76. Язык fbd. Структура программы, основные элементы и правила программирования. Библиотека функциональных блоков (фб) системы Quantum

FBD (Function Block Diagram) – язык функциональных блоковых диаграмм, с помощью которого программа представляется из различных функциональных блоков. Язык удобен для программирования задач, например вычислительного характера, решение которых может быть представлено функциональной схемой, состоящий из таких блоков как сложение, умножение, интегрирование и т.д.

Язык FBD позволяет пользователю строить сложные процедуры обработки данных и управления объектами. В языке используются существующие библиотеки функций (логических, арифметических, ввода/вывода) и связывание их в функциональную схему или диаграмму решает поставленную задачу.

Позволяет использовать сложные алгоритмы простым вызовом функций и функциональных блоков. Имеет большую библиотеку блоков для управления непрерывным динамическим процессам.

При программировании задач логического управления FBD заимствует символику булевой алгебры и, как булевы символы имеют входы и выходы, которые могут быть соединены между собой, FBD более эффективен для представления структурной информации, чем язык релейно-контактных схем.

Диаграмма FBD описывает программу определяющую взаимосвязь между входными и выходными переменными. Программа представляет собой набор стандартных элементарных функциональных блоков, имеющихся в библиотеке Quantum.

Элементарный блок представляется одиночным прямоугольником. Элементарный блок реализует одну функцию между входами и выходами. Имя функции, реализуемой блоком, пишется на символе прямоугольника. Входы соединяются с левым краем. Выходы соединяются с правым краем.

Входом блока может быть:

• входная переменная;

• выходная переменная.

• внутренняя переменная;

• константа;

Выходом блока может быть:

• внутренняя переменная; выходная переменная.

Входные и выходные переменные присоединяются к блоку линиями соединения. Левые и правые части линии соединения должны иметь тот же самый тип переменной. Выход блока может быть присоединена к входу любого другого блока.

Способы подключения блоков FBD

Прямое подключение

Инверсное подключение

Множественные подключения

Множественные подключения используются для широковещательной передачи информации от левого края до каждого правого края.

Порядок расчета диаграмм FBD

Порядок обработки функций и функциональных блоков в программе определяется потоком данных в соответствии со следующим правилом – вычисление функции или блока возможно, если известны значения всех его входов. Поменять порядок расчета можно с помощью меток и условных переходов:

>>LAB – переход на метку "LAB"; LAB: – определение метки "LAB".

Если линия связи слева от символа перехода находится в состоянии true, то исполнение программы переходит на соответствующую метку.

В случае если z1 AND z2будет равно true, то вычисление второй операции будет пропущено, и сразу продолжено вычисление третьей.

Специальная метка RETURN прекращает выполнение FBD программы. Если RETURN встречается в основной программе, прерывается её выполнение и начинается выполнение следующей ниже программы. В функциях и функциональных блоках происходит возврат в место вызова.

Объекты языка FBD в системе CONCEPT:

• EFB (Elementary Function Block) - элементарные функции и элементарные функциональные блоки

• DFB (Derived Function Block) - функции и функциональные блоки пользователя

• UDEFB (User Defined Elementary Function Block) – разработанные пользователем на языке Си

Библиотека элементарных функциональных блоков (EFB):

• IEC - Содержит элементарные функциональные блоки, определенные в стандарте IEC 11313. Например, она имеет блоки для математических и логических операций, блоки счетчиков, триггеров, таймеров и т.д.

• EXTENDED - Расширяет библиотеку IEC и имеет похожую структуру. Содержит полезные добавления к отдельным библиотекам.

• SYSTEM - Содержит EFB для использования системных функций контроллера. Она имеет EFB для определения времени сканирования, эксплуатации различных системных часов, управления порядком выполнения SFC-программами и для мониторинга статуса системы.

• ANA_I/O - Используется для взаимодействия с модулями аналогового ввода/вывода и предварительной обработки сигналов, полученных с этих блоков.CONT_CTLСодержит алгоритмы непрерывного управления (блоки интегрирования, дифференцирования, регуляторы и др.).

• FUZZY - Содержит функциональные блоки нечеткой логики.

• DIAGNO - Используется для самодиагностики управляющей программы. Содержит EFB для обнаружения ошибок действия, для обнаружения ошибок реакции, обнаружения ошибок взаимной блокировки, для диагностики требований процесса, динамического обнаружения ошибок и для мониторинга групп сигналов.

• COMM - Используется для обмена данными между ПЛК и другими узлами с использованием сетей Modbus, Modbus Plus или Ethernet.