будут появляться в соответствии с указанной скоростью обмена. Когда же значение регистра SxTIME равно 0, данные в окне «Serial» будут отображаться гораздо быстрее.

Имитацию приема последовательных данных сделать также легко, как и имитацию сигнала, поступающего на цифровой вход. Предположим, что в вашей системе есть некое внешнее устройство, которое на вход последовательного порта процессора периодически (например, раз в секунду) посылает некоторые данные. Вы можете создать сигнальную функцию, которая будет подавать данные на вход последовательного порта отлаживаемого процессора.

Работает эта сигнальная функция следующим образом: делает паузу на 1 секунду, затем подает на вход последовательного порта символы «A», «B» и «C» и повторяет все сначала.

ЛИТЕРАТУРА

1.Боборыкин А.В., Липовецкий Г.П. и др. Однокристальные микроЭВМ./ А.В. Боборыкин, Г.П. Липовецкий - М.: МИКАП, 1994. 400 с.

2.Григорьев В.Л. Программное обеспечение микропроцессорных систем./ В.Л. Григорьев - М.: Энергоатомиздат, 1983.- 208 с.

3.Бродин В.Б. Справочник. Микроконтроллеры: архитектура, программирование, интерфейс./ В.Б. Бродин, М.И. Шагурин - М.:ЭКОМ, 1999. 264 с.

4.Документация на микроконтроллеры фирмы Intel MCS51/151/251. (ка-

талог pdf файлов) - http://www.intel.com/design/mcs51/docs_mcs51.htm

140

ТЕМА 17

Микроконтроллеры серий S5, и S7. Основные блоки и их характеристики. Архитектура ЦПУ, организация памяти контроллера.

Сегодня многие российские предприятия понимают, что для достижения успеха в условиях рыночной экономики необходимо использование современной техники автоматизации. Эта техника нашла широкое применение в металлургии, автомобилестроении, химической и пищевой промышленности, электроэнергетике и машиностроении, а также, в новых, только нарождающихся отраслях. Определяющую роль при модернизации производства играет верное соотношение между увеличением эффективности и инвестиционными затратами. Поэтому при создании новых проектов очень важной является возможность выбора из широкого арсенала, имеющегося на мировом рынке, средств автоматизации самого оптимального технического решения.

Одной из ведущих фирм-производителей средств автоматизации является фирма SIEMENS (Германия). Она занимает устойчивое положение на рынке программируемых логических контроллеров (ПЛК). По данным рыночных исследований, проведенных международной исследовательской корпорацией Automation Research Corporation за 1998 год, доля фирмы SIEMENS в общем мировом рынке сбыта программируемых логических контроллеров составляет 25.3 % , что выводит ее на первое место в ряду с такими фирмами как ALLEN-BRADLEY, AEG SCHNEIDER, KLOCKNER-MOELLER, ALFA LAVAL AUTOMATION, OMRON, BOSCH , MITSUBISHI, CEGELEC, ABB, PHILIPS.. Второе место с долей 18.4 %

принадлежит корпорации ROCKWELL AUTOMATION, в состав которой входит фирма ALLEN-BRADLEY (США). Распределение мест в европейском рынке сбыта ПЛК между двумя крупными конкурентами является таковым: фирма

SIEMENS - 43.5 %, фирма ALLEN-BRADLEY - 9.7 %. Такое уверенное превос-

ходство определено многими факторами. Это и широкий ассортимент компонентов техники автоматизации, начиная от маломощных и недорогих контроллеров, и возможность решения сложных задач комплексной автоматизации, наличие обучающих и консультационных центров, и широкая сеть системных интеграторов - предприятий, оказывающих услуги сервиса, наладки и инжиниринга.

Система SIMATIC S5 как одна из самых лучших на мировом рынке ПЛК, производителем которой является фирма SIEMENS, заложила основные стандарты в области автоматизации производства. В настоящее время по всему миру установлено и работает более 1 млн контроллеров SIMATIC S5, что является лучшим доказательством эффективности и качества данной продукции. Контроллеры SIMATIC S5 пользуются спросом и сегодня, несмотря на появление на рынке контроллеров новой волны SIMATIC S7. Доля контроллеров SIMATIC S5 по сравнению с контроллерами SIMATIC S7 на европейском рынке составляет 76.8 %, а на Российском рынке – 50.6 %. Последние цифры говорят, с одной стороны, о более динамичном внедрении самых современных контроллеров в России в пе-

141

риод формирования рыночной экономики, а с другой стороны, о долгожительстве надежных и проверенных систем автоматизации SIMATIC S5.

БЛОКИ В ПРОГРАММЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

Программное обеспечение STEP 7 дает вам возможность структурировать свою пользовательскую программу, иными словами, разбивать программу на отдельные автономные программные секции. Это дает следующие преимущества:

•Такие программы проще для понимания.

•Отдельные программные секции могут быть стандартизованы.

•Упрощается организация программы.

•Легче производить модификацию программы.

•Отладка упрощается, так как можно тестировать отдельные секции.

•Значительно упрощается прием системы в эксплуатацию.

ТИПЫ БЛОКОВ

Имеется несколько различных типов боков, которые вы можете использовать внутри пользовательской программы S7:

OB, FB, SFB, FC и SFC содержат секции программы и поэтому известны также как логические блоки. Допустимое количество блоков каждого типа и допустимая

142

длина блоков зависят от CPU.

ФУНКЦИИ (FC)

Функции (FC) относятся к блокам, которые вы программируете сами. Функция – это логический блок "с памятью". Временные переменные, принадлежащие FC, хранятся в стеках локальных данных. После того как FC выполнена, эти данные теряются. Чтобы хранить эти данные постоянно, функции могут также использовать разделяемые (глобальные) блоки данных.

Так как FC не имеет собственной памяти, то вы всегда должны определять для нее фактические параметры. Для локальных данных FC нельзя назначать начальные значения.

Применение

FC содержит программную секцию, которая выполняется всегда, когда FC вызывается другим логическим блоком. Функции можно использовать для следующих целей:

•для возврата значения функции в вызывающий блок (пример: математические функции);

•для выполнения технологической функции (пример: отдельная функция управления с битовой логической операцией).

Назначение фактических параметров формальным параметрам

Формальный параметр – это макет для "фактического" параметра. Фактические параметры заменяют формальные параметры при вызове функции. Вы всегда должны ставить в соответствие фактические параметры формальным параметрам FC (например, фактический параметр "E3.6" формальному параметру "Start"). Входные, выходные параметры и параметры типа вход/выход, используемые FC, хранятся как указатели на фактические параметры логического блока, который вызвал FC.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БЛОКИ (FB)

Функциональные блоки (FB) относятся к блокам, которые вы программирует сами. Функциональный блок – это логический блок "с памятью". В качестве памяти ему назначается блок данных (экземплярный блок данных). В экземплярном DB сохраняются параметры, передаваемые FB, и статические переменные. Временные переменные хранятся в стеке локальных данных.

Данные, сохраняемые в экземплярном DB, не теряются, когда исполнение FB завершено. Однако, данные, сохраняемые в стеке локальных данных, теряются, теряются, когда исполнение FB завершено.

ПРИМЕНЕНИЕ

FB содержит программу, которая исполняется всегда, когда FB вызывается другим логическим блоком. Функциональные блоки значительно облегчают про-

143

граммирование часто встречающихся сложных функций. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БЛОКИ И ЭКЗЕМПЛЯРНЫЕ БЛОКИ ДАННЫХ

Экземплярный блок данных назначается каждому вызову функционального блока, который передает параметры.

Вызывая более одного экземпляра FB, можно с помощью одного FB управлять более чем одним устройством. Например, FB для некоторого класса двигателей может управлять различными двигателями, используя различные наборы экземпляров данных для разных двигателей. Данные для каждого двигателя (например, скорость, накопленное время работы и т. д.) могут быть сохранены в одном или нескольких экземплярных DB.

На следующем рисунке показаны формальные параметры FB, который использует фактические параметры, сохраненные в экземплярном DB.

Переменные, имеющие тип данных FB

Если ваша пользовательская программа структурирована таким образом, что некоторый FB содержит вызовы других, уже существующих функциональных блоков, вы можете включить FB, подлежащие вызову, в таблицу писания переменных вызывающего блока в качестве статических переменных, имеющих тип данных FB. Этот способ позволяет вам "вкладывать" переменные и концентрировать экземпляры данных в одном блоке данных (мультиэкземплярном).

Области памяти и их функции

Большинство операндов в AWL обращаются к областям памяти. В следующей таблице перечислены области памяти и описаны функции каждой области.

144

145

ТЕМА 18

Набор операций, выполняемых контроллером, формы представления программ, функции “И” и “ИЛИ”, управление несколькими выходами, учет особенностей датчиков при составлении программного обеспечения, преобразования логических функций.

146

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА

Каждый CPU содержит операционную систему, которая организует все функции и последовательности в CPU, не связанные с конкретной задачей управления. Задачи операционной системы состоят в следующем:

•обработка "теплого" и "горячего" перезапуска;

•обновление таблицы образа процесса для входов и вывод таблицы образа процесса для выходов;

•вызов программы пользователя;

•обнаружение прерываний и вызов ОВ прерываний;

•обнаружение и обработка ошибок;

•управление областями памяти;

•обмен информацией с устройствами программирования и другими коммуникационными партнерами.

Если вы измените параметры операционной системы (настройку операционной системы по умолчанию), вы можете повлиять на работу CPU в определенных областях.

ПРОГРАММА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

Вы должны сами создать программу пользователя и загрузить ее в CPU. Она содержит все функции, необходимые для обработки вашей конкретной задачи автоматизации. Задачи программы пользователя состоят в следующем:

•определение условий для "теплого" и "горячего" перезапуска в CPU (например, инициализация сигналов с определенным значением);

•обработка данных процесса (например, логическая комбинация двоичных сигналов, считывание и анализ аналоговых сигналов, задание двоичных сигналов для вывода, вывод аналоговых значений);

•определение реакции на прерывания;

•обработка нарушений в нормальном исполнении программы.

БУЛЕВА БИТОВАЯ ЛОГИКА Булева битовая логика используется в следующих основных командах:

•И (A) и ее инверсная форма И-НЕ (AN);

•ИЛИ (O) и ее инверсная форма ИЛИ-НЕ (ON);

•Исключающее ИЛИ (X) и ее инверсная форма, Исключающее ИЛИ-НЕ

(XN).

Эти команды выполняют следующие основные функции:

•Они опрашивают состояние сигнала операнда, чтобы выяснить активизирован операнд «1» или нет «0»;

•Они опрашивают состояние сигнала таймера или счетчика, чтобы выяснить, установлен ли он в «0» (значение = 0) или в «1» (значение > 0);

Бит FC определяет результат логической операции (RLO):

147

•Если FC равен 0, то результат опроса состояния остается неизменным и будет сохранен в RLO (начало логической цепи);

•Если FC равен 1, то результат опроса состояния будет логически скомбинирован с логической командой (A, O, X) в соответствии с таблицей истинности и будет сохранен в RLO.

Таблица истинности внутри булевой логической цепи

Операнды основных функций

Операнд команды может быть битом, таймером или счетчиком.

Команда обращается к операнду с помощью одного из следующих видов адресации:

•Идентификатор операнда и адрес внутри области памяти, определяемой идентификатором операнда (см. таблицы 18.1 и 18.2).

•Бит, таймер или счетчик, передаваемый в качестве параметра (см. табл.

148

АНАЛИЗ УСЛОВИЙ С ПОМОЩЬЮ И, ИЛИ И ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ

Спомощью битовых логических команд можно опрашивать биты слова состояния CC 0, CC 1, BR, OV и OS. На эти биты оказывают влияние следующие команды

(табл. 18.4).

Табл. 18.4

149

Отношение результата к 0

Комбинация битов CC 1 и CC 0 в слове состояния может быть легко опрошена с помощью «замещающих операндов» (например, >0, ==0, <0 и т.д.). Табл. 18.5 показывает связь между различными комбинациями битов и упрощенным опросом. Например, вы можете опросить комбинацию CC 1 = 0 и CC 0 = 1 в команде И с помощью A <0.

Пример

L +10 Загрузить целое число 10 в младшее слово аккумулятора 1 в качестве нижней границы.

L MW30 Загрузить значение слова памяти MW30 в младшее слово акку- мулятора 1, передав целое значение 10 в младшее слово аккуму-

150

Булевы битовые логические команды могут также дать программе возможность реагировать на ситуацию, когда результат арифметической операции над числами с плавающей точкой является недопустимым, так как одно из чисел не является допустимым числом с плавающей точкой (недопустимо, UO). Команда опрашивает состояние сигнала битов CC1 и CC0 слова состояния (см. табл. 18.5).

ТЕМА 19

Режимы обработки программы пользователя, организационные блоки, программные блоки, функциональные блоки, функции и системные функции, блоки данных.

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ БЛОКИ И СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ

Организационные блоки (ОВ) образуют интерфейс между операционной системой и программой пользователя. Они вызываются операционной системой и управляют циклическим и по прерываниям исполнением программы, а также запуском программируемого логического контроллера. Они также обрабатывают реакцию на ошибки. Программируя организационные блоки, вы определяете реакцию CPU.

151

152

1) Класс приоритета 29 соответствует приоритету 0,29. Фоновый цикл имеет более низкий приоритет, чем свободный цикл.

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ БЛОК ДЛЯ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОГРАМ-

МЫ (OB1)

Циклическая обработка программы – это "стандартный" тип исполнения программы в программируемых логических контроллерах. Операционная система вызывает ОВ1 циклически, и этим вызовом она начинает циклическое исполнение программы пользователя.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОГРАММЫ В следующей таблице показаны фазы циклической обработки программы:

153

ОБРАЗ ПРОЦЕССА

Чтобы в CPU во время циклической обработки программы находился непротиворечивый образ сигналов процесса, CPU обращается не непосредственно к адресным областям входов (I) и выходов (Q) на модулях ввода/вывода, а к области внутренней памяти CPU, содержащей образ входов и выходов.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОГРАММЫ

Циклическая обработка программы программируется записью программы пользователя в ОВ1 и в блоки, вызываемые внутри ОВ1 с помощью

STEP 7.

Циклическая обработка программы начинается, как только завершается без ошибок программа запуска.

ПРЕРЫВАНИЯ Циклическая обработка программы может быть прервана в результате:

•прерывания

•команды STOP (переключатель выбора режимов, опция меню на устройстве программирования, SFC46 STP, SFB20 STOP)

•выхода из строя питания

•появления неисправности или ошибки в программе

154

ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЦИКЛА

Время выполнения цикла – это время, необходимое операционной системе для выполнения циклической программы и всех программных секций, прерывающих цикл (например, выполнение других организационных блоков), и системных операций (например, обновления образа процесса). Это время контролируется.

Время выполнения цикла (TC) не одинаково в каждом цикле. На следующих рисунках показаны различные времена выполнения циклов (TC1 TC2) для существующих и новых CPU:

МАКСИМАЛЬНОЕ ВРЕМЯ ЦИКЛА

С помощью STEP 7 вы можете изменить максимальное время цикла, установленное по умолчанию. Когда это время истекает, или CPU переходит в режим STOP, или вызывается ОВ80, в котором вы можете определить, как CPU должен реагировать на эту ошибку.

МИНИМАЛЬНОЕ ВРЕМЯ ЦИКЛА

С помощью STEP 7 вы можете установить минимальное время цикла для S7-400 и CPU 318. Это полезно в следующих ситуациях:

•если интервал, с которым запускается исполнение программы в ОВ1 (проход главной программы), всегда должен быть одним и тем же;

•если таблицу образа процесса не нужно обновлять излишне часто без необходимости, когда время цикла слишком коротко.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ЗАПРОГРАММИРОВАННЫЕ БЛОКИ

У вас нет необходимости программировать каждую функцию самостоятельно. CPU S7 предоставляют в ваше распоряжение заранее запрограммированные блоки, которые вы можете вызывать в своей пользовательской программе.

Дополнительную информацию можно найти в справочнике по системным блокам и системным функциям (перейдите к Описаниям языков и к Помощи по блокам и системным атрибутам).

155

СИСТЕМНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БЛОКИ

Системный функциональный блок (SFB) – это функциональный блок, встроенный в CPU S7. SFB являются частью операционной системы и не загружаются как часть программы пользователя. Как и FB, SFB – это блоки "с памятью". Для SFB тоже нужно создавать экземплярные блоки данных и загружать их в CPU как часть программы.

CPU S7 предоставляют в распоряжение следующие SFB:

•для связи через проектируемые соединения;

•для встроенных специальных функций (например, SFB29 ”HS_COUNT"

на CPU 312 IFM и CPU 314 IFM).

СИСТЕМНЫЕ ФУНКЦИИ

Системная функция – это заранее запрограммированная, оттестированная функция, встроенная в CPU S7. Вы можете вызвать SFC в своей программе. SFC являются частью операционной системы и не загружаются как часть программы. Как и FC, SFC являются блоками "без памяти".

CPU S7 предоставляют SFC для следующих функций:

•копирование и блочные функции;

•контроль программы;

•работа с часами и счетчиками рабочего времени;

•передача наборов данных;

•передача событий из CPU всем остальным CPU в мультипроцессорном

режиме;

•обработка прерываний по времени и с задержкой;

•обработка синхронных и асинхронных ошибок;

•информация о статических и динамических системных данных, например, диагностика;

•обновление образа процесса и обработка битовых массивов;

•адресация модулей;

•децентрализованная периферия;

•связь с помощью глобальных данных;

•связь через не спроектированные соединения;

•генерирование сообщений, относящихся к блокам.

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ БЛОКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРОГРАММ, УПРАВЛЯЕМОЙ ПРЕРЫВАНИЯМИ

Предоставляя ОВ прерываний, CPU s7 обеспечивают следующие возможности:

•секции программы могут исполняться в определенные моменты времени или через определенные интервалы (управление по времени);

•ваша программа может реагировать на внешние сигналы от процесса.

156

Циклическая программа пользователя не должна запрашивать, произошли или нет события прерывания. Если прерывание происходит, то операционная система обеспечивает, чтобы программа исполнялась пользователя в ОВ прерываний, так что имеет место запрограммированная реакция на прерывание со стороны программируемого логического контроллера.

Типы и применения прерываний Следующая таблица показывает, как могут быть использованы различные

типы прерываний.

ТЕМА 20

Системы счисления, константы с фиксированной точкой, константы с плавающей точкой, константы счетчика и константы таймера, загрузка, перенос, загрузка числовых значений, загрузка параметров времени, RS и SR триггеры, детекторы фронтов, запоминание промежуточных результатов, D-триггер, триггер со счетным входом, установка входов.

При составлении программ пользователя могут использоваться различные формы представления числовых данных: двоичная, десятичная, шестнадцатиричная и BCD формат.

Команды загрузки (L) и передачи (Т) позволяют программировать обмен информацией между модулями ввода или вывода и областями памяти или между областями памяти. CPU выполняет эти команды в каждом цикле как безусловные команды, т.е. результат логической операции на них не влияет.

Команды L и T производят обмен информацией через аккумулятор. Команда L записывает (загружает) содержимое своего исходного адреса в аккумулятор 1, сдвигая всю уже содержащуюся там информацию в аккумулятор 2. Старое содержимое аккумулятора 2 заменяется. Команда Т копирует содержимое аккумулятора 1 и записывает его в соответствующую целевую память. Так как команда Т только копирует информацию, находящуюся в аккумуляторе 1, то она остается доступной для других команд.

Команды L и T могут обрабатывать информацию байтами (8 битов), слова-

157

ми (16 битов) и двойными словами (32 бита).

Аккумулятор содержит 32 бита. Данные длиной менее 32 битов располагаются в аккумуляторе справа. Остальные биты аккумулятора заполняются нулями.

Команда L может обращаться к константам в 8, 16 и 32 бита, а также к символам ASCII. Этот вид адресации называется непосредственной адресацией.

158

или счетчика, можно считать двоичное значение времени (счета) и загрузить его в младшее слово аккумулятора 1. Этот вид загрузки называют прямой загрузкой.

Основной особенность этой команды является то, что при считывании значения таймера, вы получаете только число в диапазоне 0…999. Значение базы таймера при этом не загружается.

Команды LС Tn и LС Cm, где n и m номер таймера или счетчика, позволяют загрузить в младшее слово аккумулятора 1 значение времени (счета) в ВСD коде.

Следующие команды можно использовать для преобразования чисел, представленных в двоично-десятичном коде, и целых чисел в другие виды чисел:

159

BCD в целое: BTI

Команда BCD в целое (BTI) преобразует трехразрядное число, записанное в двоично-десятичном коде (BCD-число, см. рис. 12.1) в младшем слове аккумулятора 1 в 16–битовое целое число. BCD-число может находиться в диапазоне от – 999 до +999. Результат преобразования сохраняется в младшем слове аккумулятора 1.

Значение BCD числа

эти биты при преобразовании не используются

Знак: 0000 для положительного числа, 1111 – для отрицательного

Если какой-либо разряд BCD–числа находится в недопустимом диапазоне между 10 и 15, то при попытке преобразования возникает ошибка BCDF. Имеет место один из следующих случаев:

•CPU переходит в состояние STOP. В диагностический буфер вносится запись «BCD Conversion Error [Ошибка BCD-преобразования]» с идентификатором события номер 2521;

•Если запрограммирован OB121, то он вызывается.

BCD в двойное целое: BTD

Команда BCD в двойное целое (BTD) преобразует семиразрядное число, записанное в двоично-десятичном коде (BCD–число) в аккумуляторе 1 в 32–

160

битовое целое число. BCD–число может находиться в диапазоне от –9 999 999 до +9 999 999. Результат преобразования сохраняется в аккумуляторе 1.

Если какой-либо разряд BCD–числа находится в недопустимом диапазоне между 10 и 15, то при попытке преобразования возникает ошибка BCDF. Имеет место один из следующих случаев:

•CPU переходит в состояние STOP. В диагностический буфер вносится запись «BCD Conversion Error [Ошибка BCD-преобразования]» с идентификатором события номер 2521;

•Если запрограммирован OB121, то он вызывается.

Целое в BCD: ITB

Команда Целое в BCD (ITB) преобразует 16–битовое целое число, находящееся в младшем слове аккумулятора 1 в трехразрядное число, записанное в дво- ично-десятичном коде. BCD–число может находиться в диапазоне от–999 до +999. Результат преобразования сохраняется в младшем слове аккумулятора 1.

Если целое число слишком велико, чтобы быть представленным в формате BCD, то преобразование не производится, биты переполнения (OV) и сохраняемого переполнения (OS) в слове состояния устанавливаются в 1.

Целое в двойное целое: ITD

Команда Целое в двойное целое (ITD) преобразует 16–битовое целое число, находящееся в младшем слове аккумулятора 1, в 32–битовое целое число. Результат преобразования сохраняется в аккумуляторе 1.

Двойное целое в BCD: DTB

Команда Двойное целое в BCD (DTB) преобразует 32–битовое целое число, находящееся в аккумуляторе 1, в семиразрядное число, записанное в двоичнодесятичном коде. BCD–число может находиться в диапазоне от –9 999 999 до +9 999 999. Результат преобразования сохраняется в аккумуляторе 1.

Если двойное целое число велико, чтобы быть представленным в формате BCD, то преобразование не выполняется, биты переполнения (OV) и сохраняемого переполнения (OS) в слове состояния устанавливаются в 1.

Двойное целое в вещественное: DTR

Команда Двойное целое в вещественное (DTR) преобразует 32–битовое целое число, находящееся в аккумуляторе 1 в 32–битовое число с плавающей точкой в формате IEEE (вещественное число). Если необходимо, команда округляет результат. Результат преобразования сохраняется в аккумуляторе 1.

Следующие команды можно использовать для преобразования 32–битового числа с плавающей точкой в формате IEEE, находящегося в аккумуляторе 1, в 32– битовое целое (двойное целое) число. Отдельные команды отличаются друг от друга методом округления.

161

Результат преобразования сохраняется в аккумуляторе 1. Если преобразуется число, не являющееся числом с плавающей точкой, или число с плавающей точкой, которое не может быть преобразовано в целое число (32 бита), то преобразование не выполняется и появляется указание о переполнении.

Пример.

L MD10 Загрузить значение числа с плавающей точкой (32 бита, IEEE) из двойного слова памяти MD10 в аккумулятор 1.

RND Преобразовать число с плавающей точкой (32 бита) в целое число (32 бита), округлить до ближайшего целого числа и сохранить результат в аккумуляторе 1.

T MD20 Передать результат в двойное слово памяти MD20.

Следует особенно сказать о формате числа с плавающей точкой.

Бит 31 − бит знака мантиссы (значение 1 соответствует отрицательному знаку).

Биты 23 ÷ 30 − порядок мантиссы. Биты 0 ÷ 22 − собственно мантисса.

162

Рассмотрим представление числа 10,0 в памяти контроллера (рис. 20.1)

Десятичное значение − 10,0

Рис. 20.1. Представление числа с плавающей точкой в памяти контроллера

Знак может принимать значения "0" (положительное число) и "1" (отрицательное число). Экспонента сохраняется как константа, увеличенная на 1 (смещена на +127), так что она имеет диапазон значений от 0 до 255. Мантисса представляет собой дробную часть. Целая часть мантиссы (integer component) не хранится, так как она или всегда равна 1 (в случае нормированных чисел с плавающей запятой), или всегда равна 0 (в случае ненормированных чисел с плавающей запятой).

КОМАНДЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ФРОНТОВ: FP, FN

Вы можете использовать команды Положительный фронт (FP) и Отрицательный фронт (FN) как чувствительные к изменению сигнала контакты релей- но-контактной схемы. Эти команды обнаруживают и реагируют на изменения результата логической операции. Переход с 0 на 1 называется «положительным фронтом». Переход с 1 на 0 называется «отрицательным фронтом».

Следующий список операторов позволяет программе реагировать на положительный фронт импульса (рис. 20.2).

163

“меньше или равно”, функции сравнения в логических операциях. Установка счетчика, сброс счетчика, прямой и обратный счет, опрос счетчика, представление счетчика, примеры программирования.

Команды Сравнить можyj использовать для сравнения следующих пар числовых значений:

•два целых числа (16 битов);

•два двойных целых числа (32 бита);

•два вещественных числа.

Числовые значения, подлежащие сравнению, предварительно загружаютсяв аккумуляторы 1 и 2. Команда Сравнить сравнивает значение в аккумуляторе 1 со значением в аккумуляторе 2 в соответствии с критериями, перечисленными в табл. 21.1.

Результатом сравнения является логической величиной, т.е. 1 или 0. 1 указывает, что результат сравнения является истиной; 0 указывает, что результат сравнения является ложью. Этот результат сохраняется в бите результата логической операции (бит RLO). Этот результат вы можете использовать в своей программе для дальнейшей обработки.

Когда CPU выполняет команду сравнения, он также устанавливает биты в слове состояний. Другие команды AWL могут анализировать биты слова состояния. CPU выполняет команды сравнения независимо от результата логической операции.

165

ОПЕРАЦИИ СО СЧЕТЧИКАМИ

Счетчик – это функциональный элемент языка программирования STEP 7, предназначенный для счета.

Счетчики имеют зарезервированную область памяти в CPU. Эта область памяти резервирует одно 16-битовое слово для каждого счетчика.

Набор команд списка операторов поддерживает 256 счетчиков. Количество счетчиков, доступных в CPU, описано в технических данных CPU.

Операции со счетчиками являются единственными функциями, имеющими

166

доступ к области памяти, зарезервированной для счетчиков.

Представление языка программирования STEP 7 в виде списка операторов предоставляет в распоряжение следующие команды:

•Установка (S);

•Сброс (R);

•Прямой счет (CU);

•Обратный счет (CD);

•Разблокировка счетчика (FR);

•Загрузка счетчика в одном из следующих форматов:

−двоичный (L)

−двоично-десятичный (LC)

•Опрос состояния сигнала счетчика и логическое сопряжение результата опроса с помощью булевой логической операции (A, AN, O, ON, X, XN). Опрос состояния сигнала с помощью команды A, O или X дает результат,

равный «1», когда значение счетчика больше нуля.

Опрос состояния сигнала с помощью команды A, O или X дает результат, равный «0», когда значение счетчика равно нулю.

УСТАНОВКА, СБРОС И РАЗБЛОКИРОВКА СЧЕТЧИКА

Установка счетчика в программе на AWL возможна одним из трех операто-

ров:

•Опрос состояния сигнала на равенство 0 или 1 (например, A I 2.3)

•Загрузка значения счетчика (например, L C# 3) в младшее слово аккумулятора 1

• Установка счетчика со значением, которое вы загрузили (например, S C 1). Эта операция пересылает значение счетчика из аккумулятора 1 в слово счетчика.

В программе на AWL изменение результата логической операции (RLO) с 0 на 1 перед командой Установить (S) устанавливает счетчик на запрограммированное счетное значение. Запрограммированное счетное значение и команда установки должны следовать сразу за логической операцией, определяющей условия установки счетчика.

Установить счетчик на определенное значение можно загрузкой этого значения в младшее слово аккумулятора 1 и, немедленно после этого, установкой счетчика. Когда вы устанавливаете в программе счетчик, CPU ищет в аккумуляторе 1 счетное значение. Затем CPU передает это счетное значение из аккумулятора 1 в слово счетчика, которое указано в операторе установки (например, S C 1). Диапазон счетных значений лежит между 0 и 999.

Пример установки счетчика

A I 2.3 Опросить состояние сигнала на входе I 2.3.

167

L C#3 Если состояние сигнала равно 1, загрузить счетное значение 3 в аккумулятор 1.

S C1 Установить счетчик C 1 на счетное значение 3. Эта операция пересылает счетное значение 3 из аккумулятора в слово счетчика 1.

Сброс счетчика

Счетчик сбрасывается с помощью команды Сбросить (R). CPU сбрасывает счетчик, когда результат логической операции равен 1 непосредственно перед командой R в вашей программе. Пока RLO перед оператором R равен 1, команда A, O или X, опрашивающая состояние сигнала счетчика, дает результат, равный 0, а команда AN, ON или XN – результат, равный 1. Когда программа сбрасывает счетчик, она очищает его, т.е. сбрасывает его значение в 0.

Если счетчик должен сбрасываться статическим сигналом на входе сброс

(R) и независимо от RLO других команд счетчика, вы должны записать оператор сброса непосредственно после оператора установки, прямого счета или обратного счета и перед опросом сигнала или операцией загрузки.

При программировании счетчиков следует придерживаться следующей последовательности:

1.Прямой счет

2.Обратный счет

3.Установка счетчика

4.Сброс счетчика

5.Опрос состояния сигнала счетчика

6.Загрузка значения счетчика (чтение значения счетчика)

Разблокировка счетчика для повторного пуска

Изменение с 0 на 1 результата логической операции перед командой Разблокировать (FR) разблокирует счетчик. CPU выполняет команду FR только при положительном фронте сигнала. Разблокировка счетчика не требуется ни для установки счетчика, ни для нормального счета. Разблокировка используется только для того, чтобы устанавливать счетчик или производить прямой или обратный счет, если перед соответствующим оператором счета требуется положительный фронт сигнала (переход из 0 в 1) и если бит RLO перед соответствующим оператором имеет состояние сигнала 1.

ПРЯМОЙ И ОБРАТНЫЙ СЧЕТ

В программе на AWL изменение результата логической операции с 0 на 1 перед командой прямого счета (CU) увеличивает счетчик. Каждый раз, когда непосредственно перед командой прямого счета появляется положительный фронт RLO, счетчик увеличивается на одну единицу. Когда счет достигает своего верхнего предела, равного 999, увеличение прекращается, и дальнейшее изменение

168

состояния сигнала на входе прямого счета никакого влияния не оказывает. Меры против переполнения (OV) не предусмотрены.

Bзменение результата логической операции с 0 на 1 перед командой обратного счета (CD) уменьшает счетчик. Каждый раз, когда непосредственно перед командой обратного счета появляется положительный фронт RLO, счетчик уменьшается на одну единицу. Когда счет достигает своего нижнего предела, равного 0, уменьшение прекращается, и дальнейшее изменение состояния сигнала на входе обратного счета никакого влияния не оказывает. Счетчик не ведет счета с отрицательными значениями.

ЗАГРУЗКА ЗНАЧЕНИЯ СЧЕТЧИКА В ВИДЕ ЦЕЛОГО ЧИСЛА

Значение счетчика хранится в слове счетчика в двоичном коде. Вы можете использовать следующую команду для считывания двоичного значения счетчика из слова счетчика и загрузки его в младшее слово аккумулятора 1:

L <слово счетчика>

Такой способ загрузки называют непосредственной загрузкой значения счетчика.

Вы можете использовать значение, содержащееся в аккумуляторе 1 в качестве результата операции загрузки L для дальнейшей обработки. Но вы не можете передать значение из аккумулятора в слово счетчика. Если вы хотите запустить счетчик с заданным счетным значением, вам нужно использовать соответствующий оператор установки счетчика.

ЗАГРУЗКА ЗНАЧЕНИЯ СЧЕТЧИКА В ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНОМ ФОРМАТЕ

Значение счетчика хранится в слове счетчика в двоичном коде. Вы можете использовать следующую команду для считывания значения счетчика в двоичнодесятичном формате (BCD) и загрузки его в младшее слово аккумулятора 1:

LC <слово счетчика>

Такой способ загрузки называют загрузкой значения счетчика в формате

BCD.

Значение, которое содержится в младшем слове аккумулятора 1 в качестве результата операции LC, имеет тот же формат, который необходим для установки счетчика.

ПРИМЕР СЧЕТЧИКА

Рис. 21.1 дает пример прямого счета, обратного счета, установки и сброса счетчика, опроса состояния сигнала счетчика и загрузки значения счетчика. Пример придерживается нормальной последовательности программирования. На рисунке числа указывают на объяснения, приведенные ниже.

1.Изменение RLO с 0 на 1 на входе установки устанавливает счетчик на счетное значение 3. Переход с 1 на 0 на входе установки воздействия на счетчик не оказывает.

2.Изменение RLO с 0 на 1 на входе обратного счета уменьшает счетчик на

169

единицу. Переход с 1 на 0 на входе обратного счета воздействия на счетчик не оказывает.

3.Результат опроса состояния сигнала оператором A C 1 равен 0, когда счетное значение равно 0.

4.Изменение RLO с 0 на 1 на входе прямого счета увеличивает счетчик на единицу. Переход с 1 на 0 на входе прямого счета воздействия на счетчик не оказывает.

5.Если RLO на входе сброса равен 1, счетчик сбрасывается. Опрос состояния сигнала дает 0. Изменение RLO с 1 на 0 на входе сброса воздействия на счетчик не оказывает.

6.Изменение RLO с 0 на 1 на входе прямого счета при наличии сигнала сброса вызывает кратковременное увеличение счетчика, после чего он немедленно сбрасывается непосредственно следующим далее в программе оператором сброса. (На рис. 7.1 это кратковременное увеличение показано импульсной линией на временной диаграмме). После этого опрос состояния сигнала дает результат, равный 0.

7.Изменение RLO с 0 на 1 на входе разблокировки при наличии сигналов прямого и обратного счета заставляет счетчик кратковременно увеличиться, а затем немедленно уменьшиться из-за непосредственно следующего в программе оператора обратного счета. (На рис. 7.1 это кратковременное увеличение показано импульсной линией на временной диаграмме). Переход с 1 на 0 на входе разблокировки воздействия на счетчик не оказывает.