structured Text (ST) МЭК 61131-3. Автор — Сергей Романов
Книга «Изучаем Structured Text МЭК 61131-3»: Ссылка на книгу
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Устройства автоматики, Программируемые логические контроллеры
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Источник: electrik.info
Fbd программа что это
Язык функциональных блоков (Техно FBD со встроенным языком Техно LD, Ladder Diagram) является визуальным языком программирования алгоритмов. Программа, созданная на этом языке, называется FBD-программой.
Для разработки FBD-программ в редакторе базы каналов предусмотрены два окна — FBD программы и LD программы. Для входа в первое из них нужно выполнить команду FBD программы меню Окна или нажать сочетание клавиш ALT-3 или нажать ЛК на иконке панели инструментов.
FBD-программа имеет имя и комментарий. Эти атрибуты используются для ее идентификации и определения доступа к ней с различных узлов проекта и настраиваются в диалоге FBD-программа. Он выводится на экран перед входом в окно редактирования FBD-программ.
Имя и комментарий — эти два атрибута используются для идентификации программы. Имя может включать в себя до 8 символов, а комментарий — до 128. В имени программы не могут использоваться служебные символы (например, «*»). Имя программы не может начинаться с цифры.
Имя FBD-программы используется для ссылок на нее. Комментарий — это дополнительная информация о назначения программы. Он выводится во всех диалогах, ссылающихся на FBD-программы [14].
Переменные FBD-программы могут быть внутренние или внешние. Внешние переменные называются аргументами. Суммарное количество переменных в одной программе не может превышать 254.
Каждая переменная имеет числовой индекс, который используется при ссылках на нее. Индексы переменных выводятся радом с аргументами и константами в диалоге Реквизиты при подключении программы к каналу. Они могут быть изменены при редактировании программы.
Элементарным звеном FBD-программ является функциональный блок.
Блок — это графическое изображение вызова одной из функций. Это могут быть либо стандартные, встроенные в систему функции, либо разработанные пользователем. Функциональные блоки, встроенные в систему, сгруппированы в несколько разделов.
— входы и выходы блока
Каждый блок в зависимости от выполняемой им функции имеет определенное количество входов и выходов. Входы всегда расположены слева, а выходы — справа.
Вход блока может быть связан с переменной или константой, а может быть свободным.
Назначение входов и выходов блока определяется его функцией. Исключением является первый вход. Он всегда управляет пересчетом блока, а остальные — функциональными. Эти входы и выходы блоков имеют обозначения, включающие в себя до трех символов.
В режим эмуляции программы рядом с каждым входом и выходом выводится его значение. При этом для входов выводимые значения заменяют их обозначения.
Все разработанные программы данного проекта представлены в приложении Е. Основная цель создания FBD-программ — возможность эмуляции реальных сигналов.
Подпрограммы генерации сигналов состоят в основном из двух блоков: генератора (GSIN) и масштабирования (SCALE), в некоторых подпрограммах присутствует блок округления до сотых (NDGT).
Этот функциональный блок генерирует синусоидальный сигнал единичной амплитуды. Период колебаний (в секундах) задается значением входа PT. Во всех подпрограммах его значение задается равным 100.
Выход этого блока рассчитывается по формуле: Q = INP * MUL + ADD . На вход INP подается сигнал с генератора GSIN. Значение MUL принимается исходя из того в каких пределах должен изменяться сигнал, чаще всего он равен MUL = (MAX+MIN)/2, где MAX — максимальное значение сигнала, MIN — минимальное значение сигнала. Вход ADD определяется как MAX — MUL.
На выходе Q формируется округленное значение входа INP. Значение входа NDG задает точность округления:
1 — до первого разряда после запятой;
2 — до второго разряда после запятой;
3 — до третьего разряда после запятой;
4 — до четвертого разряда после запятой.
В разработанных программах NDG = 2.
Подпрограммы ПИД-регулирования представлены также в приложении Е. В нее входят следующие блоки: (-), PID, DZONE, SEL.
Блок (-) вычисляет рассогласования регулируемой величины с заданием (входы AS и AD соответственно). Величина рассогласования подается на вход INP блока DZONE, который реализует функцию зоны нечувствительности. Величина зоны нечувствительности подается на вход DLT. Выход блока DZONE подается на вход INP блока, реализующего вычисление величины управляющего воздействия.
Для переключения контура на ручной режим используется функциональный блок SEL. На его вход IN0 подается выход блока, а на вход IN1 — величина ручного управления выходом регулятора. Управление переключением режимов осуществляется входом IG блока SEL.
Источник: studbooks.net
Язык функциональных блоков — fbd
Язык программирования FBD (Function Block Diagram) является составной частью стандарта IEC-61131 и так же входит в стандарт IEC-61499.
Язык программирования FBD представляет собой графический язык, спроектированный для описания процессов прохождения сигналов. Язык FBD имеет сходство с электрическими схемами, потому инженеры — схемотехники, не имея опыта программирования, легко смогут составить на его базе электрическую схему системы управления.
FBD является графическим языком и применяется для построения комплексных процедур, состоящих из различных функциональных библиотечных блоков – арифметических, тригонометрических, регуляторов, мультиплексоров и т.д. Он подходит также для управления непрерывными процессами и процессами регулирования. При этом осуществляется представление функций посредством блоков, связанных между собой. Соединения между выходами функциональных блоков в явном виде могут отсутствовать, а выход блока может соединяться со входами одного или нескольких блоков.
Основными объектами языка FBD являются элементарные функции и элементарные функциональные блоки (ФБ). Они находятся в библиотеке, логика их работы (программа) написана на языке С и не может быть изменена в редакторе FBD (изменять можно только их параметры). Кроме них можно использовать функции и ФБ пользователя, которые конструируются пользователем из элементов языка FBD.
Разработка программы осуществляется с помощью графического редактора посредством формирования блок-схемы из перечисленных выше компонентов, которые объединяются друг с другом либо посредством внешних (фактических) параметров (переменные, соответствующие входам и выходам), либо непосредственно линиями связи – графическими связями.
Идеология программирования на языке FBD подразумевает, что время исполнения каждой программы должно быть вполне определенным, т.е. детерминированным. Другими словами ни одна программа не имеет права зациклиться на неопределенное время, например на ожидании какого-либо события.
FBD — программа очень напоминает функциональную схему электронного устройства. Каждый ФБ имеет фиксированное количество входных точек связи и фиксированное количество выходных точек связи.
FBD — программа описывает функцию между входными и выходными переменными. Эта функция представляется совокупностью элементарных ФБ. Тип каждой переменной должен быть тем же, что и тип соответствующего входа. Входом FBD — блока может быть константа, любая внутренняя, входная или выходная переменная.
Данный язык программирования, помимо прочего, может использоватся для описания шагов и переходов в языке SFC. Функциональные блоки инкапсулируют данные и методы, чем подобны объектно-ориентированным языкам программирования, но они не поддерживают наследование и полиморфизм.
Источник: studfile.net
Язык программирования FBD
Язык программирования FBD (Function Block Diagram) является составной частью стандарта IEC-61131 и так же входит в стандарт IEC-61499.
Язык программирования FBD представляет собой графический язык, спроектированный для описывания процессов прохождения сигналов через разнообразные объекты. Язык FBD имеет сходство с электрическими схемами, потому инженеры-схемотехники, не имя опыта программирования, легко смогут составить на его базе электрическую схему системы управления.
Язык программирования FBD оперирует различными функциональными блоками между входными и выходными переменными. FBD блоки представляют собой некую функцию, написанную на IL, SFC или других языках, а так же, из других блоков, которые могут быть многократно использованы в разных частях программы.
Каждый FBD блок имеет графическое изображение, принятое при разработке функциональных схем электронных устройств. Представлены они в виде прямоугольников и являются собой единичной операцией над входными переменными.
Выходные контакты могут подключаться к выходным и внутренним переменным. Кроме того, можно передавать выходной сигнал на вход другому функциональному блоку или же функции.
Переменные и входы соединяют специальными линиями связи. Эта линия и указывает распространение сигнала FBD программы .
Идеология программирования на языке FBD подразумевает, что время исполнения каждой программы должно быть вполне определенным, т.е. детерминированным. Другими словами ни одна программа не имеет права зациклиться на неопределенное время, например на ожидании какого-либо события.
Данный язык программирования, помимо прочего, может использоватся для описания шагов и переходов в языке SFC. Функциональные блоки инкапсулируют данные и методы, чем подобны объектно-ориентированным языкам программирования, но они не поддерживают наследование и полиморфизм.
Описание fbd элементов в целом схоже с описанием функций и методов в привычных языках программирования. К типовым FBD блокам относятся блок таймера, ПИД-регулятора, блок секвенсора, триггера, генератора импульсов, фильтра, и т. п.
FBD программа формируется в специальном LCADA-конфигураторе и загружается на ПЛК.
Если Вы не нашли ответа на интересующий вопрос в статье — воспользуйтесь поиском или задайте его в комментариях!
Билет 12. Упрощенный и стандартный язык последовательных функциональных схем. Состав элементов, их назначение, различия параллельных и альтернативных ветвей, понятия шагов, действий и привязок, порядок их выполнения.
Об этом полезно знать:
Система планово-предупредительного ремонта (ППР) Система ППР — это комплекс планируемых организационно-технических мероприятий по уходу.
Пример решения задач Задача 1. Построить график рыночного равновесия на холодильники в магазине за день. Определите равновесную цену (Pе) и равновесный.
Учение П.К. Анохина о функциональных системах и саморегуляции функций. Узловые механизмы функциональной системы Функциональная система – временное функциональное объединение нервных центров различных органов и систем организма для.
ФОРМУЛЫ И ДИАГРАММЫ ЦВЕТКОВ Для краткой записи строения цветка в ботанике используют формулы и диаграммы, которые дают наглядное представление о его строении.
Исполнение обязательств Исполнение обязательства состоит в совершении должником в пользу кредитора конкретного действия.
Источник: studopedia.ru