5. Opis instrukcji funkcyjnych

5.1. Format instrukcji funkcyjnych

Niniejszy rozdział zawiera szczegóły dotyczące instrukcji funkcyjnych FBs-PLC. Opisy każdej funkcji podzielone zostały na cztery części: wejście sterujące funkcją, numer/nazwa instrukcji, argument i wyjście funkcji. W przypadku zastosowania FP-08, wprowadzenia instrukcji mnemonicznej (poza instrukcjami T, C, SET, RST i SFC, które można wprowadzić bezpośrednio poprzez naciśnięcie przycisku) dokonuje się poprzez wpisanie numeru instrukcji zamiast jej nazwy. Przykład przedstawiony został poniżej.

Uwaga： Słowa w polach kodu mnemonicznego są komunikatami z FP-08, takimi jakD:, CV:, i Pr:i nie są one wprowadzane przez użytkownika.

5.1.1. Wejście sterujące

Poza siedmioma instrukcjami funkcyjnymi nieobsługującymi wejść sterujących, liczba takich wejść dla funkcji mieści się w zakresie od jednego do czterech. Realizacja instrukcji i operacji zależy od wejściowego sygnału sterującego lub kombinacji kilku wejściowych sygnałów sterujących. Oprogramowanie WinProladder umożliwia użytkownikowi realizację skomplikowanych projektów. W oknie programu drabinkowego wyświetlane są wszystkie instrukcje funkcyjne jako bloki oraz skróty oznaczające wejścia, wyjścia, nazwę funkcji oraz nazwy parametrów.

Uwaga: Istnieje siedem instrukcji, dla których  wejścia sterujące powinny być bezpośrednio połączone z linią źródłową. Są to instrukcje MCE, SKPE, LBL, RTS, RTI, FOR i NEXT. Więcej szczegółów znajduje się w rozdziale 6 i 7

Wszystkie wejścia sterujące instrukcji funkcyjnych powinny być łączone za pomocą odpowiednich elementów. W innym przypadkupojawi się błąd syntaktyczny. Jak pokazano na poniższym przykładzie nr 3, instrukcja funkcyjna FUN7 wyposażona jest w trzy wejścia do których podłączone są sygnały sterujące funkcją.

Przykład 3

5.1.2. Numer instrukcji i instrukcje pochodne

Jak napisano wcześniej, poza dziewięcioma instrukcjami możliwymi do wprowadzenia za pomocą dedykowanych klawiszy, pozostałe instrukcje funkcyjne muszą być wprowadzane przy użyciu "numeru instrukcji". Za numerami instrukcji można umieścić trzy przyrostki D,P,DP oznaczające trzy dodatkowe funkcje.

D: Oznacza podwójne słowo (32-bitowe). Słowo 16-bitowe jest podstawową jednostką rejestrów w FBs-PLC. Długość danych rejestrów R, T i C (poza C200~C255) wynosi 16 bitów. W przypadku, gdy wymagany jest rejestr o długości danych wynoszącej 32-bity, niezbędne jest wówczas połączenie dwóch kolejnych rejestrów 16-bitowych, takich jak R1-R0, R3-R2 itp. Nazwy takich rejestrów poprzedza przedrostek D. I tak, na przykład DR0 reprezentuje R1-R0, a DR2 reprezentuje R3-R2. Po wprowadzeniu DR0 lub DWY8, wyświetlona zostanie wartość 32-bitowa (R1-R0 lub WY24-WY8).

Uwaga: W celu rozróżnienia pomiędzy instrukcjami 16-bitowymi a 32-bitowymi podczas wykorzystywania schematu drabinkowego oraz kodu mnemonicznego, po "numerze instrukcji" dodaliśmy przyrostek D reprezentujący instrukcje 32-bitowe. Wielkość ich argumentu wynosi 32 bity jak pokazano w przykładzie nr 4 na stronie 6-6. Instrukcja FUN 11D charakteryzuje się przyrostkiem D. Oznacza to, że argumenty źródłowe i docelowe powinny również charakteryzować się tym przyrostkiem; zatem dodajna Sa : R0 jest faktycznie Sa=DR0=R1-R0 i Sb=DR2=R3-R2. Należy zwracać także szczególną uwagę na długość pozostałych argumentów używanych w instrukcji. Zawsze należy być pewnym czy dany argument jest słowem 16-to czy 32-bitowym.

P: 

Oznacza instrukcję trybu impulsowego. Instrukcja zostanie zrealizowana w momencie zmiany stanu wejścia sterującego z 0 na 1 (zbocze narastające). Jak pokazano w przykładzie 1, jeżeli po nazwie instrukcji występuje przyrostek P (FUN 15P), to instrukcja FUN 15P zostanie zrealizowana tylko wtedy, gdy nastąpi zmiana wejściowego sygnału sterującego z 0 na 1. W przypadku braku przyrostka P, oznacza to, że instrukcja będzie realizowana dla każdego skanu do momentu zmiany wejściowego sygnału sterującego z 1 na 0. Poniżej przedstawiony został przykład instrukcji funkcyjnej.

Pierwszy przykład pokazuje realizację instrukcji "nie P" (tryb poziomów), a drugi wskazuje na wymaganie realizację funkcji „P” (tryb impulsowy). Poniższy przebieg przedstawia wynik (R0) FUN15 i FUN15P dla tych samych warunków wejściowych.

DP: wskazuje na to, że instrukcja jest 32-bitowa i pracuje w trybie impulsowym.

Uwaga: Instrukcja P jest o wiele bardziej oszczędna czasowo niż instrukcja wykonywana w każdym skanie programu. Dlatego też, użytkownik powinien jak najczęściej wykorzystać instrukcję P

5.1.3. Argument

Argument wykorzystywany jest jako dana wejściowaoraz do zapisu danych. Dane argumentu źródłowego (S) służą jedynie jako dane wejściowei nie zostaną zmienione wraz z realizacją instrukcji. Argument docelowy (D) wykorzystywany jest do zapisywania wyników operacji i jego dane mogą być zmienione po realizacji instrukcji. Poniższa tabela przedstawia nazwy i funkcje argumentów instrukcji FATEK PLC oraz rodzaje styków, cewek lub rejestrów, które mogą być wykorzystane jako argument.

n  Nazwy i funkcje głównych argumentów:

Poza wymienionymi powyżej głównymi argumentami, istnieją inne argumenty, które są wykorzystywane do specjalnych celów, na przykład Fr - częstotliwość, ST - stos, QU - kolejka, itp. Więcej szczegółów znajduje się w opisach instrukcji.

n  Typy argumentów i ich zakres: Typami argumentów dla instrukcji funkcyjnych są: argument dyskretny, rejestr i stała.

a) Argument dyskretny (bit) :

Istnieje w sumie pięć instrukcji funkcyjnych odnoszących się do argumentu dyskretnego. Są to SET, RST, DIFU, DIFD i TOGG. Instrukcje te mogą być wykorzystane tylko do operacji przeprowadzanych przez przekaźniki Y (wyjściowe zewnętrzne), M (wewnętrzne i specjalne) i S (krokowe). Poniższa tabela zawiera argumenty i zakresy dla pięciu instrukcji funkcyjnych

 Symbol „o" oznacza, że argument D (docelowy) może wykorzystać dany rodzaj cewek jako argumenty. Indeks "*" nad symbolem „o" w kolumnie SM oznacza, że przekaźników zabezpieczonych przed zapisem nie należy stosować jako argumenty. Opis instrukcji dla przekaźników specjalnych znajduje się na stronie 2-3.

b)      Argument - rejestr:

Głównym argumentem dla instrukcji funkcyjnych jest rejestr. Istnieją dwa typy rejestrów: rejestry rodzime będące słowami lub słowami podwójnymi, takimi jak R, T, C oraz rejestry pochodne (WX, WY, WM, WS) tworzone przez dyskretne bity. Rodzaje rejestrów, które mogą zostać wykorzystane jako argumenty instrukcji oraz ich zakresy wymienione zostały w tabeli poniżej:

Symbol "○" w tabeli oznacza, że określony rodzaj danych można zastosować jako argument. Symbol "○*" oznacza, że określony rodzaj danych można zastosować jako argument, oprócz rejestrów zabezpieczonych przed zapisem. Szczegóły dotyczące rejestrów zabezpieczonych przed zapisem znajdują się we wstępie do rejestrów specjalnych na stronie 2-8.
Jeżeli R5000～R8071 nie są ustawione jako rejestry tylko do odczytu, można je wykorzystać jako normalne rejestry (z możliwością odczytu i zapisu).

Uwaga 1: Rejestry z przedrostkami, takie jak WX, WY, WM i WS składają się z 16 bitów. Na przykład, WX0 oznacza, że rejestr składa się z bitów X0(bit 0)~X15(bit 15). WY144 oznacza, że rejestr składa się z bitów Y144(bit 0)~Y159(bit 15). Należy pamiętać, że numer dyskretny musi być wielokrotnością 8, czyli 0, 8, 16, 24 … Uwaga 2: Ostatni rejestr (słowo) w tabeli nie może być reprezentowany argumentem 32-bitowym, ponieważ dla takiego argumentu wymagane są 2 słowa. Uwaga 3: Rejestry TMR（T0～T255）i CTR（C0～C255）są rejestrami odpowiednio zegarów i liczników. Mimo, że mogą być one wykorzystane jako rejestry ogólne, to komplikują pracę systemów i utrudniają debugowanie. Dlatego też należy unikać zapisywania czegokolwiek w rejestrach TMR i CTR. Uwaga 4: T0～T255 i C0～C199 są rejestrami 16-bitowymi,a C200~C255 są rejestrami 32-bitowymi, a w związku z tym nie mogą być wykorzystywane jako argumenty 16-bitowe. Uwaga 5: Oprócz bezpośredniego oznaczenia za pomocą numeru rejestru (adres), argumenty rejestrów w zakresie R0～R8071 mogą być łączone z rejestrami wskaźników V, Z lub P0~P9 w celu realizacji adresowania pośredniego. Opis wykorzystania rejestru wskaźnika (XR) do realizacji adresowania pośredniego znajduje się w następnym rozdziale (rozdział 5.2).

 

c) Argumenty stałe:

Zakresem stałych wartości 16-bitowych jest -32768~32767. Zakresem stałych wartości 32-bitowych jest -2147483648~2147483647. Wartością stałą dla kilku instrukcji funkcyjnych może być tylko wartość dodatnia. Zakresy dla wartości stałych 16-bitowych i 32-bitowych wymienione są w poniższej tabeli.

Klasyfikacja	Zakres
16-bitowa liczba ze znakiem	-32768～32767
16-bitowa liczba bez znaku	0～65535
32-bitowa liczba ze znakiem	-2147483648～2147483647
32-bitowa liczba bez znaku	0～4294967295
16 / 32-bitowa liczba ze znakiem	-32768～32767 lub -2147483648～2147483647
16 / 32-bitowa liczba bez znaku	0～65535 lub 0～4294967295

Długość i rozmiar określonego argumentu, tj. L, rozmiar bitu, N, itp. mogą być różne. W takiej sytuacji, różnice są oznaczone bezpośrednio w kolumnie argumentu. Należy odnieść się do opisów instrukcji funkcyjnych.

5.1.4. Wyjście funkcji(FO)

"Wyjście funkcji" (FO) wykorzystywane jest do wskazania wyniku instrukcji funkcyjnej. Tak jak w przypadku wejścia sterującego, wszystkie wyjścia funkcji oznaczane są skrótem od funkcji wyjścia. Na przykład skrót CY od słowa CarrY. Maksymalna liczba wyjść funkcyjnych wynosi 4. Oznaczone są one jako FO0, FO1, FO2, FO3. Stan FO musi być wywołany przez instrukcję FO (na urządzeniu do programowania FP-08 znajduje się specjalny przycisk FO). Nieużywany FO może być pozostawiony w stanie niepodłączonym do żadnego elementu, tj. FO1 (CY) w przykładzie 4.

Przykład 4:

 

Jeżeli M1919=0, to stan FO będzie aktualizowany tylko po realizacji instrukcji. Aktualny stan utrzyma się do momentu wygenerowania nowego stanu FO po ponownej realizacji instrukcji (utrzymywanie pamięci). Jeżeli M1919=1, w przypadku braku realizacji instrukcji, stan FO zostanie wyzerowany (brak utrzymywania pamięci)

5.2. Wykorzystanie rejestrów wskaźnikowych (XR) do adresowania pośredniego

Instrukcje funkcyjne FBs-PLC zawierają argumenty, które mogą być łączone z rejestrem wskaźnikowym (V,Z, P0~P9) w celu realizacji adresowania pośredniego (będą one wymienione w tabeli argumentów). Jednakże, tylko rejestry w zakresie R0～R8071 mogą być łączone z rejestrem wskaźnikowym w celu realizacji adresowania pośredniego (inne argumenty, takie jak dyskretny, stały i D0～D3071 nie mogą zostać wykorzystane do adresowania pośredniego).

Istnieje dwanaście rejestrów wskaźników XR (V, Z, P0~P9). Rejestr V jest rejestrem specjalnym R4164, rejestr Z jest rejestrem R4165, a rejestr P0~P9 jest rejestrem (D4080~D4089). Rejestr adresowany wskaźnikiem przesunięty jest względem oryginalnego argumentu o wartość rejestru wskaźników.

Jak pokazano na powyższym schemacie, aby zmienić adres argumentu należy jedynie zmienić wartość V. Po połączeniu adresowania pośredniegoz instrukcjami funkcyjnymi FBs-PLC, można uzyskać efektywne sterowanie za pomocą bardzo prostych instrukcji. Wykorzystując jako przykład program przedstawiony poniżej, wystarczy jedynie wykorzystać instrukcję przesunięcia bloku (BT_M), aby uzyskać dynamiczne wyświetlanie danych bloku.

Rejestr wskaźników P0-P9. Wstęp

W przypadku adresowania pośredniego, rejestr Rxxxx może łączyć się z V、Z & P0～P9 w celu realizacji adresowania pośredniego; natomiast rejestr Dxxxx nie może łączyć się z V, Z w celu realizacji adresowania pośredniego, ale dozwolony jest rejestr P0～P9.

W przypadku połączenia rejestru pośredniegoz rejestrem Rxxxx, na przykład R0 z V, Z, to formatem instrukcji będzie R0Z (jeżeli V=100, to R100) lub R0Z (jeżeli Z=500, to R500); w przypadku połączenia rejestru pośredniegoP0～P9 z rejestrem Rxxxx, formatem instrukcji będzie RPn (n=0～9) lub RPmPn (m,n=0～9), na przykład RP5 (jeżeli P5=100, to R100) lub RP0P1(jeżeli P0= 100, P1=50, to150).

W przypadku połączenia rejestru pośredniegoP0～P9 z rejestrem Dxxxx, formatem instrukcji będzie DPn (n=0～9) lub DPmPn (m,n=0～9), na przykład DP3 (jeżeli P3=10, to D10) lub DP4P5 (jeżeli P4=100, P5=1, to D101).

Możliwe jest też połączenie z dwoma rejestramiP0～P9 (na przykład P2=20, P3=30). W przypadku połączenia Rxxxx lub Dxxxx z oboma tymi rejestrami, to RP2P3 wskaże na R50, a DP2P3 wskaże na D50.

Przykład programu adresowania pośredniego

Opis:

Załóżmy, że w ramach systemu zarządzania parkingowego znajduje się 100 miejsc parkingowych przeznaczonych dla lokatorów wspólnoty mieszkaniowej. Każdego lokatora charakteryzuje zestaw podstawowych informacji, takich jak imię i nazwisko, numer telefonu, numer rejestracyjny pojazdu i numer stanowiska parkingowego. Jak pokazano na powyższym schemacie, informacje te zapisane są w czterech kolejnych rejestrach PLC. Łącznie, informacje zajmują 400 rejestrów (R100～R499). Każdy lokator otrzymał kartę z unikalnym numerem (0 dla lokatora 1, 4 dla lokatora 2, itd.), która służy jako przepustka przy głównym wjeździe na parking. Numer karty jest wykrywany przez PLC i zapisywany w rejestrze wskaźnikowym „V”. Na wyświetlaczu parkingowym (LCD lub CRT) wyświetlają się tylko dane zawarte w R2001～R2003 w PLC. Na przykład: wykryta została karta lokatora 2 z numerem 4. Rejestr V=4 oraz PLC przeniesie dane z R104～R107 na obszar czasowego przechowywania (R2000～R2003). W ten sposób, na wyświetlaczu wyświetlą się dane lokatora 2 zaraz po tym jak jego karta zostanie wykryta.

Ostrzeżenie

1. Pomimo, że wykorzystanie rejestru wskaźnikowego do adresowania pośredniego jest efektywnym i elastycznym rozwiązaniem, to dowolne i nieprzemyślane zmiany wartości V i Z mogą spowodować ogromne szkody poprzez nieprawidłowy zapis danych. Dlatego też, użytkownik powinien zachować szczególną ostrożność 2. W zakresie rejestrów danych, które mogą być wykorzystane do adresowania (R0～R8071), 328 rejestrów R3840～R4167 (tj. IR, OR i SR) zarezerwowanych jest do zastosowań systemowych oraz jako we/wy. Dowolne zapisywanie danych w tych rejestrach może wywołać błędy systemowe lub we / wy i spowodować ogromne szkody. Ponieważ użytkownicy mogą mieć trudności z wykryciem i kontrolą zmian adresowych rejestru spowodowanych zmianą wartości V i Z, PLC automatycznie sprawdza, czy docelowy adres mieści się w zakresie R3840～R4067. Jeżeli tak, operacja zapisu nie zostanie przeprowadzona, a znacznik M1969 „Niedozwolony zapis  adresowania pośredniego” zostanie ustawiony jako 1. W przypadku konieczności zapisu w rejestrach R3840～R4067, należy wykorzystać adresowanie bezpośrednie.

5.3. Układ numerowania

5.3.1. Kod binarny i powiązana terminologia

Kod binarny jest podstawowym układem numerowania stosowanym w komputerach cyfrowych. Kod system stosowany jest także dla PLC z uwagi na obsługę dyskretnych wartości WŁ / WYŁ. Należy dokładnie zapoznać się z poniższa terminologią.

●       Bit: (W skrócie B, np.: B0, B1, itd.) Jest podstawową jednostką dla wartości binarnych. Bit może mieć status „0” lub „1”.

●       Półbajt: (W skrócie: NB, np.: NB0, NB1, itd.）Składa się z czterech kolejnych bitów (np.: B3～B0) i może być wykorzystany do wyrażenia liczby dziesiętnej 0～9 lub szesnastkowej 0～F.

●       Bajt: (W skrócie: BY, np.: BY0, BY1, itd.) Składa się z dwóch kolejnych półbajtów (lub 8 bitów, np.: B7～B0) i może być wykorzystany do wyrażenia dwucyfrowej liczby szesnastkowej 00～FF.

●       Słowo: (W skrócie W, np.: W0, W1, itd.) Składa się z dwóch kolejnych bajtów (lub 16 bitów, np.: B15～B0) i może być wykorzystane do wyrażenia 4-cyfrowej liczby szesnastkowej 0000～FFFF.

●       Podwójne słowo: (W skrócie DW, np.: DW0, DW1, itd.) Składa się z dwóch kolejnych słów (lub 32 bitów, np.: B31～B0) i może być wykorzystane do wyrażenia 8-cyfrowej liczby szesnastkowej 00000000～FFFFFFFF.