Битовые логические операцииБитовые логические операции работают с двумя цифрами (двоичные цифры или биты): 1 и 0. В мире контактов и катушек 1 означает активное состояние или протекание тока, а 0 – неактивное состояние или отсутствие протекания тока. Битовые логические операции интерпретируют сигнальные состояния 1 и 0 и сопрягают их в соответствии с правилами булевой логики. Эти сопряжения дают результат 1 или 0, которые называется «результатом логической операции» (RLO). Имеются битовые логические команды для выполнения следующих логических функций: - Нормально открытый и нормально замкнутый контакт опрашивают состояние сигнала контакта и дают результат, который или копируется в бит результата логической операции (RLO), или логически сопрягаются с RLO; - Выходная катушка и промежуточный выход (коннектор) присваивают RLO или временно запоминают его; - Следующие команды реагируют на RLO, равный 1: · установка выхода и сброс выхода; · триггеры «Установка-сброс» и «Сброс-установка»; - Другие команды реагируют на положительный или отрицательный фронт для выполнения следующих функций: · увеличение или уменьшение значения счетчика; · запуск таймера; · создание выхода, равного 1; - Остальные команды воздействуют на RLO непосредственно следующими способами: · отрицание (инвертирование) RLO; · сохранение RLO в бите двоичного результата слова состояния. 3.2.1 Нормально открытый и нормально замкнутый контакт Вы можете использовать команду «Нормально открытый контакт» (адрес) для опроса состояния сигнала контакта по указанному адресу. Если состояние сигнала по указанному адресу равно 1, то контакт замкнут, и команда дает результат, равный 1. Если состояние сигнала по указанному адресу равно 0, то контакт разомкнут, и команда дает результат, равный 0. Вы можете использовать команду «Нормально замкнутый контакт» (адрес) для опроса состояния сигнала контакта по указанному адресу. Если состояние сигнала по указанному адресу равно 0, то контакт замкнут, и команда дает результат, равный 1. Если состояние сигнала по указанному адресу равно 1, то контакт разомкнут, и команда дает результат, равный 0. Любая команда «Нормально открытый контакт» или «Нормально замкнутый контакт», не являющаяся первой в логической цепи, сопрягает результат опроса состояния сигнала со значением, хранящимся в бите RLO. Эта команда формирует сопряжение одним из следующих способов: - Если команда используется в последовательном соединении, то она сопрягает результат опроса состояния сигнала в соответствии с таблицей истинности логической функции И; - Если команда используется в параллельном соединении, то она сопрягает результат опроса состояния сигнала в соответствии с таблицей истинности логической функции ИЛИ.
В таблице 3.2.1 представлено описание параметров элементов «Нормально открытый контакт» и «Нормально замкнутый контакт». Таблица 3.2.1 – Элементы «Нормально открытый контакт» и «Нормально замкнутый контакт», их параметры
Пример использования Ток протекает, если выполняется одно из следующих условий (см. рисунок 3.2.1): равно 1 состояние сигнала на входах I0.0 И I0.1; ИЛИ равно 0 состояние сигнала на входе I0.2.
Рисунок 3.2.1 – Нормально открытый и нормально замкнутый контакт 3.2.2 Выходная катушка Команда «Выходная катушка» работает подобно катушке в релейно-контактной схеме. Цепь логических операций представляет цепь тока. Команда «Выходная катушка» присваивает состояние сигнала логической цепи катушке, к которой адресуется команда. Если ток течет через цепь, то состояние сигнала логической цепи равно 1. В противном случае состояние сигнала равно 0. Выходную катушку можно поместить только на правом конце логической цепи. Возможно использование нескольких выходных катушек. Выходную катушку нельзя помещать одну в пустой сегмент (катушка должна иметь предшествующее соединение). В таблице 3.2.2 представлено описание параметров элемента «Выходная катушка». Таблица 3.2.2 – Элемент «Выходная катушка» и его параметры
Пример использования Состояние сигнала выхода Q4.0 равно 1, если выполняется одно из следующих условий: равно 1 состояние сигнала на входах I0.0 И I0.1; ИЛИ равно 0 состояние сигнала на входе I0.2 (см. рисунок 3.2.2). Состояние сигнала выхода Q4.1 равно 1, если выполняется одно из следующих условий: равно 1 состояние сигнала на входах I0.0 И I0.1 И I0.3; ИЛИ равно 0 состояние сигнала на входе I0.2; И 1 на входе I0.3.
Рисунок 3.2.2 – Выходная катушка 3.2.3 Промежуточный выход (коннектор) Команда «Промежуточный выход» – это промежуточный присваивающий элемент, сохраняющий RLO. Этот промежуточный присваивающий элемент запоминает битовую логическую комбинацию последней открытой ветви перед этим элементом. В таблице 3.2.3 представлено описание параметров элемента «Промежуточный выход». Таблица 3.2.3 – Элемент «Промежуточный выход» и его параметры
Пример использования Следующие промежуточные выходы имеют следующие RLO (см. рисунок 3.2.3): - М0.0 имеет RLO цепи - М1.1 имеет RLO цепи - М2.2 имеет RLO всей битовой логической комбинации.
Рисунок 3.2.3 – Промежуточный выход (коннектор) 3.2.4 Инвертирование результата логической операции Команда «Инвертировать результат логической операции» выполняет отрицание RLO. Выход Q4.0 равен 1, если выполнено одно из следующих условий: состояние сигнала на входе I0.0 НЕ равно 1; ИЛИ состояние сигнала НЕ равно 1 на входе I0.1 или на входе I0.2 или на обоих (см. рисунок 3.2.4).
Рисунок 3.2.4– Инвертирование результата логической операции 3.2.5 Сохранение RLO в регистре BR Команда «Сохранить RLO в регистре BR» сохраняет RLO в бите BR слова состояния. Бит первичного опроса /FC не сбрасывается. По этой причине состояние бита BR включается в логическую операцию И в следующем сегменте. Не рекомендуется использовать SAVE, а затем опрашивать бит BR в том же блоке или в подчиненных блоках, т.к. бит BR может быть изменен многими командами в промежутке между этими событиями. Целесообразно использовать команду SAVE перед выходом из блока. Состояние цепи (=RLO) сохраняется в бите BR перед вызовом FC10 (см. рисунок 3.2.5).
Рисунок 3.2.5 – Сохранение RLO в регистре BR 3.2.6 Установка выхода Команда «Установка выхода» выполняется только тогда, когда RLO=1. Если RLO=1, эта команда устанавливает указанный адрес в 1. Если RLO=0, эта команда не оказывает влияния на указанный адрес (адрес остается неизменным). В таблице 3.2.4 представлено описание параметров элемента «Установка выхода». Таблица 3.2.4 – Элемент «Установка выхода» и его параметры
Пример использования Состояние сигнала на выходе Q4.0 устанавливается в 1, если выполняется одно из следующих условий (см. рисунок 3.2.6): равно 1 состояние сигнала на входах I0.0 И I0.1; ИЛИ равно 0 состояние сигнала на входе I0.2. Если RLO ветви равно 0, то состояние сигнала на выходе Q4.0 не меняется.
Рисунок 3.2.6 – Установка выхода 3.2.7 Сброс выхода Команда «Сброс выхода» выполняется только тогда, когда RLO=1. Если RLO=1, эта команда устанавливает указанный адрес в 0. Если RLO=0, эта команда не оказывает влияния на указанный адрес (адрес остается неизменным). В таблице 3.2.5 представлено описание параметров элемента «Сброс выхода». Таблица 3.2.5 – Элемент «Сброс выхода» и его параметры
Пример использования Состояние сигнала на выходе Q4.0 сбрасывается в 0, если выполняется одно из следующих условий (см. рисунок 3.2.7): равно 1 состояние сигнала на входах I0.0 И I0.1; ИЛИ равно 0 состояние сигнала на входе I0.2. Если RLO ветви равно 0, то состояние сигнала на выходе Q4.0 не меняется.
Рисунок 3.2.7 – Сброс выхода 3.2.8 Установка начального значения счетчика Вы можете использовать команду «Установить начальное значение счетчика» (SC), чтобы поместить предварительно заданное значение в указанный вами счетчик. Команда выполняется только при положительном фронте RLO. В таблице 3.2.6 представлено описание параметров элемента «Установка начального значения счетчика». Таблица 3.2.6 – Элемент «Установка начального значения счетчика» и его параметры
Пример использования Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 0 на 1, в счетчике С5 устанавливается начальное значение 100 (см. рисунок 3.2.8). Когда вы сохраните цепочку, это значение будет представлено на вашем экране как w#16#100. Если положительный фронт отсутствует, то значение счетчика С5 не меняется.
Рисунок 3.2.8 – Установка начального значения счетчика 3.2.9 Катушка со счетчиком прямого счета Команда «Катушка со счетчиком прямого счета» (CU) увеличивает значение указанного счетчика на единицу, если RLO имеет положительный фронт и значение счетчика меньше 999. В противном случае значение счетчика не изменяется. В таблице 3.2.7 представлено описание параметров элемента «Катушка со счетчиком прямого счета».
Таблица 3.2.7 – Элемент «Катушка со счетчиком прямого счета» и его параметры
Пример использования Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 0 на 1, то значение счетчика С10 увеличивается на 1 (если значение С10 не равно 999). Если положительный фронт отсутствует, то значение С10 не изменяется (см. рисунок 3.2.9).
Рисунок 3.2.9 – Катушка со счетчиком прямого счета 3.2.10 Катушка со счетчиком обратного счета Команда «Катушка со счетчиком обратного счета» (CD) уменьшает значение указанного счетчика на единицу, если RLO имеет положительный фронт и значение счетчика больше 0. В противном случае значение счетчика не изменяется. В таблице 3.2.8 представлено описание параметров элемента «Катушка со счетчиком обратного счета». Таблица 3.2.8 – Элемент «Катушка со счетчиком обратного счета» и его параметры
Пример использования Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 0 на 1, то значение счетчика С10 уменьшается на 1 (если значение С10 не равно 0). Если положительный фронт отсутствует, то значение С10 не изменяется (см. рисунок 3.2.10).
Рисунок 3.2.10 – Катушка со счетчиком обратного счета 3.2.11 Катушка с таймером – формирователем импульса Команда «Катушка с таймером – формирователем импульса» (SP) запускает указанный таймер с заданным значением времени, если RLO имеет положительный фронт. Таймер продолжает работать с заданным временем, пока значение RLO положительно. Опрос состояния сигнала таймера на 1 дает результат, равный 1, пока таймер работает. Если RLO меняется с 1 на 0 до истечения заданного времени, то таймер останавливается. В этом случае опрос состояния сигнала на 1 дает результат, равный 0. Единицами времени являются d (дни), h (часы), m (минуты), s (секунды), ms (миллисекунды). В таблице 3.2.9 представлено описание параметров элемента «Катушка с таймером – формирователем импульса». Таблица 3.2.9 – Элемент «Катушка с таймером – формирователем импульса» и его параметры
Пример использования Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 0 на 1 (см. рисунок 3.2.11), то таймер Т5 запускается. Таймер продолжает работать с заданным временем в 2 секунды, пока состояние сигнала на выходе I0.0 равно 1. Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 1 на 0 до истечения заданного времени, то таймер останавливается. Состояние сигнала на выходе Q4.0 равно 1, пока таймер работает. Примеры значений времени: S5T#2s = 2 секунды, S5T#12m_18s = 12 минут и 18 секунд.
Рисунок 3.2.11 – Катушка с таймером – формирователем импульса 3.2.12 Катушка с таймером – формирователем удлиненного импульса Команда «Катушка с таймером – формирователем удлиненного импульса» (SЕ) запускает указанный таймер с заданным значением времени, если RLO имеет положительный фронт. Таймер продолжает работать с заданным временем, даже если RLO становится равным 0 до истечения этого времени. Опрос состояния сигнала таймера на 1 дает результат, равный 1, пока таймер работает. Если RLO изменяется с 0 на 1 во время работы таймера, то таймер перезагружается с заданным временем. Параметры элемента «Катушка с таймером – формирователем удлиненного импульса» аналогичны параметрам, приведенным в таблице 3.2.9. Пример использования Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 0 на 1 (см. рисунок 3.2.12), то таймер Т5 запускается. Таймер продолжает работать, несмотря на отрицательный фронт RLO. Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 0 на 1 до истечения заданного времени, то таймер перезапускается. Состояние сигнала на выходе Q4.0 равно 1, пока таймер работает.
Рисунок 3.2.12 – Катушка с таймером – формирователем удлиненного импульса 3.2.13 Катушка с таймером – формирователем задержки включения Команда «Катушка с таймером – формирователем задержки включения» (SD) запускает указанный таймер, если RLO имеет положительный фронт. Опрос состояния таймера на 1 дает результат, равный 1, когда указанное время истекло без ошибок, а RLO еще равен 1. Когда RLO изменяет свое значение с 1 на 0 во время работы таймера, таймер останавливается. В этом случае опрос состояния сигнала на 1 всегда дает результат, равный 0. Параметры элемента «Катушка с таймером – формирователем задержки включения» аналогичны параметрам, приведенным в таблице 3.2.9. Пример использования Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 0 на 1 (см. рисунок 3.2.13), то таймер Т5 запускается. Если время истекло, а состояние сигнала на входе I0.0 еще равно 1, то выход Q4.0 равен 1. Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 1 на 0, то таймер останавливается, а выход Q4.0 становится равным 0.
Рисунок 3.2.13 – Катушка с таймером – формирователем задержки включения 3.2.14 Катушка с таймером – формирователем задержки включения с запоминанием Команда «Катушка с таймером – формирователем задержки включения с запоминанием» (SS) запускает указанный таймер, если RLO имеет положительный фронт. Таймер продолжает работать с указанным временем, даже если RLO меняется на 0 до истечения времени. Опрос состояния таймера на 1 дает результат, равный 1, когда время истекло, независимо от RLO. Таймер перезапускается с заданным временем, если во время работы таймера RLO меняется с 0 на 1. Параметры элемента «Катушка с таймером – формирователем задержки включения с запоминанием» аналогичны параметрам, приведенным в таблице 3.2.9. Пример использования Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 0 на 1, таймер T5 запускается (см. рисунок 3.2.14). Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 0 на 1 до истечения заданного времени, таймер перезапускается. Состояние сигнала на выходе Q4.0 устанавливается в 1 если заданное время истекло. Состояние сигнала на входе I0.1 = 1 сбрасывает таймер Т5, стирая оставшееся время.
Рисунок 3.2.14 – Катушка с таймером – формирователем задержки включения с запоминанием 3.2.15 Катушка с таймером – формирователем задержки выключения Команда «Катушка с таймером – формирователем задержки выключения» (SF) запускает указанный таймер, если RLO имеет отрицательный фронт. Результат опроса состояния сигнала таймера на 1 равен 1, когда RLO равен 1 или когда таймер работает. Когда RLO изменяется с 0 на 1 во время работы таймера, таймер сбрасывается. Таймер не перезапускается, пока RLO не поменяет свое значение с 1 на 0. Параметры элемента «Катушка с таймером – формирователем задержки выключения» аналогичны параметрам, приведенным в таблице 3.2.9. Пример использования Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 1 на 0 (см. рисунок 3.2.15), то таймер запускается. Если состояние сигнала на входе I0.0 меняется с 0 на 1, то таймер сбрасывается. Состояние сигнала на выходе Q4.0 равно 1, когда состояние сигнала на входе I0.0 равно 1 или когда таймер работает.
Рисунок 3.2.15 – Катушка с таймером – формирователем задержки выключения 3.2.16 Обнаружение положительного фронта RLO Команда «Обнаружение положительного фронта RLO» распознает изменение во введенном адресе с 0 на 1 и отображает это после выполнения операции как RLO=1. Текущее состояние сигнала в RLO сравнивается с состоянием сигнала адреса, бита памяти фронта. Если состояние сигнала адреса равно 0, а RLO перед операцией был равен 1, то RLO после операции будет равен 1 (импульс), и 0 во всех остальных случаях. Значение RLO перед операцией хранится в адресе. В таблице 3.2.10 представлено описание параметров элемента «Обнаружение положительного фронта RLO». Таблица 3.2.10 – Элемент «Обнаружение положительно фронта RLO» и его параметры
Пример использования Бит памяти фронта М0.0 (см. рисунок 3.2.16) сохраняет старое состояние RLO от всей битовой логической комбинации. Если имеет место изменение сигнала в RLO с 0 на 1, то программа переходит на метку CAS1.
Рисунок 3.2.16 – Обнаружение положительного фронта RLO 3.2.17 Обнаружение отрицательного фронта RLO Команда «Обнаружение отрицательного фронта RLO» распознает изменение во введенном адресе с 1 на 0 и отображает это после выполнения операции как RLO=1. Текущее состояние сигнала в RLO сравнивается с состоянием сигнала адреса, бита памяти фронта. Если состояние сигнала адреса равно 1, а RLO перед операцией был равен 0, то RLO после операции будет равен 0 (импульс), и 1 во всех остальных случаях. Значение RLO перед операцией хранится в адресе. Параметры элемента «Обнаружение отрицательного фронта RLO» аналогичны параметрам, приведенным в таблице 2.3.10.
Пример использования Бит памяти фронта М0.0 (см. рисунок 3.2.17) сохраняет старое состояние RLO от всей битовой логической комбинации. Если имеет место изменение сигнала в RLO с 1 на 0, то программа переходит на метку CAS1.
Рисунок 3.2.17 – Обнаружение отрицательного фронта RLO 3.2.18 Обнаружение положительного фронта сигнала Команда «Обнаружение положительного фронта сигнала» сравнивает состояние сигнала < адрес1> с результатом опроса состояния сигнала, хранящимся в < адрес2>. Если имеет место переход с 0 на 1, то выход Q равен 1. В противном случае он равен 0. В таблице 3.2.11 представлено описание параметров блока «Обнаружение положительного фронта сигнала». Таблица 3.2.11 – Блок «Обнаружение положительного фронта сигнала» и его параметры
Пример использования Выход Q4.0 равен 1, если выполняются следующие условия (см. рисунок 3.2.18): равно 1 состояние сигнала на входах I0.0 И I0.1 И I0.2; И имеется положительный фронт на входе I0.3; И равно 1 состояние сигнала на входе I0.4.
Рисунок 3.2.18 – Обнаружение положительного фронта сигнала 3.2.19 Обнаружение отрицательного фронта сигнала Команда «Обнаружение отрицательного фронта сигнала» сравнивает состояние сигнала < адрес1> с результатом опроса состояния сигнала, хранящимся в < адрес2>. Если имеет место переход с 1 на 0, то выход Q равен 1. В противном случае он равен 0. Параметры блока «Обнаружение отрицательного фронта сигнала» аналогичны параметрам, приведенным в таблице 3.2.11. Пример использования Выход Q4.0 равен 1, если выполняются следующие условия (см. рисунок 3.2.19): равно 1 состояние сигнала на входах I0.0 И I0.1 И I0.2; И имеется отрицательный фронт на входе I0.3; И равно 1 состояние сигнала на входе I0.4.
Рисунок 3.2.19 – Обнаружение отрицательного фронта сигнала
3.2.20 Установка-сброс триггера Команда «Установить-сбросить триггер» (SR-триггер) выполняет операции установки (S) и сброса (R) только тогда, когда RLO равен 1. RLO, равный 0, не оказывает влияния на эти операции. В таблице 3.2.12 представлено описание параметров SR-триггера. Таблица 3.2.12 – Блок «Установка-сброс триггера» и его параметры
Пример использования Если состояние сигнала равно 1 на входе I0.0 и 0 на входе I0.1, то бит памяти М0.0 устанавливается и выход Q4.0 равен 1 (см. рисунок 3.2.20). Если состояние сигнала равно 0 на входе I0.0 и 1 на входе I0.1, то бит памяти М0.0 сбрасывается и Q4.0 равен 0. Если оба состояния сигнала равны 0, то ничего не меняется. Если оба состояния сигнала равны 1, то операция «Сброс» имеет преимущество из-за своего расположения, М0.0 сбрасывается и Q4.0 равен 0.
Рисунок 3.2.20 – Установка-сброс триггера 3.2.21 Сброс-Установка триггера Команда «Бросить-установить триггер» (RS-триггер) выполняет операции установки (S) и сброса (R) только тогда, когда RLO равен 1. RLO, равный 0, не оказывает влияния на эти операции. Параметры RS-триггера аналогичны параметрам SR-триггера. Пример использования Если состояние сигнала равно 1 на входе I0.0 и 0 на входе I0.1, то бит памяти М0.0 сбрасывается и выход Q4.0 равен 0 (см. рисунок 3.2.21). Если состояние сигнала равно 0 на входе I0.0 и 1 на входе I0.1, то бит памяти М0.0 устанавливается и Q4.0 равен 1. Если оба состояния сигнала равны 0, то ничего не меняется. Если оба состояния сигнала равны 1, то операция «Установка» имеет преимущество из-за своего расположения, М0.0 устанавливается и Q4.0 равен 1.
Рисунок 3.2.21 – Сброс-Установка триггера Варианты заданий Вариант 1 Автоматизировать линию сортировки изделий. По конвейеру движутся низкие изделия, но редко могут встречаться и высокие. По ходу конвейера установлены две фотоголовки на расстоянии друг от друга, равном половине ширины изделия. Первая по ходу конвейера фотоголовка настроена на низкие изделия (нижняя фотоголовка), вторая – на высокие изделия (верхняя фотоголовка). При прохождении низкой детали перекрывается только нижняя фотоголовка, а при высоких – вначале нижняя, а затем верхняя фотоголовки. На выходе конвейера детали ударяются о сортировочную планку, и высокие изделия поступают в правый накопитель (левое положение планки), низкие – в левый (правое положение планки). Планка перебрасывается пневмоприводом. Для переброски влево или вправо достаточно хотя бы кратковременно подать команду на ее перемещение влево или вправо. Включение системы в работу – нажатием кнопки «Пуск». Вариант 2 Организовать управление тремя лампами в зависимости от нажатий управляющей кнопки следующим образом: первая лампа включается и выключается через одно нажатие кнопки, вторая – через каждые два нажатия кнопки, третья – через каждые три нажатия кнопки. Алгоритм реализовать, не используя счетчики. Вариант 3 Реализовать управление двумя вентиляторами. Для управления первым вентилятором служит кнопка «Пуск/Стоп» – при первом нажатии вентилятор включается, при последующем – выключается. Для управления вторым вентилятором служит кнопка «Дубль» – при ее нажатии вентилятор копирует режим первого (включен или выключен). Вариант 4 Автоматизировать освещение складских помещений, состоящих из пяти комнат. В каждой комнате установлен датчик движения, выдающий дискретный сигнал при обнаружении движения в комнате. Осветители установлены в каждой комнате. Каждый осветитель управляется своим каналом управления. Принцип управления следующий: свет в комнате включается при поступлении сигнала с соответствующего датчика движения, и при включенном свете в одной из соседних комнат. Для крайних комнат последнее условие не обязательно.
Содержание работы 1) Получить вариант задания у преподавателя; 2) Набрать на ПК подготовленную дома в соответствии с вариантом программу; 3) Записать программу в контроллер, запустить ее на исполнение; 4) Проверить правильность функционирования программы, при необходимости откорректировать ее, продемонстрировать работу программы преподавателю; 5) Составить отчет по лабораторной работе.
3.3 Лабораторная работа «Применение таймеров» Цель работы: изучить особенности использования таймеров при программировании контроллера S7-300.
|
;
;
