1.2. Функции и функциональные блоки

В разделе кратко описаны некоторые простейшие FFB, доступные в библиотеке IEC. Для удобства эти FFB разбиты на группы. В имени FFB часто присутствует тип данных, который должен стоять вместо «***» (например, ADD_REAL). Более полно FFB описаны в [1].

Группа элементарных функций «Arithmetic» - арифметика

В этой группе представлены EF, выполняющие арифметические операции (табл. 2.1). Типы данных на входах (IN) и выходе (OUT) должны быть одинаковыми. Некоторые EF допускают расширение количества входов до 32.

Таблица 2.1

Группа «Arithmetic»

Имя функции	Тип данных	Действие	Примечание
ADD_***	ANY_NUM, TIME	Сложение OUT=IN1+IN2+…	Количество входов – до 32 для ANY_NUM
DIV_***	ANY_NUM	Деление OUT:=IN1/IN2	Для ANY_INT – целочисленное деление
MOD_***	ANY_INT	Остаток от целочисленного деления
MOVE	ANY	OUT=IN

Окончание таблицы 2.1

Имя функции	Тип данных	Действие	Примечание
MUL_***	ANY_NUM	Умножение OUT=IN1*IN2*…	Количество входов – до 32
SUB_***	ANY_NUM, TIME	вычитание OUT=IN1–IN2
TIME_MUL_***	IN1: TIME IN2: ANY_NUM OUT: TIME	умножение OUT=IN1*IN2
TIME_DIV_***	IN1: TIME IN2: ANY_NUM OUT: TIME	деление OUT=IN1/IN2

Группа элементарных функциональных блока «Bistable» – триггеры

В группу входят два триггера: RS (с доминирующим входом «Сброс» – R1) и SR (с доминирующим входом «Установка» – S1). Оба триггера имеют выход Q1. Разрешенный тип данных на входах и выходах – BOOL.

Ниже приведена таблица переходов RS и SR триггеров. В таблице «» означает лог. 0 или лог. 1.

Таблица 2.2
Таблицы переходов RS и SR триггеров
Q1t-1  Q1t+1	R1t	St		Q1t-1  Q1t+1	Rt	S1t
0  0		0		0  0		0
0 1	0	1		0 1		1
1  1	0			1  1	0	
1  0	1			1  0	1	0

Группа элементарных функций «Comparison» - сравнение

В группу входят EF, выполняющие функцию сравнения входных данных типа ANY_ELEM (табл. 2.3). Количество входов в EF может варьироваться от 2 до 32. Если условие сравнения выполняется, то выходная переменная (типа BOOL) принимает значение лог. 1, иначе – лог. 0.

			Таблица 2.3
Группа «Comparison»
Имя функции	Условие сравнения	Описание функции сравнения
EQ_***	=	OUT=1, если IN1=IN2 и IN2=IN3 и IN3=IN4…
GE_***		OUT=1, если IN1IN2 и IN2IN3 и IN3IN4…
LE_***		OUT=1, если IN1IN2 и IN2IN3 и IN3IN4…
GT_***	>	OUT=1, если IN1>IN2 и IN2>IN3 и IN3>IN4…
LT_***	<	OUT=1, если IN1<IN2 и IN2<IN3 и IN3<IN4…
NE_***		OUT=1, если IN1IN2 и IN2IN3 и IN3IN4…

Группа элементарных функций «Converter» - преобразование типа данных

В группу входят EF (табл. 2.4), преобразующие тип данных.

При преобразовании типов данных выполняются условия:

• если входные данные имеет большую разрядность чем выходные, то значение выходных данных определяется младшими разрядами входных данных;

• если входные данные имеет меньшую разрядность чем выходные, то входные данные передаются в младшие разряды выходных данных, а старшие разряды обнуляются;

• при преобразовании знаковых переменных в незнаковые знак теряется.

На рис. 2.3 приведен пример преобразования переменной Sensor_Temperature типа UDINT в переменную Temperature типа REAL с помощью функции UDINT_TO_REAL:

Таблица 2.4
Группа «Converter»
Имя функции	Действие
BOOL_TO_***	Преобразование данных типа BOOL в данные типа ANY_NUM, BYTE или WORD
BYTE_TO_***	Преобразование данных типа BYTE в данные типа ANY_NUM, BOOL или WORD
DINT_TO_***	Преобразование данных типа DINT в данные типа INT, ANY_BIT, UDINT, UINT, REAL, TIME
INT_TO_***	Преобразование данных типа INT в данные типа, ANY_BIT, DINT, UDINT, UINT, REAL или TIME..
REAL_TO_***	Преобразование данных типа REAL в данные типа ANY_BIT или ANY_INT, или TIME.
REAL_TRUNC_TO_***	Преобразование данных типа REAL в данные типа ANY_INT с округлением в сторону нуля.
TIME_TO_***	Преобразование данных типа TIME в данные типа ANY_BIT или ANY_NUM
UDINT_TO_***	Преобразование данных типа UDINT в данные типа ANY_BIT, DINT, INT, UINT, REAL, TIME
UINT_TO_***	Преобразование данных типа UINT в данные типа ANY_BIT, DINT, INT, UDINT, REAL или TIME
WORD_TO_***	Преобразование данных типа WORD в данные типа ANY_NUM, BOOL, BYTE, или TIME.

Группа элементарных функциональных блоков «Counter» - счетчики

В группу входят суммирующий – CTU (Up counter), вычитающий – CTD (Down counter) и реверсивный – CTUD (Up/Down counter) счетчики.

В суммирующем счетчике (рис. 2.4) для обнуления на вход R необходимо подать лог. 1. Изменение переменной на входе CD с лог. 0 к лог. 1 приводит к увеличению содержимого счетчика (выход CV) на 1. Выход Q становится равным лог. 1, если CV становится больше PV.

В вычитающем счетчике (рис. 2.5) при подаче на вход LD лог. 1 в счетчик (выход CV) записывается начальное значение, подаваемое на вход PV. Изменение переменной на входе CD с лог. 0 к лог. 1 приводит к уменьшению содержимого счетчика на 1. Выход Q становится равен лог. 1, если CV<=0.

В реверсивном счётчике (рис. 2.6) для обнуления на вход R необходимо подать лог. 1. При подаче на вход LD лог 1 в счетчик записывается начальное значение, подаваемое на вход PV. При одновременном приходе лог. 1 на входы LD и R, преимущество имеет вход R. Изменение значения на входе CU с лог. 0 к лог. 1 приводит к увеличению содержимого счетчика на 1. Такое же изменение на входе CD приводит к уменьшению содержимого счетчика. При одновременном изменении на входах CU и CD, вход CU имеет преимущество.

Выход CV предназначен для считывания содержимого счетчика. Выход QU=1, если CV>=PV. Выход QD=1, если CV<=0.

Группа элементарных функциональных блоков «Edge Detection» – обнаружение фронта/среза

В группу входят два EFB – R_TRIG и F_TRIG, имеющие вход CLK и выход Q. В R_TRIG на выходе Q появляется лог. 1 по фронту (переходу из лог. 0 к лог 1) на входе CLK. В F_TRIG на выходе Q появляется лог. 1 по срезу (переходу из лог. 1 к лог. 0) на входе CLK.

Группа элементарных функций «Logic» - логика

В группу входят EF, выполняющие поразрядные логические операции над данными типа ANY_BIT (табл. 2.5). Типы данных на входах и выходе должны быть одинаковыми.

			Таблица 2.5
Группа «Logic»
	Действие	Примечание
NOT_***	Поразрядное логическое отрицание
AND_***	Поразрядное логическое умножение	Количество входов – до 32
OR_***	Поразрядное логическое сложение	Количество входов – до 32
XOR_***	Поразрядное сложение по модулю 2	Количество входов – до 32
ROL_***	Циклический сдвиг влево	Количество разрядов для сдвига задается на входе N
ROR_***	Циклический сдвиг вправо	Количество разрядов для сдвига задается на входе N
SHL_***	Сдвиг влево	Количество разрядов для сдвига задается на входе N
SHR_***	Сдвиг вправо	Количество разрядов для сдвига задается на входе N

Группа элементарных функций «Numerical» - вычисление функций

В группу входят EF, предназначенные для вычисления:

- тригонометрических функций – SIN_REAL, COS_REAL, TAN_REAL, ASIN_REAL, ACOS_REAL и ATAN_REAL;

- квадратного корня – SQRT_REAL);

- натурального и десятичного логарифмов – LN_REAL и LOG_REAL;

- экспоненты – EXP_REAL;

(для перечисленных EF входные и выходные переменные имеют тип – REAL);

- возведения в степень – ***_EXPT_REAL;

- модуля – ABS_***.

Здесь «***» - переменная типа ANY_NUM.

Группа элементарных функций «Selection» - селекция

В EF группы «Selection» (табл. 2.6) входные и выходные данные могут быть любого типа (ANY_ELEM).

		Таблица 2.6
Группа «Selection»
Имя функции	Действие		Примечание
LIMIT_***	Передает на выход входное значение (вход IN), ограниченное сверху (вход MX) и снизу (вход MN)
MAX_***	Передает на выход максимальное значение из нескольких входных значений		Количество входов – до 32
MIN_***	Передает на выход минимальное значение из нескольких входных значений		Количество входов – до 32
MUX_***	Мультиплексор: соединяет заданный вход с выходом в зависимости от значения переменой на входе К		Количество входов – до 32 типа ANY, выбор входа переменной типа ANY_INT
SEL	Мультиплексор на два входа IN0 и IN1 типа ANY с переключателем логического типа

Пример: Для элементарной функции LIMIT_REAL (рис. 2.7) выполняется:

P=SENSOR_P, если 4.0 ≤ SENSOR_P ≤ 5.0;

Р =4.0, если P < 4.0;

Р=5.0, если P > 5.0.

Группа элементарных функциональных блоков «Timer» - таймер

В эту группу входят ЕFB TOF, TON и TP.

Во всех таймерах вход PT предназначен для задания величины выдержки времени (переменная типа TIME), вход IN – для пуска таймера (переменная типа BOOL). На выходе Q (переменная типа BOOL) формируется лог. 1 в момент времени, определяемый типом таймера, а на выходе ET (переменная типа TIME) формируется код текущего времени с начала пуска таймера.

На рис. 2.8 приведены временные диаграммы функционирования таймера TOF.

В FFB TOF (рис. 2.8) в исходном состоянии IN=0 и Q=0. При изменении переменной на входе IN из лог. 0 в лог. 1 (моменты (1, 4)) переменная на выходе Q принимает значение лог. 1. Отсчет времени начинается при изменении на входе IN из лог. 1 в лог. 0, при этом значение переменной на выходе ET начинает линейно увеличиваться. По окончании времени выдержки на выходе Q формируется переход из лог. 1. в лог. 0. Сброс таймера осуществляется подачей лог. 1 на вход IN (момент (4)).

В EFB TON (рис. 2.9) в исходном состоянии IN=0 и Q=0. Отсчет времени начинается (момент (1)) при изменении значения переменной на входе IN из лог. 0 в лог. 1. По окончании времени выдержки (момент (2)) переменная на выходе Q принимает значение лог. 0. Сброс таймера (моменты (3, 4)) осуществляется изменением значения переменной на входе IN из лог. 1 в лог. 0.

В FFB TP (рис. 2.10) в исходном состоянии IN=0 и Q=0. Отсчет времени начинается (момент (1)) при изменении значения переменной на входе IN из лог. 0 в лог. 1. При этом на выходе Q формируется лог. 1. По окончании времени выдержки на выходе Q формируется переход из лог. 1. в лог. 0. Сброс таймера осуществляется подачей лог. 0 на вход IN независимо от состояния таймера (во время отсчета выдержки или после ее окончания).