PRAUT - 2007-08 - Predavanje04

8/19/2019 PRAUT - 2007-08 - Predavanje04

1/35

Praktikum automatizacije

Predavanje 04 – Podatkovni

blokovi, funkcije i funkcijski

blokovi. Indirektno adresiranje.


2/35

Praktikum automatizacije -- Predavanje 04 2

Sažetak Predavanja 03 (1)• PLC-e se konfigurira i programira putem programske

podrške na osobnom računalu

• Konfiguracijom se definira prisutno sklopovlje PLC-a iparametrira to sklopovlje

• Program se prebacuje na programabilne module – CPU

module• Program se piše u nekom od četiri jezika definirana

standardom IEC 61131-3: – LD

– FBD

– IL

– ST


3/35


Sažetak Predavanja 03 (2)• Razmatrali smo programiranje osnovnih binarnih

operacija u LD, FBD i IL – Radni i mirni kontakti – Bistabili

– Detekcija brida RLO

• Razmatrali smo programiranje osnovnihdigitalnih operacija u LD, FBD i IL: – Aritmetičke operacije

– Operacije pretvorbe između tipova

– Operacije usporedbe

– Brojila

– Vremenski registri


4/35


Pregled Predavanja 04• Programiranje PLC-a:

– Podatkovni blokovi (DB) – Logički blokovi

• Funkcije (FC)

• Funkcijski blokovi (FB)• Sistemske funkcije (SFC) i sistemski funkcijski blokovi (SFB)

• Nadgledanje PLC-a u radu

• Dijagnostika PLC-a• Indirektno adresiranje kod S7-300


5/35


Memorijska mjesta za spremanje

podataka u PLC-u• Primjer Siemens PLC-a:

Bit memorija

PIQ

PII

Podatkovniblokovi

DBx

DBy

DBz

...

I/Opodruč je

L stog

Timer-i

Counter-i

Registri na

samim modulima

U njega se spremaju:

• privremene varijable u FC,FB,OB

• parametri koje se predaje FC

Sistemska memorija Radna memorija


6/35


Podatkovni blokovi• Podatkovni blokovi su korisnički deklarirana područ ja

radne memorije namijenjena spremanju podataka

(nekoliko desetaka kB radne memorije iskoristivo za tusvrhu)

• Korisniku je nebitna fizička adresa podatkovnog bloka,samo relativna adresa podatka unutar bloka

• Podatkovni blokovi se međusobno razlikuju oznakom;npr. DB1, DB8, DB99,... – može im se, kao i logičkim blokovima, dodijeliti simboličko ime

radi lakšeg snalaženja u programu

• Prema namjeni, podatkovni blokovi se dijele na: – Dijeljene (engl. Shared DB) – pristupa im se iz bilo kojeg dijelakôda

– Pridružene (engl. Instance DB) – pristupa im se samo iz FBkojem su pridijeljeni prilikom poziva


7/35


Deklaracija dijeljenog podatkovnog bloka• Podatkovni blok

deklarira senavođenjempodataka s pripadnimtipovima koje upodatkovnom blokutreba spremiti

• Navodi se također i inicijalnavrijednost na koju se

postavlja pripadnamemorijska lokacija prirezervaciji memorije (tj.prebacivanju bloka na PLC)

Ime

podatkaTip

podatka

Početna

vrijednostKomentar

Prebacivanje

na PLC


8/35


Pregled podataka u podatkovnom bloku• Podatci se u

podatkovnom

bloku nadgledaju utzv. podatkovnompogledu (dataview)

Mogućnost

on-line

nadgledanja

podataka


9/35


Adresiranje podataka u

podatkovnom bloku• I podatkovni blok se

može promatrati kaobyte-ovno orjentirana

memorijska tablica

DB99 (Simbol: Podatci)

Broj1

xx

Motor.Struja

Motor.Brzina

Mjerenja[1]

Mjerenja[2]

Mjerenja[3]

Mjerenja[4]

Mjerenja[5]

Mjerenja[6]

0

1

2

3

45

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

Byte

DB99.DBW0 ili

“Podatci”.Broj1

DB99.DBX7.0 ili “Podatci”.Zastavica

DB99.DBB4 ili “Podatci”.xx[1]

DB99.DBD8 ili

“Podatci”.Motor.Struja

DB99.DBW12 ili

“Podatci”.Motor.Brzina

DB99.DBW18 ili

“Podatci”.Mjerenja[3]


10/35


Rad s podatkovnim blokovima• Procesor posjeduje dva registra za adresiranje

podatkovnih blokova: – DB register 1 za adresiranje jednog dijeljenog DB – DB register 2 za adresiranje jednog pridruženog DB

• Podatkovni blok čija se brojčana oznaka trenutno nalaziu DB registru naziva se otvorenim

– Podatkovni blok otvara se u STL naredbom OPN:

• Radi mogućih kasnijih preinaka u programu ipodatkovnom bloku, najbolje je koristiti simbolički pristup

OPN DB99 //upisivanje adrese 99 u DB register 1

L DBD8ili L DB99.DBD8

L “Podatci”.Motor.Struja

OPN DI28 //upisivanje adrese 28 u DB register 2L DIB 7

ili L DI28.DBB7


11/35


Blokovi kôda• Standardom IEC 61131-3 definirani su sljedeći

standardni blokovi kôda u PLC-ima: – Funkcije (FC) – Funkcijski blokovi (FB)

• FB ima pridružen podatkovni blok na kojeg

sprema vrijednosti ulaznih parametara pri pozivute statičke varijable bloka – Pridruženi podatkovni blok je privatni memorijski

prostor funkcijskog bloka

• FC nema statičkih varijabli niti privatnimemorijski prostor, a ulazni parametri joj sepredaju preko stoga


12/35


Primjer funkcije bez formalnih

parametara• Promijenjeni primjer s

laboratorijskog bloka 1 –FC19

• Ova funkcija načinjena jeda obavi određeni posao

točno nad zadanimadresama: Q4.1, MW30,...

• Ne može se upotrijebiti za

obavljanje istog posla nadnekim drugim skupomadresa


13/35


Blokovi s formalnim parametrima

• Kôd bloka često je potrebno iskoristiti na

nekoliko mjesta u programu, za obavljanje istihoperacija nad različitim adresama

• Da bi se to postiglo, blok se mora pisati s

formalnim ulaznim i izlaznim parametrima• To je sasvim prirodno u višim programskim

jezicima

• Programeri PLC-a koriste ovu mogućnost zastvaranje biblioteka vlastitih univerzalnih blokova


14/35


Primjer funkcije s formalnim

parametrima (1)• Promatrajmo funkciju

FC19 i zaključimo koje suvarijable – ulazne (IN, samo ih se čita

funkcijom),

– izlazne (OUT, samo se na

njih piše funkcijom) – ulazno-izlazne (IN-OUT i

čita ih se i piše na njih)

– privremene (TEMP,

potrebne za spremanjemeđurezultata u funkciji, nitiulazne niti izlazne)

IN

IN

IN-OUT

IN-OUT

IN-OUT

IN-OUT

IN-OUT

IN-OUTTEMP TEMP OUT


15/35


Primjer funkcije s formalnim

parametrima (2)

Poziv funkcije:

IN

IN-OUT

Zamjena apsolutnih

adresa u kôdu formalnim

parametrima

(kod snimljen pod imenom

FC29)

OUT


16/35


Blokovi “s” memorijom• Bloku se može pridijeliti i privatni memorijski

prostor, kojemu samo instrukcije iz tog blokaimaju pravo pristupa – tada se radi ofunkcijskom bloku (FB)

• U taj prostor spremaju se varijable koje jepotrebno pamtiti iz poziva u poziv bloka (tzv.statičke varijable bloka)

• Primjer iz FC29: pomoćne memorije za

detekciju brida i broj događanja mogu se sakritiod ostatka kôda i spremati u podatkovni blokpridružen kôdu


17/35


Funkcijski blok kojim se zamjenjuje

FC29 (1)• Kôd bloka sasvim je isti kao i kôd FC29;

drugačija je samo podjela formalnih parametarapo kategorijama

• Sve IN-OUT varijable proglasit ćemo statičkim

varijablama bloka i sakriti od ostatka kôda• Rezultirajući funkcijski blok imenujemo FB29


18/35


Funkcijski blok kojim se zamjenjuje

FC29 (2)• Prema predlošku tablice

deklaracija funkcijskog blokastvara se podatkovni blokpridružen funkcijskom bloku;imenujemo ga npr. DB29:

• Funkcijski blok FB29 poziva se navodeći i njemu za tajpoziv pridruženi podatkovni blok:

Jednostavnije sučelje!

Statičke varijable su skrivene i korisnik

se o njihovom smještaju u memoriju

ne mora brinuti!


19/35


Poziv funkcije ili funkcijskog bloka

iz IL

• Kada funkcija ili funkcijski blok imaju

parametre, pozivanje je u STL moguće jedino naredbom CALL

Pozivanje FC29: Pozivanje FB29:

CALL FB29, DB29

Driving_bit:=Q4.1

Reset_bit:=I1.0

BCD_prikaz:=MD18

CALL FC29

Driving_bit:=Q4.1

Reset_bit:=I1.0

BCD_prikaz:=MD18

Brid1:=M150.0

Brid2:=M150.1

Broj_pojavljivanja:=MD30


20/35


Zauzeće lokalnog stoga s

privremenim varijablama (1)

2 5 6

B y t e - a

Događaj

Zauzećena L stogu

1

OB1

OB 1

1

Operacijskisustav

FC 20

sa priv.varijablama

FC20

FC17

OB1

3

3

FC17

OB1

4

4

OB1

FC17

6

6

FC 20

sa priv.varijablama

FC20

OB1

FC17

5

5

FC 17

sa priv.varijablama

2

OB1

FC17

2

7

OB1

7

256 byte-a na

razini prioriteta

cikličkog izvođenja


21/35


Zauzeće lokalnog stoga s

privremenim varijablama (2)Izvršavanje

Za S7-300™:

Veličina L stogaKlasa prioriteta

256 byte1

27Startup (izvršava se samo jednom)

Cikličko izvršavanje

256 byte

256 byte

256 byte12

3

2Vremenski

uvjetovanoizvršavanje

Time-of-Day prekid

Time-Delay prekid

Ciklički prekid

Greška u ciklusu

256 byte16

28

26

256 byte

Događajemuvjetovanoizvršavanje

Sklopovski prekid

Greška pri pokretanju

Ukupna veličina:

1.5 kB

(CPU 313..316)


22/35


Sistemske funkcije i sistemski

funkcijski blokovi• Skup instrukcija koje je proizvođač namijenio za

obavljanje specifičnih funkcija, primjer S7-300PLC-a (Standard Library):

– Čitanje sistemskog sata – SFC1 (simbol “READ_CLK”):

– Uvećanje IEC brojila – SFB0 (simbol “CTU”):


23/35


Nadgledanje varijabli PLC-a• Standardom IEC 61131-3 nisu

propisane mogućnosti

programskih alata za rad sPLC-om u područ junadgledanja PLC-a u radu

• Međutim, funkcije nadgledanjaPLC-a u radu postale sustandardnim dijelom većineprograma za rad s PLC-ima

• RSLogix 500 (Allen Bradley):Custom Data Monitor,Histogram

• MelSoft (Mitsubishi): GX IECDeveloper

• Step 7 (Siemens):Monitor/Modify Variables,Monitor Block

RSLogix 500, Histogram:

Step 7, Monitor/Modify Variables:

Vremenska

baza za

crtanje

histograma


24/35


Sistemska dijagnostika (1)• PLC na razini operacijskog sustava nadzire rad

korisničkog programa i sklopovlje PLC-a

• Pojava greške uzrokuje: – Poziv potprograma za obradu te vrste greške na najvišoj razini

prioriteta

– Zapis u dijagnostički spremnik

• Korisniku se na taj način omogućuje da u zasebnompotprogramu isprogramira reakciju PLC-a na svakupojedinu grešku

• Korisnik preko programskog alata za rad s PLC-om imamogućnost iščitavanja dijagnostičkog spremnika – Naknadna analiza zbog čega se dogodila neka greška na PLC-u


25/35


Sistemska dijagnostika (2)• Često jedan potprogram može biti zadužen za više

podtipova grešaka

• Operacijski sustav u odgovarajućoj privremenoj varijablipotprograma zapisuje kôd događaja i na taj načinomogućuje korisniku da ima različite reakcije upotprogramu ovisno o podtipu greške

• Primjeri potprograma za obradu greške kod serije S7-300 (Siemens): – OB80: prekoračenje vremena ciklusa (kôd W#16#3501),...

– OB121: greška u BCD pretvorbi (kôd W#16#2521), kôd pozvanefunkcije nije prisutan u memoriji PLC-a (kôd W#16#253C), kôdpozvanog funkcijskog bloka nije prisutan u memoriji PLC-a (kôdW#16#253E),...


26/35


Neposredno i direktno adresiranje

kod S7-300• Neposredno adresiranje (immediate

addressing):L -1 //učitavanje INT konstante -1 u ACCU1L L#-1 //učitavanje DINT konstante -1 u ACCU1

L DW#16#AB8ACCD2 //učitavanje 32-bitnog niza zapisanog u hex bazi

L TOD#17:00:05.457 //učitavanje Time_of_day konstante

• Direktno adresiranje (direct addressing): A Q7.1 //radni kontakt nad adresom Q7.1

L MW30 //učitavanje riječi s byte-ova 30 i 31 memorijskog polja M u ACCU1

SD T58 //rad s timer-om 58 u on-delay načinuL DB76.DBB7 //učitavanje byte-a 7 podatkovnog bloka 76 u ACCU1

L LW8 //učitavanje riječi iz dijela L-stoga pridijeljenom bloku, s adrese 8


27/35


Indirektno adresiranje kod S7-300• Procesor S7-300 PLC-a posjeduje 2 32-bitna registra

zaspremanje adresa pri indirektnom adresiranju: AR1 i

AR2• Dva su tipa indirektnog adresiranja moguća:

– area-internal (unutar naredbom zadanog memorijskog područ ja);oblik adrese:

00000000 00000bbb bbbbbbbb bbbbbxxxb – bitovi koji određuju adresu byte-a

x – bitovi koji određuju adresu bita

– area-crossing (unutar memorijskog područ ja zadanog adresom);

oblik adrese:10000yyy 00000bbb bbbbbbbb bbbbbxxx

y – identifikator memorijskog područ ja


28/35


Identifikator memorijskog područ ja

• Pridruženje između kodova i memorijskih polja kodindirektnog adresiranja unutar memorijskog područ ja

zadanog adresom:1000 0yyy

P 1000 0000 80 I/O područ je

I 1000 0001 81 PII

Q 1000 0010 82 PIQM 1000 0011 83 Bitovna memorija

DB 1000 0100 84 Otvoreni dijeljeni DB

DI 1000 0101 85 Otvoreni pridruženi DBL 1000 0110 86 Lokalni stog

VL 1000 0111 87 Parametri FC na lok. stogu


29/35


Adresna konstanta• Konstantu tipa adrese moguće je sažeto zapisati

naredbom:L P#10.0 //area-internal adresa učitava se u ACCU1

L P#I10.0 //area-crossing adresa učitava se u ACCU1

• Postoje i posebne naredbe kojima se sadržaj ACCU1 prebacuje u adresni registar AR1 ili AR2i obrnuto

LAR1 //sadržaj ACCU1 ide u AR1

LAR2 //sadržaj ACCU1 ide u AR2

LAR1 P#30.2 //AR1 puni se area-internal adresnom konstantom

LAR2 P#Q2.7 //AR2 puni se area-crossing adresnom konstantom

TAR1 //sadržaj AR1 ide u ACCU1

TAR2 //sadržaj AR2 ide u ACCU1


30/35


Indirektno adresiranje (1)• Moguće je adresiranje s podatcima u poljima L,

M, DB, DI

• Indirektno adresiranje timer-a i counter-a:SD T [LW 8] // rad s timer-om čiji je broj zapisan u LW 8

CU C [DBW 2] // rad s counter-om čiji je broj zapisan u trenutnootvorenom dijeljenom DB u njegovoj riječi na adresi 2

• Area-internal indirektno adresiranje (memorijskopolje navodi se u naredbi): A I [LD 2] //AND s bitom u polju I čija je adresa zapisana kao

area-internal pointer u LD 2

O I [MD 10] //OR s bitom u polju I čija je adresa zapisana kao area-

internal pointer u MD 10XN Q [DBD 7] //...

A M [DID 5]

A M [MD 2]

Primjer:

L P#2.4

T MD 10

A I [MD 10]

A I2.4


31/35


Indirektno adresiranje (2)• Area-internal indirektno adresiranje preko

adresnog registra: A I [AR1,P#0.0] // AND s bitom u memorijskom polju I čiji se položaj

određuje adresnim registrom AR1

A Q [AR2,P#20.7] // AND s bitom u memorijskom polju Q čiji se položajodređuje adresom koja se dobije sumom

AR2+P#20.7

• Area-crossing indirektno adresiranje:

A [AR1, P#2.4] // AND s bitom u memorijskom polju određenom sumom

area-crossing adrese u AR1 i konstante P#2.4

T B [AR1, P#20.0] // prijenos najnižeg byte-a iz ACCU1 na area-crossing adresu u

AR1 uvećanu za P#20.0

T D [AR2,P#0.0] //prijenos ACCU1 na dvostruku riječ na area-crossing adresizapisanoj u AR2 L P#I7.6

LAR1

A [AR1,P#0.0]

Primjer:

A I7.6


32/35


Primjer • Podatkovni blok DB18 sastoji se od polja od 10 podataka tipa

WORD te od DINT broja kojin služi kao pokazivač:

• Svakih 5 sekundi potrebno je uzeti uzorak s ulaza IW0 i ciklički ga

spremati u polje u podatkovnom bloku DB18, na način da se

najstariji podatak prebriše novim

Deklaracijski pogled na DB 18: Podatkovni pogled na DB 18:


33/35


Rješenje• Program se piše u OB35, konfiguriranjem

se namješta da se ciklički prekid, kojeg

OB35 servisira, poziva svakih 5 sekundi

OPN DB 18 //otvaranje DB 18

L DBD 20

LAR1 //pokazivač

se iz DBD 20 prebacuje u AR1L IW 0

T DBW [AR1,P#0.0] //sadržaj IW0 se prebacuje u DBW određen adresom u AR1

TAR1 //prebacivanje AR1 u ACCU1

L P#2.0

+D //adresa u ACCU1 se uvećava za 2 byte-a

L P#20.0 //ACCU2:=ACCU1, ACCU1:=P#20.0

>=D //RLO je 1 ako je adresa u ACCU2 veća ili jednaka 20 byte

TAK //zamjena ACCU1 i ACCU2

JCN KRAJ

L P#0.0 //adresa se vraća na nulu ako je veća ili jednaka 20 byte

KRAJ: T DBD 20 //adresa se upisuje u DBD 20 za sljedeći prolaz


34/35


Zaključak (1)

• Veće količine podataka u PLC-u se spremaju u

podatkovne blokove – U podatkovnim blokovima podatci se mogu jednostavno strukturirati u složenije podatkovnetipove

• Preglednost i ponovna uporabljivost kôdapovećavaju se upotrebom funkcija s pridruživimparametrima i funkcijskih blokova

• Statičke varijable i ulazno-izlazni parametrifunkcijskog bloka spremaju se u podatkovni blokpridružen funkcijskom bloku


35/35


Zaključak (2)

• Na lokalni stog spremaju se privremene

varijable bloka i ulazno-izlazni parametrifunkcija

• Upoznali smo se s naredbama za

indirektno adresiranje u PLC-u

Documents

PRAUT - 2007-08 - Predavanje04