VŠB-TU OSTRAVA PLC I. Programovatelné logické automaty I. Ing. Ivo Špička, Ph.D Ing. Ondřej Zimný, Ph.D

Transkript

1 VŠB-TU OSTRAVA PLC I Programovatelné logické automaty I Ing. Ivo Špička, Ph.D Ing. Ondřej Zimný, Ph.D Otrava 07

2 POKYNY KE STUDIU Programovatelné logické automaty I Pro předmět Programovatelné logické automaty I. jte obdrželi tudijní balík obahující integrované kriptum pro kombinované tudium obahující i pokyny ke tudiu.. Prerekvizity Pro tudium tohoto předmětu e předpokládá abolvování předmětu Počítačová technika II.. Cílem předmětu a výtupy z učení Student porozumí truktuře a parametrům programovatelných logických automatů (PLC), jejich konfiguracím a programování. Po protudování předmětu by měl tudent být chopen: výtupy znalotí: Student bude ovládat různé způoby programování PLC. Bude znát hardwarové a oftwarové řešení předních výrobců PLC. Hlavní důraz je kladen zejména na dovednoti v aplikování programovatelných automatů pro řešení tandardní technické úkoly. Student zvládne základní úroveň programování. Pro koho je předmět určen Předmět je zařazen do bakalářkého tudia na FMMI, ale může jej tudovat i zájemce z kteréhokoliv jiného oboru, pokud plňuje požadované prerekvizity. Studijní opora e dělí na čáti, kapitoly, které odpovídají logickému dělení tudované látky, ale nejou tejně obáhlé. Předpokládaná doba ke tudiu kapitoly e může výrazně lišit, proto jou velké kapitoly děleny dále na čílované podkapitoly a těm odpovídá níže popaná truktura. Při tudiu každé kapitoly doporučujeme náledující potup: Ča ke tudiu: xx hodin Na úvod kapitoly je uveden ča potřebný k protudování látky. Ča je orientační a může vám loužit jako hrubé vodítko pro rozvržení tudia celého předmětu či kapitoly. Někomu e ča může zdát příliš dlouhý, někomu naopak. Jou tudenti, kteří e touto problematikou ještě nikdy neetkali a naopak takoví, kteří již v tomto oboru mají bohaté zkušenoti.

3 Cíl: Po protudování tohoto odtavce budete umět popat... definovat... vyřešit... Ihned potom jou uvedeny cíle, kterých máte doáhnout po protudování této kapitoly konkrétní dovednoti, znaloti. Výklad Náleduje vlatní výklad tudované látky, zavedení nových pojmů, jejich vyvětlení, vše doprovázeno obrázky, tabulkami, řešenými příklady, odkazy na animace. Shrnutí pojmů Na závěr kapitoly jou zopakovány hlavní pojmy, které i v ní máte ovojit. Pokud některému z nich ještě nerozumíte, vraťte e k nim ještě jednou. Otázky Pro ověření, že jte dobře a úplně látku kapitoly zvládli, máte k dipozici několik teoretických otázek. Úlohy k řešení Protože většina teoretických pojmů tohoto předmětu má bezprotřední význam a využití v databázové praxi, jou Vám nakonec předkládány i praktické úlohy k řešení. V nich je hlavní význam předmětu a chopnot aplikovat čertvě nabyté znaloti při řešení reálných ituací hlavním cílem předmětu. Způob komunikace vyučujícími: Student má možnot e obrátit na přednášejícího i cvičícího i mimo výuku a komunikovat nimi elektronickou poštou. Kontakty na pedagogy jou dotupné na internetových tránkách školy.

4 . Struktura a pracovní parametry programovatelných automatů (PLC). Ča ke tudiu: xx hodin Cíl Po protudování tohoto odtavce budete umět Definovat, popat: Výhody a nevýhody PLC, Technické řešení (HW) programovatelných automatů (PLC) Výklad Vzhledem k tomu, že PLC nahradily nejen řídicí počítače a minipočítače, ale i průmylové regulátory, bezkontaktní logikou a reléovou logikou, je zřejmé, že jedním z kategorických požadavků průmylu (projektantů, elektroinženýrů a tředních odborných pracovníků) byl především jednoduchý programovací jazyk, který by byl velmi podobný jazyku logických chémat, booleovkým rovnicím, reléovým chématům, aembleru. Díky těmto jednoduchým programovacím "jazykům" bylo poměrně jednoduché klaickou techniku logického řízení nahradit programově orientovanými a nerovnatelně flexibilnějšími řídicími ytémy - programovatelnými automaty. Programovatelný automat umožňuje naprogramovat logické rovnice, zatímco předcházející bezkontaktní nebo reléová logika (nebo v oučanoti programovatelná logická pole) realizují logické rovnice fyzickým propojením logických členů. Jakákoli změna logické truktury e nadno provede změnou programu programovatelného automatu, což je náze proveditelné, než přepojení reléového nebo logického zapojení. Odhlédneme-li od počáteční nepolehlivoti prvních programovatelných automatů (způobené především nepolehlivotí elektronických oučátek), náhrada relé a bezkontaktní logiky programovatelnými automaty byla jednoduchá a úpěšná. V případě náhrady řídicího počítače programovatelným automatem, nebyla ituace pro novou technologii zdaleka tak příznivá. Pokročilejší programovatelné automaty ice vykazovaly již dotatečnou polehlivot a rovněž organizace projekčních prací a jejich realizace byly výrazným zjednodušení oproti centralizovanému návrhu, ériovém ladění jednotlivých úloh a uvádění ložitého ytému do chodu, na druhé traně programátorký komfort minipočítačů e programovým protředím PLC nahradil v plné míře až příchodem SCADA ytémů. Výhody a nevýhody programovatelných automatů: Výhody : rychlé přeprogramování úlohy málo náhradních dílů

5 možnot tvorby velké hierarchické truktury dle potřeby flexibilita (naprojektování na míru) modularita (možnot rozšíření) hopodárnot (levné velmi malé a malé kompaktní automaty) vetavěná diagnotika vlatního PLC možnot tvorby vnější diagnotiky jednoduché programování možnot použití vyšších programovacích jazyků u nových automatů jednoduchý a polehlivý OS reálného čau velká nabídka kvalitních přítrojů různých výrobců. Nevýhody: nižší programátorký komfort než u minipočítačů vyšší cena než IPC ekvivalentního výkonu při nižším programátorkém komfortu PLC menší flexibilita ve rovnání IPC užití nedotatečně tandardizovaných ériových komunikačních běrnic pro propojení automatů do ítí nezbytnot hierarchické architektury při propojování do větších celků.. Technické řešení (HW) programovatelných automatů (PLC) V době vého vzniku (konec 60. let) i programovatelné automaty měly efektivně nahradit reléovou a bezkontaktní logiku. Proto jejich architektura vycházela z toho, že budou zpracovávat binární informaci. Jako HW jádro používaly bitové proceory. V době velmi pomalých proceorů 8 nebo 6 bitovým lovem (v průběhu 70. let) e jevily bitové proceory jako velmi rychlé, kvaziparalelní řešení ve rovnání 8 a 6bitovými proceory. Proto e na architekturu PLC kladly náledující nároky: bitově orientovaná CPU bitově orientovaná paměť dat lovně orientovaná paměť programu rozhraní na programovací přítroj jednoduchý intrukční oubor na zpracování logických rovnic ytém peciálních funkcí (čaovače, čítače a další) Takto zkontruovaný PLC e do dnešní doby nezachoval. Rychlot a příznivá cena výkonných mikroproceorů umožňuje použití lovně orientovaných mikroproceorů i u velmi malých PLC. Přeto e blokové chéma velmi malých, kompaktních PLC liší od architektury tředních a velkých automatů, jak je patrné z Obr. a Obr..

6 Obr. : Blokové chéma velmi malého PLC Řízení logické úrovně je nemylitelné bez toho, aby byly k dipoici v základním vybavení každého PLC čaové funkce (čaovače) a funkce čítání impulů (čítače). Proto každý PLC má tyto dvě funkce v základním programovém vybavení. Obr. : Blokové chéma tandardního modulárního PLC Je patrné, že blokové chéma tandardního modulárního PLC je velmi podobné na architekturu mikropočítače. Základ tvoří vnitřní 6 nebo bitová běrnice, kolem které je modulárně vytvořen celý PLC. Zatímco u prvních PLC bitově orientovanou CPU byla paměť programu oddělena od paměti dat a pro data e používala i jiná (bitová) organizace paměti, dnešní PLC mají jednu operační paměť, ve které jou vyhrazeny protory pro vtupní data, výtupní data, vnitřní proměnné a paměťový protor na vlatní program. Kromě toho jou v paměti uloženy i funkční bloky a funkce jak ytémové, tak vytvořené uživatelem. Způob práce, který od počátku charakterizuje PLC a odlišuje je od řídicích mikropočítačů, tj. cyklický způob vykonávání programu zůtal základním režimem prakticky všech PLC. Tento základní režim práce PLC je ukázán na Obr..

7 Obr. : Čaový diagram základní funkce PLC Otázky k probranému učivu Popište a vyvětlete: Výhody a nevýhody PLC Popište a vyvětlete: Technické řešení (HW) programovatelných automatů (PLC) Použitá literatura, kterou lze čerpat k dalšímu tudiu. Základní programovací techniky pro tvorbu algoritmu PLC Ča ke tudiu: xx hodin Cíl Po protudování tohoto odtavce budete umět Definovat, popat: Funkce, Funkční bloky, Propojení prvků ve chématu FBD, Schématická značka bloku, Příkaz Jump, Příkaz RETURN a vyhodnocování FBD, Textová reprezentace funkcí, Grafická reprezentace funkcí, Řízení pouštění funkcí, Deklarace funkčních bloků, Bitabilní funkční bloky, Funkční bloky pro detekci hran, Čítačové funkční bloky, Čaovací funkční bloky (čaovače), Programování v protředí SFC, LD - Ladder Diagram (liniové nebo reléové chéma), FBD - Function Block Diagram (Schéma funkčních bloků), ST - Structured Text (Strukturovaný text), CFC - Continuou Function Chart (Volně propojované bloky), SFC - Sequential Function Chart (Vývojový

8 Výklad Funkce, funkční bloky a programy jou v rámci normy IEC 6 nazývány polečně programové organizační jednotky (Program Organization Unit, někdy e pro tento pojem používá zkratka POU). Funkce IEC 6 - definuje tandardní funkce a uživatelem definované funkce. Standardní funkce jou např. ADD pro čítání, ABS pro abolutní hodnotu, SQRT pro odmocninu, SIN pro inu a COS pro coinu. Jakmile jou jednou definovány nové uživatelké funkce, mohou být používány opakovaně... Funkční bloky Na Funkční bloky e lze dívat jako na integrované obvody, které reprezentují hardwarové řešení pecializované řídicí funkce. Obahují algoritmy i data, takže mohu zachovávat informaci o minuloti a tím e liší od funkcí. Mají janě definované rozhraní a kryté vnitřní proměnné, podobně jako integrovaný obvod nebo černá kříňka. Umožňují tím jednoznačně oddělit různé úrovně programátorů nebo oblužného peronálu. Klaickými příklady funkčního bloku jou např. regulační myčka pro teplotu nebo PID regulátor. Pokud jednou definujeme funkční blok, může být používán opakovaně v daném programu, nebo v jiném programu, nebo i v jiném projektu. Je tedy univerzální a mnohonáobně použitelný. Funkční bloky mohou být zapány v libovolném z jazyků definovaném v normě. Mohou být tedy plně definovány uživatelem. Odvozené funkční bloky jou založeny na tandardních funkčních blocích, ale v rámci pravidel normy je možno vytvářet i zcela nové zákaznické funkční bloky. Interface funkcí a funkčních bloků je popán tejným způobem: Mezi deklarací označující název bloku a deklarací pro konec bloku je uveden oupi deklarací vtupních proměnných, výtupních proměnných a vlatní kód v tzv. těle bloku. Podle potřeby jou doplňovány peciální bloky a každá firma nabízí ve vém programovacím protředí poněkud odlišný oubor bloků (např. pínací hodiny týdenní, roční, generátory impulzů, komparátory apod.). Standardní funkční bloky jou funkce běžně vetavěné do PLC Mohou být přetížené (overloaded) a mohou mít proměnný počet vtupů a výtupů tandardní funkce lze rozdělit do náledujících kupin: Bitabilní funkční bloky Bloky pro detekci hran Čítačové funkční bloky (čítače) Čaovací funkční bloky (čaovače) Programy

9 Na základě výše uvedených definic lze říci, že program je vlatně ítí funkcí a funkčních bloků. Program může být zapán v libovolném z jazyků definovaných v normě. Diagramy funkčních bloků (FBD) jou další oučátí tandardu IEC 6-. Primární koncept FBD je datový tok. V těchto typech programů jou hodnoty průtoku od vtupů do výtupů uvedeny protřednictvím funkčních bloků. Propojení prvků ve chématu FBD Jednotlivé prvky chémat jou propojeny lomenými čarami náledujícími vlatnotmi: Čáry znázorňují tok ignálu ve chématu Výtupy bloků e nemohou přímo pojovat ( zkratovat ) Pro pojování výtupů je nutné používat explicitní blok OR Obr. explicitní blok OR Bloky e pojují do chémat ložených z elementárních bloků (funkcí nebo funkčních bloků) Obr.. chéma bloků Vtupní proměnné programu ve FBD Muí být připojeny ke vtupům bloků Typ každé proměnné muí být odpovídat typu připojeného vtupu Vtupem FBD může být kontantní výraz, vnitřní, vtupní nebo výtupní proměnná Jednotlivá propojovací čára může být použita k propojení: Vtupní proměnné a vtupu bloku Výtupu bloku a vtup jiného bloku Výtupu bloku a výtupní proměnné Propojení má náledující vlatnoti: Je orientované, ve měru zleva doprava Levé a pravé zakončení propojovací čáry je tejného typu

10 Lze použít několik pravých zakončení, která značí, že informace z levého zakončení je přenášena na několik dalších zakončení (všechny muí být tejného typu) Schématická značka bloku Funkce bloku & je vyznačena uvnitř obdélníkového ymbolu bloku Obr.. Schématická značka bloku Propojovací čára může být zakončena ymbolem negace malé kolečko na pravém konci propojovací čáry, viz příklad: Obr.. Negace Příkaz Jump Pro řízení pořadí zpracování ítě FBD lze dále používat návěští kok na něj pomocí příkazu JUMP. Při plnění Booleovké podmínky (TRUE) e vykonávání programu přenee za ymbol návěští, viz příklad. Obr. 5. příkaz JUMP Příkaz RETURN a vyhodnocování FBD Příkaz RETURN umožňuje podmíněně ukončit vyhodnocování dané POU

11 Nabude-li připojená Booleovká hodnota TRUE, ukončí e daný program a zbývající čát e nevykoná. Obr. 6 příkaz RETURN Pořadí vyhodnocování ítě FBD e řídí náledujícím pravidlem:. Vyhodnocení ítě je ukončeno před započetím vyhodnocování jiné ítě, využívající jeden nebo několik výtupů předchozí vyhodnocované ítě.. Pořadí vyhodnocování dané ítě je implementačně závilé (!!!), obvykle hora dolů a zleva doprava. Zpětnovazební pojení bloků ve FBD: Ve chématu exituje zpětná vazba (zpětnovazební ceta, feedback path), pokud je výtup nějaké funkce nebo funkčního bloku použit jako vtup funkce nebo funkčního bloku, který jej předchází (je dříve vyhodnocován) Explicitní zpětná vazba propojení výtupu daného bloku e vtupem dříve vyhodnocovaného bloku (obr. a) Implicitní zpětná vazba případ, kdy je výtup přiřazen do proměnné, použité pro vtup dříve vyhodnocovaného bloku (obr. b, c) V případě explicitní zpětné vazby (obr. a)) není jednoznačně určeno pořadí, jak ji vykonávat (zda jako případ b nebo c) Obr. 7. Zpětnovazební pojení bloků ve FBD Textová reprezentace funkcí V textových jazycích lze předávat vtupní hodnoty dvěma způoby: Pomocí formálního eznamu parametrů (*)

12 Vtupním proměnným e přiřazují hodnoty, u kterých nezáleží na pořadí vtupních proměnných. Libovolný počet použitých vtupních proměnných, které nemají uvedené parametry, mají implicitní hodnoty A := LIMIT (EN:=COND, IN:=B, MX:=5, ENO=>TEMPL); Pomocí neformálního eznamu parametrů Vtupním proměnným e hodnoty nepřiřazují, mají dané pevné pořadí vtupů a pevný počet vtupních proměnných A := LIMIT(, B, 5); (* tejné jako LIMIT(EN:=TRUE, MN:=, IN:=B, MX:=5); *) Přiřazení výtupních hodnot buď není použito, nebo e přiřazuje do proměnných pomocí operátoru => Pro přiřazení do VAR_IN_OUT hodnot je třeba používat proměnných. Přiřazení do argumentů VAR_INPUT je buď prázdné (viz (*)) nebo e přiřazuje kontanta, proměnná nebo návratová hodnota funkce Grafická reprezentace funkcí Funkce mohou být graficky reprezentovány obdélníkem (nebo čtvercem), kde velikot může záviet na počtu vtupů/výtupů a dalších informací a zpracování probíhá zleva (vtupy) doprava (výtupy). Název nebo ymbol funkce je uvnitř bloku kde na levé vnitřní traně ymbolu bloku mohou, ale nemuí být jména parametrů funkce (obrázek. Alb); nejou-li uvedena u tandardních funkcí, jou jména parametrů IN, IN, (v případě jediného parametru je jméno IN). Argumenty a výledek e připojují pomocí propojovacích čar (flow line). V mítě připojení vtupu/výtupu může být malé kolečko znamenající negaci přílušného vtupu/výtupu (obrázek. c) Lze požívat pro přídavný vtup EN a/nebo výtup ENO. Je-li některý z nich použit, je vždy uveden jako první vtup/výtup hora (obrázek. d) Obr. 8. grafická reprezentace funkcí Řízení pouštění funkcí Pro řízení pouštění funkcí e používají přídavné Booleovké ignály vtup EN a výtup ENO (mohou být použity oba). Obě proměnné jou implicitně deklarovány jako: VAR_INPUT EN: BOOL := ; END_VAR, VAR_OUTPUT ENO: BOOL; END_VAR Spouštění funkce e při použití těchto proměnných řídí pravidly: Pro EN=FALSE (0) při vyvolání funkce e neprovedou operace uvnitř těla a PLC hodí výtup ENO na FALSE. Jinak PLC nataví ENO na TRUE () a vykonají e operace uvnitř těla funkce, kde e může rovněž natavovat hodnota ENO. Vykytne-li e chyba při provádění těla tandardní funkce, je

13 výtup ENOhozen na FALSE. V případě uživatelkých funkcí muí být hodnota ENOexplicitně přiřazena programátorem a je-li hodnota ENO=FALSE je natavení výtupů funkce (VAR_OUTPUT, VAR_IN_OUT a výledku) závilé na implementaci Reprezentace funkčních bloků FB můžeme reprezentovat graficky i textově, ale ne všechny kombinace čtení a zápiu nejou příputné. Není dovoleno: Čít vtupy funkčního bloku mimo funkční blok Zapiovat do vtupů funkčního bloku zevnitř bloku Zapiovat do výtupu funkčního bloku vně funkčního bloku Případný vtup EN a výtup ENO e zpracovává tejně jako u funkcí Obr. 9. grafická a textová reprezentace Deklarace funkčních bloků Funční bloky e deklarují obdobně jako funkce textově nebo graficky náledujícími rozdíly. Klíčová lova pro deklaraci FB jou FUNCTION_BLOCK END_FUNCTION_BLOCK. Pro interní a výtupní proměnné bloku lze používat kvalifikátor RETAIN. Kde hodnoty proměnných přenášené do funkčního bloku pomocí kontrukce VAR_EXTERNAL mohou být v bloku modifikovány a hodnoty výtupů jiných funkčních bloků přenášené do funkčního bloku pomocí kontrukce VAR_INPUT, VAR_IN_OUT nebo VAR_EXTERNAL mohou být v bloku použity, ale nemí být modifikovány. V textových jazycích lze používat kvalifikátory R_EDGE a F_EDGE pro detekci náběžné a etupné hrany vtupního ignálu. Bitabilní funkční bloky Grafická reprezentace Tělo funkčního bloku SR klopný obvod, dominantní je SET (vtup S)

14 Obr.. grafická reprezentace Obr.. tělo funkčního bloku RS klopný obvod, dominantní je RESET (vtup R) Obr.. grafická reprezentace Obr.. tělo funkčního bloku Funkční bloky pro detekci hran: Grafická reprezentace Definice R_TRIG detekce náběžné hrany (riing edge) Obr.. grafická reprezentace Obr.. definice F_TRIG detekce etupné hrany (falling edge) Obr. 7. grafická reprezentace Obr. 5. definice

15 Čítačové funkční bloky: CTU čítač měrem vzhůru (Up-counter) Obr. 8. CTU Dále exitují obdobné bloky CTU_DINT, CTU_LINT, CTU_UDINT a CTU_ULINT, CTD_DINT, CTD_LINT, CTD_UDINT a CTD_ULINT, pro přílušný typ vtupu PV a výtupu CV. CTD čítač měrem dolů (Down-counter) CTUD obouměrný čítač (Up-down counter) Obr. 9. CTD Obr. 6. CTDU ELSIF LD THEN CV := PV; ELSE Dále exitují obdobné bloky CTUD_DINT, CTUD_LINT a CTD_ULINT pro přílušnýtyp vtupu PV a výtupu CV

16 Čaovací funkční bloky (čaovače) Vtupy a výtupy mají náledující význam o IN příznak pro puštění čaovače o PT přednatavená doba čaování o Q příznak vypršení přednatavené hodnoty o ET průběžná doba běhu (po ukončení o čaování nabývá hodnotu PT) *** je jménem bloku: TP (Pule) příchodem náběžné hrany vtupu IN e nahodí výtup Q po dobu PT. Přijde-li další náběžná hrana během čaování, je ignorována TON (On-delay) výtup Q zpožďuje náběžnou hranu vtupu IN je zpožděna o ča PT. Setupná hrana pulu je zachována. Pokud pul vtupu IN trvá kratší dobu než PT, je ingorován TOF (Off-delay) výtup Q je nahozen náběžnou hranou vtupu IN, etupná hrana je zpožděna o ča PT. Pokud mezi etupnou hranou IN a náledující náběžnou hranou je kratší ča než PT, je tato etupná hrana ignorována Obrázek čaovací funkční blok Úlohy (tak): Úloha (tak) je definována jako prováděcí řídicí prvek chopný volat množinu POU Volání může být periodické nebo jednorázově aktivované náběžnou hranou pecifikované Booleovké proměnné.množina POU zahrnuje programy a funkční bloky pecifikované v deklaraci programů Tak (grafická podoba může být pouštěna) periodicky periodou danou nenulovou hodnotou přivedenou na vtup INTERVAL. Neperiodicky náběžnou hranou ignálu přivedeného na vtup SINGLE. V obou případech má prioritu danou vtupem PRIORITY (0 je nejvyšší priorita) Obr.. Úlohy (tak)

17 Rozvrhování úloh (Tak cheduling) Priorita POU (tj. priorita taku, který ji obahuje) může být použita pro rozvrhování úloh. Nepreemptivní rozvrhování. V okamžiku dotupnoti CPU je puštěna POU nejvyšší prioritou. Je-li takových POU několik, je puštěna ta, která čeká nejdéle. Preemptivní rozvrhování. V okamžiku přidělení čau dané POU, může být přerušeno vykonávání jiné POU nižší prioritou. Toto přerušení může trvat dokud není dokončeno zpracování POU vyšší prioritou. POU by nemělo přerušovat POU e tejnou prioritou. V záviloti na prioritách nemuí být daná POU puštěna okamžitě po naplánování. Výrobce by měl pokytnout informace, které umožní uživateli zjitit, zda budou dodrženy všechny mezní čay (deadline) v dané konfiguraci. Program, který není zařazen do žádné úlohy má nejnižší ytémovou prioritu. Po vém ukončení je puštěn znovu... Programování v protředí SFC Programování jednotlivých projektů je možné v jakémkoliv jazyku. Pro tandardizaci programovacích proceů byla vytvořena norma IEC 6-, která v obě družuje 6 potupů programování. Záleží na programátorovi, který potup zvolí pro tu určitou aplikaci. IL - Intruction Lit (poloupnot intrukcí) LD - Ladder Diagram (kontaktní plán / liniové či reléové chéma) FBD - Function Block Diagram (chéma funkčních bloků) ST - Structured Text (vyšší programovací jazyk - obdoba Pacalu) CFC - Continuou Function Chart (volně propojované bloky) SFC - Sequential Function Chart (vývojové chéma) Nejdříve i přiblížíme všechny druhy potupů a poté e blíže budeme věnovat SFC. IL - Intruction Lit je nejzákladnější možný popi programu a více méně e podobá programování mikrokontrolérů v aembleru. Program e zde kládá z poloupnoti jednoduchých operací tvořených základními intrukcemi (např. MOV, LD, ADD, JMP aj.) a operandy reprezentujícími jednotlivé regitry a paměťová míta. Příklad programu: LDC AND kekabinestop kekabinea

18 LD X.6 LET imppokab OR AND X6.5 ANC odkabinya ANC koneckabina WR kekabinea Výhody: + Přená definice chování programu + Paměťově i na rychlot zpracování úporný program Nevýhody: - Nutnot znát nebo e alepoň dobře orientovat v příkazech a regitrech - Mnoho paní - Horší přehlednot programu a orientace v něm LD - Ladder Diagram (liniové nebo reléové chéma) hitoricky LD zápi programu vychází z dob reléové logiky, kdy míto proceorů nebo integrovaných logických obvodů typu NAND, NOR či XOR, e využívala outava vzájemně propojených relátek. Obr. ukázka programování v Ladder diagramu - LD

19 Výhody: + Janě definovaná poloupnot zápiu, kterou nelze porušit + Přehlednot zápiu (zvláště u menších programů) + Ideální pro zpracování velkého počtu logických ignálů (vtupů a výtupů) Nevýhody: - Méně vhodný pro aritmetické operace a práce daty (ASCII znaky / řetězci) - S rotoucí ložitotí programu rychle narůtá jeho délka - Hůře pochopitelný pro klaické programátory FBD - Function Block Diagram (Schéma funkčních bloků) zápi programu PLC v tzv. funkčních blocích (FBD), je takovou kombinací liniového chéma. Prakticky e dá říct, že FBD režim je v podtatě LD režim, kde e u logických operací míto ériověparalelního zapojování ymbolů kontaktů relé využívá klaických značek hradel AND, OR apod. Obr. ukázka programování v funkčních blocích - FBD

20 Výhody: + Definované grafické členění programu do řádků + Logické operace v podobě hradel + Přehledný zápi programu + Ideální pro zpracování velkého počtu logických ignálů (vtupů / výtupů) Nevýhody: - Méně vhodný pro ložitější zpracování analogových ignálů - Nevhodný pro hromadnou manipulaci velkým množtvím dat a ASCII znaky (řetězci) - Nevhodný pro programování ložitých algoritmů (vzorců) ST - Structured Text (Strukturovaný text) programovací režim ST je ideální pro klaické programátory mikroproceorů, protože jeho zápi je tvořený poloupnotí ymbolických intrukcí, kde jedna intrukce reprezentuje v IL zápiu celou poloupnot základních intrukcí. Obr. ukázka programování v trukturovaném textu ST Výhody: + Snadné programování ložitých aritmetických operací a vzorců + Ideální pro práci velkými bloky dat a databázemi, textovými řetězci + Vhodný pro realizaci / zpracování datové komunikace

21 Nevýhody: - Je nutné znát příkazy a přenou yntaxi zápiu - Horší přehlednot zápiu logických operací - Méně vhodný pro přehledné zpracování velkého množtví logických ignálů DI/DO CFC - Continuou Function Chart (Volně propojované bloky) zápi programu v programovacím režimu CFC je naopak ideální pro toho, kdo vyznává kládání programu z jednotlivých krabiček vzájemně propojených pře vývody. Obr. ukázka programování v blocích CFC Výhody: + Volné upořádání programu dle potřeby programátora + Zápi připomíná chéma zapojení oučátek + Snadná realizace zpracování analogových ignálů + Přehledný průchod ignálu trukturou programu při zpracování Nevýhody: - Pro ložitější programy e zápi tává nepřehledný - Méně vhodný pro zpracování velkého množtví logických ignálů (vtupů / výtupů)

22 - Nevhodný pro realizaci manipulace většími bloky dat, ASCII řetězci a datovou komunikaci SFC - Sequential Function Chart (Vývojový diagram) programovací režim SFC je graficky orientovaný zápi pro nadné definování chování programu, tedy jeho běh a reakce na různé rozhodovací ituace. Prakticky umožňuje definovat chování programu protřednictvím všeobecně známého vývojového chéma, tedy větvení programu na základě plnění rozhodovacích podmínek. Tento režim je ideální pro definování poloupnoti volání jednotlivých čátí programu (podprogramů) napaných některým z výše uvedených programovacích režimů na základě hodnot tavových proměnných. Také e ním dobře realizuje ekvenční logika. Obr. ukázka programování pomocí SFC Výhody: + velmi přehledný zápi programu + přehledné definování a ošetření různých tavů programu + ideální pro realizaci ekvenční logiky Nevýhody: - nevhodný pro přímou realizaci zpracování analogových ignálů - nevhodný pro zpracování velkého počtu logických ignálů - nevhodný pro programování ložitých algoritmů

23 Začínáme v programování v SFC Pro začátek v programování v SFC i muíme ujanit některé pojmy: SBR/RET - vtup, výtupní parametry ubrutiny Initial STEP (Počáteční krok) - Počáteční pozice pro provedení programu STEP (krok) - Pozice v programu, který definuje provozní tav Action (Akce) - Čát kroku, který definuje konkrétní provedení úkolu, může jich být i více Tranition (Podmínka) Podmínka, která muí být plněna, aby bylo možno pokračovat v programu STOP (zataveni) Ukončení provádění programu v této větvi SIMULTANEOUS BRANCH (Simultánní větev) - Definuje provedení čátí programu oučaně paralelně. SELECT BRANCH (Výběr větve) Definuje provedení té čáti programu, která byla vybrána plnění podmínky Vytvoření ubrutiny v SFC. V Control Organizer klikněte pravým tlačítkem myši na aplikaci, Main_Sequencer a vyberete Nová rutina.. Parametry zadáte takto a klepněte na tlačítko OK po dokončení. Všimněte i, že typ je ekvenční diagram funkce.. Ověřte, že trom projektu vypadá náledovně:

24 . V projektu klikněte na Prepare_Packaging a otevře e vám okno protředí pro projektování v SFC. Všimněte i, že program udělal pro Vá první krok podmínkou. 5. Nyní klikněte pravým tlačítkem myši na Step_000 a vyberte příkaz Edit STEP "Step_000", náledně e Vám otevře dialogové okno vlatnotmi

25 6. Přejmenujte i Step_000 ve vlatnotech dialog to např.packaging_prep a zmáčkněte Apply. 7. Po zmáčknutí Apply e jméno přepíše a potvrďte OK. 8. Nyní klikněte pravým tlačítkem myši do pole programu a vyberte možnot Add SFC Element. 9. Když e zobrazí náledující obrazovka, vyberte Tranlation (podmínku) a potvrďte OK.

26 Takhle by mělo vypadat Vaše programovací pole: Pokud máme v programu vytvořit větve, které e budou provádět podle toho, která podmínka je plněna, muíme i to takhle vytvořit. 0. Umítěte kurzor myši nad horní pojovacího bodu Tran_00.. Jedním kliknutím přejdete do režimu pojování. Přeunete pojení nad horní pojovací bod Tran_000 tak, aby e pojovací bod změnil na zelený a pojíte to.. Nyní je podmínka Tran_00 pojena podmínkou Tran_000. Podmínkou pro ukutečnění přechodu Tran_000 bude volba vanilkové nebo čokoládové příady. Pro ukutečnění čáti programu Tran_00 budou otatní podmínky.. Pokud kliknete na? v Tran_000 otevře e Vám okno Editoru trukturovaného textu.

27 5 5. Zadejte náledující text v okně ST editoru: Recipe.Type = OR Recipe.Type= 6. Klepněte na prázdnou čát protoru SFC a ukončete úpravu. Ověřte i, že váš pracovní protor e zobrazí takto:

28 7. Nyní pro plnění podmínky Tran_00 : je nutné, aby jte do ní zapali: NOT (Recipe.Type = nebo Recipe.Type=) 8. Zkontrolujte i jetli Vá program vypadá takto: Všimněte i, že výběr větve je určen k použití podmínkami, které e vzájemně vylučují (tj, jen jeden přechod tavu bude platit bezprotředně po průchodu programu). 9. Pokud chcete mít program přehlednější upravte i názvy podmínek: Tran_00 na Non_Flavored_Bulk Tran_000 na Vanilla_or_Chocolate Po změně jména nezapomeňte natavit jako typ BOOLEAN. 0. Nyní by program měl vypadat takto:. Označte Vanilla_or_Chocolate. Klikněte na tlačítko STEP v panelu SFC a umítěte ho do protoru SFC a propojte podmínkou Vanilla_or_Chocholate

29 Vzhledem k tomu, že byl přechod vybrán před tím, než byl vložen krok, krok byl automaticky připojen k přechodu. Tato výchozí akce dochází umítění všech položek z panelu nátrojů, dokud byla položka vybraná v pracovním protoru.. Proveďte tejný potup k vytvoření dalšího kroku pro podmínku NON_flavour_bulk. Podívejte e jetli to vypadá tejně: 5. Klikněte na Step_000 a zvolte Add Action (Přidat akci) přidat akci zavřít olenoid.

30 Nová akce bude přidána k Step_ Klikněte na otazník (?) v Action_000 otevřete okno editoru trukturovaný Text a zadejte náledující text: Packaging_Solenoid.ProgCommand:=0; 7. Klikněte do protoru SFC a tímto e ukončí změna programu. 8. Udělějte to amé do Step_00 a zadejte náledující trukturovaný Text do nově vytvořené akce: Packaging_Solenoid.ProgCommand: = ; 9. Ověřte i, že váš program vypadá takto:

31 0. Pokud chcete mít program přehlednější popište i jednotlivé akce: Action_000 na Cloe_Packaging_Solenoid Action_00 na Open_Packaging_Solenoid. Mělo by to vypadat takto:. S pomocí toho co už známe, udělejte náledující kroky (Step_000 a Step_00) náledujícím popiem: po Step_000: Tranition Tag: Packaging_Solenoid_Cloed ST condition: Packaging_Solenoid.Device0State Po Step_00: Tranition Tag: Packaging_Solenoid_Open ST condition: Packaging_Solenoid.DeviceState. Mělo by to vypadat takhle:

32 . Nyní ukončíme rozdělení větví a provedete to tak, že klepneme na nižší pojovací bod Packaging_Solenoid_Cloed podmínky k režimu pojování a klikněte na podní pojovací bod Packaging_Solenoid_Open přechod. Máme hotovo. 5. Dále přidáme STEP a Tranition náledující pecifikací: STEP: Conveyor_Alert TRANSITION: Conveyor_Alert_Complete 6. Přidejte náledující dva kroky k Conveyor_Alert kroku: Action Tag: Siren_On Action ST text: Siren: =, Action Tag: Siren_Off Action ST text: Siren: = 0; 7. Mělo by to vypadat takhle:

33 8. Klikněte na STEP Conveyor_Alert a otevřete i okno vlatnotmi. 9. Natavte i PRESET 5000 je to vnitřní čaovač nataven na 5 ekund (uvádí e v miliekundách), potvrďte Apply provedené změny a zmáčkněte OK. 0. Otevřete i Action Porpertie pro blok Siren_On.. Z menu i vyberte provedení na nátupnou hranu P Pule(Riing_Edge). To znamená, že e akce provede pouze jednou, ikdyž bude krok Conveyor_Alert aktivní.. Změnu potvrdíte Aplly a klepněte na OK.. Pomocí tejným potupem jako v předchozím kroku, natavíte vlatnot pro provedení akce pro Siren_Off akci na etupnout hranu P0 Pule(Falling_Edge).. Ověřte i, ž Conveyor_Alert e nyní zobrazují P a P0 podle náledujícího obrázku:

34 5. Přidejte náledující ST text, jako přechodnou podmínku pro Conveyor_Alert_Complete : Conveyor_Alert.DN Tento STEP/TRANSITION bude pouštěn náledujícím způobem: Krok Conveyor_Alert jde aktivní od provedení akce Siren_On a je zapnut vnitřní čaovač na 5. Když 5 podruhé čaovač dokončí, Conveyor_Alert.DN bit je nataven, akce Siren_Off e provede jen jednou a Conveyor_Alert STEP zůtane neaktivní. 6. Přidejte nový krok podmínkou po přechodu Conveyor_Alert_Complete náledujím natavením: STEP name: Start_Conveyor Tranition name: Conveyor_Started 7. Proveďte náledující akci k Start_Conveyor kroku: Action Tag: Conveyor_Go Action Qualifier: N (uložený) Action ST Text: Conveyor.ProgCommand: =, 8. Přidejte náledující podmínku pomocí trukturovaného Textu do Conveyor_Started: Conveyor.DeviceState A mělo by to vypadat takhle:

35 9. Abychom dokončili SFC nutno přidat další krok Conveyor_Started náledujícím natavením: STEP name: Package_Prep_Done Tento krok nevytváří žádnou akci, ale víme, že když program dojde do této čáti programu, je konec. 50. Klikněte na tlačítko Verify Routine provedee kontrola rutiny jetli neobahuje chyby. Pokud nějaké jou, nutno je opravit, pokud ne, máme rutinu pořádku. 5. V Control Organizer klikněte na Sequence_Main routine v projektu e Vám otevře protor pro tuto rutinu. 5. Pounout doprava a dolů tak, aby Prepare_Packaging_Line krokem je v pracovním protoru.

36 5. Přidejte dvě akce na Prepare_Packaging_Line krok náledující pecifikace: Action Tag: Call_Package_Prep Action Qualifier: N (uložený) Action ST text: JSR (Prepare_Packaging); Action name: Reet_Package_Prep Action Qualifier: P0 Pule (kleající Edge) Action ST text: SFR (Prepare_Packaging, Packaging_Prep); První akce způobí, že rutina Prepare_Packaging bude provedena, dokud zůtává aktivní Prepare_Packaging_Line STEP. Druhá akce (SFC_ reet) vynuluje rutinu Prepare_Packaging Packaging_Prep 5. Přidejte náledující podmínku v trukturovaném Textu do Packaging_Ready tranition (přepáním '' která byla dříve): Package_Prep_Done_X Vzpomeňme i, že Package_Prep_Done byl krok SFC intrukcí používaných na konci Prepare_Packaging rutinu. X bit označuje, že tento krok je v oučané době aktivní a kenována. 55. Váš program by nyní měl vypadat takto:

37 56. Klikněte na tlačítko Verify routine toto ověří, že tato rutina neobahuje chyby. Pokud Vám vykočí nějaká chyba, zkontrolujte, jetli máte všechny kroky a podmínky propojeny. Otázky k probranému učivu Popište a vyvětlete: Funkce, Funkční bloky, Propojení prvků ve chématu FBD, Schématická značka bloku, Příkaz Jump, Příkaz RETURN a vyhodnocování FBD, Textová reprezentace funkcí, Grafická reprezentace funkcí, Řízení pouštění funkcí, Deklarace funkčních bloků, Bitabilní funkční bloky, Funkční bloky pro detekci hran, Čítačové funkční bloky, Čaovací funkční bloky (čaovače), Programování v protředí SFC, LD - Ladder Diagram (liniové nebo reléové chéma), FBD - Function Block Diagram (Schéma funkčních bloků), ST - Structured Text (Strukturovaný text), CFC - Continuou Function Chart (Volně propojované bloky), SFC - Sequential Function Chart (Vývojový diagram) Použitá literatura, kterou lze čerpat k dalšímu tudiu. Vtupy, výtupy, regitry, adreování. Ča ke tudiu: xx hodin

38 Cíl Po protudování tohoto odtavce budete umět Definovat, popat: Vtupní moduly, Relé, Výtupní moduly, Paměť PLC, Stavové bity PLC Výklad Vtupy a výtupy, PLC jou nezbytné pro monitorování a řízení proceu. Vtupy a výtupy lze rozdělit do dvou základních typů: na logické (dikrétní) nebo pojité (analogové). Například ovládání žárovky. Pokud lze pouze zapnout nebo vypnout, jde o logické ovládaní. Pokud lze větlo ztlumit na různé úrovně, jedná e o pojité ovládaní. Spojité hodnoty e jeví přirozeněji, ale jou upřednotňovány logické hodnoty, protože zaručují větší polehlivot a zjednodušují řízení. V důledku toho většina řídicích ytémů (a PLC) využívá pro většinu aplikací logických vtupů a výtupů. Zaměříme e proto Na logické I / O a necháme problematiku pojitých / O na později. Výtupy napojené na pohony umožňují půobit PLC na řízený ytém (proce) tak, že e v řízeném ytému něco změní. Krátký eznam nejznámějších akčních členů je uveden níže v pořadí relativní četnoti použití. Solenoidové ventily - logické výtupy, které umožní přepínat průtoky hydraulických nebo pneumatických médií. Ovětlení - logické výtupy, které čato mohou být napájeny a ovládány přímo z výtupu deek PLC. Motorové pouštěče motory při vém rozběhu odebírají velký proud, takže vyžadují motorové pouštěče, které jou v podtatě velké relé. Servomotory pojitý (analogový) výtup z PLC může ovládat variabilní rychlot nebo polohu. Výtupy z PLC tvoří čato relé, ale mohou být kontruovány z polovodičových oučátek, jako jou tranzitory pro výtupy DC nebo triaky pro výtupy AC. Analogové výtupy vyžadují peciální výtupní karty digitálně analogovými převodníky. Signály přiváděné na vtupy pocházejí ze enzorů, které převádějí fyzikální jevy (fyzikální veličiny) na elektrické ignály. Typické příklady enzorů jou uvedeny níže v relativním pořadí četnoti použití. Bezdotykové pínače - využívají indukčnoti, kapacity nebo větla pro logickou detekci objektu (je přítomen, není přítomen). Přepínače - mechanické mechanimy epnou nebo rozepnou elektrické kontakty pro vytvoření logického ignálu. Potenciometr - měří průběžně úhlové polohy na základě změny odporu. LVDT (lineární proměnný diferenciální tranformátor) - měří průběžně lineární vzdálenot pomocí elektromagnetické vazby. Vtupy pro PLC e vyrábějí v několika základních variantách, nejjednodušší jou AC a DC vtupy. Čato e používají vtupy typu zdroj nebo potřebič (ource, ink). Typ výtupu určuje, zda zařízení je napájeno. Nebo zda zařízení epne nebo rozepne obvod jako jednoduchý vypínač.

39 Spotřebič - Je-li aktivní, výtup z umožňuje průchod proudu v obvodu na polečnou zem. Tento typ volíme, pokud jou připojené zařízení napájeny různým napětím. Zdroj - Když je aktivní, proud teče od zdroje, pře výtupní zařízení a na zem. Tento typ výtupu je nejvhodnější, pokud jou všechna zařízení ovládaná pomocí jediného napájecího napětí. Čato také mluvíme o výtupech NPN (potřebič) a PNP (zdroj). Typ PNP e používá čatěji. Jednotlivé typy budou podrobně popány v kapitole o enzorech... Vtupy V menších PLC jou vtupy obvykle přímo jejich oučátí a jou určeny při nákupu PLC. Pro větší PLC lze vtupy zakoupit jako moduly nebo karty, 8 nebo 6 vtupy tejného typ na každé jednotlivé vtupní kartě (modulu). Pro účely rozboru probereme všechny vtupy jako by byly karty. Níže uvedený eznam ukazuje typické rozahy vtupních napětí zhruba v pořadí četnoti použití. až V DC 00-0 V AC 0 až 60 V DC - V AC / DC 5 V DC (TTL) 00-0 V AC 8 V DC V AC PLC vtupní karty zřídka obahují napájení vtupního obvodu, to znamená, že je zapotřebí externí zdroj pro napájení vtupů a enzorů. Příklad na obrázku. Vtup AC Card a logiky ladderu ukazuje, jak lze připojit AC vtup na kartu.

40 Obr. Vtup AC a karty Ladder Logic V tomto příkladu jou použity dva vtupy, jeden je normálně otevřený tvořený kontaktem tlačítka, a druhý je teplotní pínač nebo tepelné relé (také normálně otevřené). (Poznámka: Tyto ymboly jou tandardní a budou popány dále v této kapitole). Oba pínače jou napájeny živou větví připojenou na výtupní fázovou vorku napájecího zdroje V AC. Napájení je přivedeno na levé trany obou pínačů. Když jou kontakty pínačů rozepnuta není žádné napětí přivedeno na vtupní kartu. Pokud je některý ze pínačů epnut, je přivedeno napětí ze zdroje na vtupní kartu. V našem případě jou použity vtupy a - všimněte i, že čílování vtupů začínají na 0. Vtupní karta vyhodnocuje napětí na vých vorkách vůči polečné vorce (nulovému potenciálu, vůči zemi). Pokud je vtupní napětí v dané toleranci, vtup je epnut. V programu v žebříčkové logice jou znázorněny na obrázku pro vtupy. Zde e používá pro zápi ymboly Allen Bradley ControlLogix. Nad ymbolem je uveden tag (název proměnné) v přílušné vaně. Vtupní karta ("I"), je ve lotu, takže adrea karty je bob:. I.Data.x, kde "x" je vtupní čílo přílušného bitu. Tyto adrey lze zíkat pomocí alia tagů (nezavádíme novou proměnnou, pouze pojmenujeme již távající, zde přílušný vtup). Tím e program tane čitelnější. Mnoho začátečníků jou zmateni ve pojích uvedených v obvodu nahoře v obrázku. Základem pro pochopení funkce je elektrický obvod, jeho myčka vedoucí od a zpět do napájecího zdroje. Na obrázku. Vtup AC a karty Ladder Logic můžeme obvod (myčku) začít zkoumat od zdroje fázové vorky napájecího zdroje. Proud teče ze zdroje, myčka e uzavírá pře kontakty pínače, pře obvod vtupní karty, a vede zpět k nulovému pólu zdroje, kde proud teče zpět do zdroje. V úplné

41 připojení PLC k čidlům bude tvořeno mnoha obvody, každý z nich muí tvořit kompletní uzavřenou obvodovou myčku. Druhý důležitý koncept vtupních obvodů je obecný. Zde je polečný nulový potenciál napájecího zdroje (nulová vorka), nebo polečné referenční napětí (napěťová vorka). Obvykle volíme referenční, polečný bod 0 V (nulový potenciál, zem) a všechna otatní napětí měříme ve vztahu k tomuto referenčnímu bodu (polečné nule, polečné zemi). Kdybychom použili druhý napájecí zdroj, muíme zapojit i jeho nulovou vorku, takže by obě nulové vorky obou zdrojů byly pojeny ke tejnému polečnému propojovacímu bodu. Čato bývá zapojení polečného potenciálu a země zmatené a nepřehledné. Je vhodné použít polečný potenciál pro 0V, a uzemnění pro ochranu před úrazy a poškození zařízení. V určitém mítě je uzemnění připojeno v budově kovovou trubkou nebo vodičem k zemi. K zemi je připojena i zemnící vodič elektrického rozvodu budovy, tudíž zemní vorka záuvek, k nimž jou připojeny kovové čátí elektrických zařízení. Pokud e elektrické obvody uzavírají právě pře polečnou zemní vorku, jou obvody navrženy špatně. Je nutno oddělovat zemnící vorku a nulový polečný potenciál řídicích ytémů. Konečný záada, která má tendenci mát začátečníky je, že každá vtupní karta je izolována. To znamená, že pokud jte připojili na polečný potenciál pouze jednu kartu a pak další karty již nejou na tento potenciál propojeny, pak e tane, že tyto další í karty nebudou fungovat právně. Je nutné připojit na polečný potenciál každou ze vtupních karet. Při rozhodování, jaký typ vtupních karet použít, exituje mnoho kompromiů. DC napětí jou obvykle nižší, a proto je bezpečnější (tj. -V). DC vtupy jou velmi rychlé, AC vtupy vyžadují delší dobu zapnutí. Například, může být 60 Hz vlna vyžadovat až /60ec za rozumná uznání. DC napětí může být připojen k větší škále elektrických ytémů. AC ignály jou odolnější vůči šumu, než DC, takže e hodí na dlouhé vzdálenoti, a hlučné (magnetické) protředí. AC napájení je jednodušší a méně nákladné dodávat do zařízení. AC ignály jou velmi běžné v mnoha távajících automatizačních zařízení... RELÉ Pro řídicí logiku e relé používají jen zřídka, jou ale důležité pro pínání velké výkonové zátěže. Níže jou uvedeny některé důležité pojmy týkající e relé. Stykače - peciální relé pro pínání velkých proudových zátěží. Motor Starter - v podtatě tykač zapojený do érie nadproudovým relé, které vypne obvod, pokud je překročen natavený proud. Potlačení oblouku při pínání a rozpínání obvodu bude e mezi kontakty relé tvořit elektrický oblouk. Tento jev je závažný u velkých relé. Relé pínající třídavý proud tvorbu oblouku může eliminovat tak, že bude pínat při průchodu proudu nulou (při změně polarity z negativní na pozitivní a naopak). Při pínání zátěží napájených tejnoměrným proudem lze tento problém minimalizovat tím, že při otevření kontaktů e fouká tlačený plyn pře kontakty k potlačení tvorby oblouku.

42 Střídavé relé - Je-li cívka relé napájena třídavým proudem, pak kontakty budou kmitat pínat a rozpínat frekvencí třídavého proudu. Tento problém výrobci relé řeší přidáním pomocného pólu ve vnitřní kontrukci relé. Nejdůležitějším apektem při výběru relé nebo reléových výtupů na PLC je jmenovitý proud a napětí relé. V případě, že jmenovité napětí je překročeno, budou e kontakty předčaně opotřebovávat, nebo v případě, že pínané napětí je příliš vyoké může dojít i k požáru. Jmenovitý proud je maximální proud, který může relé pínat. Při překročení této hodnoty e bude relé přehřívat, a zkracuje e jeho životnot. Jmenovité hodnoty jou obvykle uvedeny jak pro třídavé i pro tejnoměrné napětí a proud, hodnoty pro tejnoměrný proud jou nižší než pro třídavý proud. V případě, že kutečné náklady jou nižší než použité jmenovité hodnoty relé by mělo fungovat donekonečna. Pokud jou dovolené hodnoty napětí a proudu překročeny málo životnot relé e zkrátí. Výrazné překročení hodnot může vét k okamžitému elhání a trvalému poškození. Vezměte proím na vědomí, že relé může také zahrnovat minimální rating, který by měl rovněž dbát na zajištění právné funkce a dlouhou životnot. Jmenovité napětí - provozní napětí na cívky relé. Nižší napětí může vét k elhání relé, vyšší napětí zkrátí životnot relé. Jmenovitý proud - maximální proud, jehož překročením dojde k poškození (vařením nebo tavením kontaktů). Obr. Principiální chéma zapojení: vtupní obvody PLC.. Výtupní moduly

43 Stejně jako u vtupních modulů, i výtupní moduly zřídka obahují napájecí zdroj, ale fungují pouze jako pínače. Pro napájení výtupů je ke kartě připojen Externí napájecí zdroj. Napětí tohoto zdroje je pak pínáno každým výtupem karty. Typické výtupní napětí jou uvedeny níže, a zhruba eřazené podle popularity. 0 Vac Vdc -8 Vac až 8 V DC 5Vdc (TTL) 0 Vac Výtupní karty mají obvykle 8-6 výtupů tejného typu a jou navrženy pro pínaní různých proudů. Výtupní karty jou reléové, tranzitorové nebo triakové. nejvíce flexibilní výtupní karty jou Reléové. Jou chopny pínání tejnoměrných i třídavých proudů. Na druhé traně jou pomalejší (typické přepnutí je ai 0 m), jou objemnější, dražší, a po milionech cyklů e opotřebovávají. Reléové výtupy jou čato pokytují galvanicky oddělené kontakty. Tranzitorové karty jou omezeny na pínaní tejnoměrných proudů, a triakové výtupní karty pro pínání třídavých proudů. Tranzitorové a triakové výtupy jou pojeny po kupinách. Izolované kontakty - pro každý výtup je určeno amotatné relé. To umožňuje pínat různá napětí (AC nebo DC a napěťové úrovně až do maxima), tejně jako izolované výtupy pro ochranu jiných výtupů a PLC. Doba odezvy je čato větší než 0 m. Tyto výtupy jou nejméně citlivé na kolíání napětí a napěťové a proudové špičky. Společné výtupy - napětí připojené ke kartě PLC je polečné různé výtupy, j epínáno pomocí polovodičových obvodů (tranzitory, triaky, atd.), Triaky jou vhodné pro zařízení, která vyžadují tříadavý proud obvykle nižší než A. Tranzitorové výtupy používají NPN nebo PNP tranzitory až jou chopny pínat až proud do velikoti A. Jejich doba odezvy je mnhem menší než m.

44 Obr. půdy z produkce: PLC výtupních obvodů Pokud vytváříme ytém, který má jak tejnoměrné tak i třídavé výtupy, je zapotřebí dávat pozor na to, které typy výtupních karet použijeme. Pokud pro pínání třídavého napětí omylem použijeme tranzitorový tejnoměrný výtup, pak obvod bude epnut jen v kladné polovině cyklu napájecího napětí, a zdá e, že výtup pracuje e níženou hodnotou napětí. Je-li ke třídavému triakovému výtupu připojen tejnoměrný zdroj, výtup e zapne a zůtane trvale epnutý, nebude moci vypnout bez vypnutí celého PLC. Hlavní problém napájením tvoří použití rozdílných zdrojů. Je vhodné nechat všechny zdroje izolované a zachovat jejich polečné vorky oddělené, což ale není vždy možné. Některé výtupní

45 moduly, například reléové, umožňují, aby každý výtup měl vlatní polečnou vorku, připojenou na amotatný vztažný potenciál. Polovodičové výtupní karty (tranzitorové a triakové), diponují jedním polečným potenciálem, přivedeným na vorku COM, který je polečný pro všechny výtupy. Katra může obahovat i kupinu výtupních vorek pojených odpovídající vorkou COM, COM Pak každá kupina bude oddělena od jiné kupiny, ale výtupy jedné kupiny budou využívat vždy vou polečnou vorku COM, Pokud ytém obahuje více výtupních karet je nutné mít propojené všechyn polečné vorky COM výtupních karet vzájemně mezi ebou a přílušným zdrojem, nebo v přípúadě oddělených zdrojů, pak vždy pčílušnou vorku COM e přílušnou vorkou (COM, nulovým potenciálem0 přílušného zdroje. Výtupní karta znázorněna na obr..5 Příklad VDC Výtupní Card (NPN) je příkladem V DC výtupní karty, která má jednu polečnou dílenou vorku COM. Tento typ výtupní karty obvykle používá tranzitory pro pínání výtupů. Obr..5 Příklad V DC a výtupní karta (NPN) V našem příkladu jou výtupy zapojeny v obvodech, kterými protéká malý proud, zde e jedná o žárovku a cívku relé. Rozeberme obvod žárovky, počínaje napájením V. Když je výtup 07 je epnutý, proud může téci pře žárovku na vorku 07 a vede na vorku COM, TA je propojena ae polečným pólem zdroje (COM) a tak je elektrický okruh uzavřena a tím je umožněno, aby e větlo zapnulo. Pokud je výtup rozepnutý, proud obvodem nemůže proudit, a větlo e nevítí. Výtup 0 ovládající relé je připojen podobným způobem. Když je výtup 0 je epnutý, proud protéká cívkou relé, kontakty relé e epnou a je připojeno napájení 0V AC k motoru. Program žebříčkové logice je uveden v pravém dolním rohu obrázku. Zápi odpovídá zvyklotem Allen Bradley ControlLogix. Výtupní karta ("O"), je ve vaně označené "ue" ve lotu. Jak je uvedeno, je dobré pro výtupy výtupní karty definovat a používat alia tagy, tedy ymbolické pojmenovaní pro již exitující

46 proměnné (tagy), (např. motor), míto použití úplného popiu (např. Sue:. O.Data.). Tato karta může pínat napětí z mnoha zdrojů, ale všechny zdroje muí mít propojeny nulové vorky na jednu polečnou vorku COM na kartě. Obvody v obr..6 Příklad VDC Výtupní karta e polečným vtupním napětím (PNP) jou zapojeny v pořadí napájení, pak zařízení, pak PLC karta, pak napájení. To vyžaduje, aby výtupní karta měla vorku e polečným potenciálem pro všechny výtupy. Některé zapojejní výtupních karet obrtací pořadí zařízení a PLC karty, čímž e nahrazuje vorku polečného ponteciálu COM vorkou polečného napájecího napětí. Příklad na obr..5 Příklad z V DC a výtupní karta (NPN) e opakuje na ve zapojení pro obr..6 Příklad VDC Výtupní karta polečné napájení (PNP) Obr..6 Příklad VDC Výtupní karta rozahem vtupního napětí (PNP) V tomto příkladu je kladný pól napájení V připojen k výtupní kartě přímo. V případě, že výtup je epnut, na je polečné napájení přivedeno na přílušný výtup. Například, je-li výtup 07 epnutý, pak je na napájecí napětí pře tento výtup přivedeno k žárovce. Ta je pak připojena na polečný pól zdruje. Obvod je užavřen, proud protéká obvodem a žárovka vítí. Odbodbě je tomu u zapojení relé pro řízení motoru. Vlatná program v PLC e ale nijak nezmění. U tohoto typu výtupní karty lze použít pouze jeden napájecí zdroj. Můžeme také pro pínání výtupů použít reléové výtupní. Příklad ukazuje obr..5 Příklad VDC Výtupní Card (NPN) a Obrázek.6 Příklad VDC Výtupní karta napěťový vtup (PNP) e opakuje ještě jednou v obr..7 Příklad reléový výtup karty pro reléový výtup.

47 Obr..7 Příklad reléového výtupu karty V tomto příkladu je V zdroj připojen přímo k oběma kontaktům relé na výtupní kartě(všimněte i, že to vyžaduje dva propoje, zatímco v předchozí příkladu je zdroj připojen jen jením vodičem.) Při aktivaci výtupu dojde k epnutí kontaktů daného výtupu a napájení je připojeno k připojenému zařízení. Toto upořádání je velmi podobné zapojení Obrázek.6 Příklad VDC Výtupní karta e polečným napájecím napětím (PNP), ale reléová karta může být také použita v zapojení e polečným nulovým potenciálem, obdobně jako v obr..5 Příklad Vdc výtupní karta (NPN). Pokud využijeme reléové výtupy, že je možné, aby každý výtup byl izolovaných od otatních. Reléová karta může mít výtupy AC i DC vedle ebe... Paměť PLC Pokročilé funkce žebříčkové logiky, jako jou čaovače a čítače umožňují provádět výpočty, přijímat rozhodnutí a provádět další ložité úkoly. Jou ložitější než základních vtupy a výtupy a potřebují data uložená v paměti PLC. Paměť PLC je organizována por uchování různých typy programů a dat. Tato kapitola e bude zabývat typy pamětí. Funkce, které je používají, budou popány níže v náledujících kapitolách. Program veru variabilní paměť Paměť v PLC je rozdělena na čát programu a proměnnýchi. Paměť programu obahuje příkyzy, které mají být provedeny, a nemůže být za chodu změněna. (Poznámka: Některé PLC umožňují On-line editací provét drobné změny v programu, zatímco program běží.) Paměť proměnných e změní, když PLC běží. V paměti CONTROL je definována pomocí názvů proměnných (také nazývané tagy).

48 PROGRAMY PLC má eznam "hlavních úkolů", které obahují hlavní program (y) běží vždy PLC. Mohou být vytvořeny další programy, které jou nazývány také podprogramy. Platné typy programů jou Ladder Logic, trukturovaný text, ekvenční funkční chémata, diagramy funkčních blok. Speciální programové oubory mohou být také vytvořeny pro "tart ytému po zapnutí napájení - Power-Up control" a "obluho poruch". Power-up programy jou určeny k inicializaci PLC v prvním programovém cyklu. K tetování tohoto tavu louží "S: FS" bit. Programy obluhující poruchy jou určeny k reakci na konkrétní elhání nebo problémy, které mohou vét k elhání řídicího ytému. Obvykle tyto programy jou určeny k zotavení z menších poruch nebo k bezpečně vypnutí ytém. Proměnné (tagy) Allen Bradley používá terminologii "tagy" k popiu proměnných, tavu a vtupní / výtupní (I / O) hodnot."controller Tag" zahrnují hodnoty tavu I / O. Tyto mohou být globální a používají je všechny programy v PLC. Proměnné mohou být také lokální, což omezuje jejich použití na program, který jei vlatní.

49 Proměnné mohou být typu alia, což je jméno jiný tag, nebo datový typ. Některé z běžných typů proměnných, jou uvedeny níže. Obr. Vybrané datové typy ControlLogic Datové hodnoty vždy muí být uloženy v paměti, mohou být dolova definovány. Na Obrázek. Píemné hodnoty dat je uveden příklad dvou různých datových hodnot. První z nich je celé čílo, druhá je reálné čílo. Hexadecimální číla označuje přípona H a pokud čílo začíná A, B, C, D, E nebo F je před nimi uvedena nula, binární čílo je ukončeno znakem B na konci číla.

50 Obr. Přímé číelné hodnoty Datové typy mohou být vytvořeny v libovolné velikoti, D, D, nebo D polích. Někdy budeme chtít odkazovat na pole hodnot. Tento odkaz je určen tak, že začíná znakem libry nebo znakem hah '#'. Obr. Pole Výrazy umožňují adreaci a zadané funkce jou interpretovány při puštění programu. Příklad na obr. Výrazy ukazuje příklad ložitějšího výrazu. Hodnota proměnné (tagu) je argumentem funkce in a po vyčílení e k hodnotě funkce in přičte hodnota,. Zadaný text je interpretován až v okamžiku běhu PLC. Pokud e vykytne chyba, projeví e až za běhu programu - funkci je třeba využívat velmi obezřetně. Obr. Výrazy Datové typy a režimy adreování budou podrobněji probrány dále. Obrázek.5 ukazuje příklad funkcí ladder logiky Základní pravidlo pro práci funkcemi je, že i když na vtupu je logická jednička (pravda), pak funkce bude provedena. První příkaz přeune (MOV) literál 0, celé čílo, do paměti označené jako X. Dalším krokem bude kopírování hodnoty z proměnné X do proměnné Y. Třetí příkaz ečte proměnné X a Y a uloží výledek do Z..5. Stavové bity PLC Obr. Příklad funkce žebříčkové logice

51 Stav paměti programu umožňuje kontrolu funkce PLC, a také provét některé změny. Výběr ze tavových bitů je uveden v obr.,8 Stavové bity a lova PLC ControlLogix. Úplnější eznamy jou k dipozici v příručkách daného ytému. Prvních šet bitů je běžně používáno a jou uvedeny jednoduchým označení pro použití žebříčkové logice. Otatní ytémové bity a lova vyžadují použití funkce Get Sytem Value (GSV) a pro zápi Set Sytem Value (SSV). Tyto funkce mohou čít / natavit různé hodnoty v záviloti na typu objektu dat, která je využíván. V daném eznamu e vykytuje jeden datový objekt "WALLCLOCKTIME". Jednou z vlatnotí této třídy je DateTime, který obahuje aktuální ča. Je také možné použít třídu "PROGRAM" a intanci objektu "MainProgram" a pomocí atributu "LatScanTime" určit, jak dlouho program běžel od předchozí kontroly. Obr. Stavové bity a lova pro ControlLogix Příklad zíkání a natavení hodnoty tavu ytému je znázorněn na obrázku.9 Čtení a natavení tavových bitů GSV a SSV. První řádek ladder logiky načte aktuální ča ze třídy "WALLCLOCKTIME". V tomto případě třída nemá intanci a proto je její jméno prázdné. Je požadován atribut je DateTime, jehož hodnota bude zapána do pole DINT time [0..6]. Například time[] by měla obahovat údaj o aktuální hodině. Na druhém řádku je ča Watchdog na MainProgram natavena na 00 m. Pokud program MainProgram trvá déle než 00m provét chyba bude generován.

52 Obr. Čtení a natavení tavových bitů GSV a SSV Jako vždy, je možné přidat další třídy a atributy pro tavové hodnoty lze nalézt v příručkách pro proceory a intrukce používají. Otázky k probranému učivu Popište a vyvětlete: Vtupní moduly, Popište a vyvětlete: Relé, Popište a vyvětlete: Výtupní moduly, Popište a vyvětlete: Paměť PLC, Popište a vyvětlete: Stavové bity PLC

53 Použitá literatura, kterou lze čerpat k dalšímu tudiu. Booleova algebra a PLC Ča ke tudiu: xx hodin Cíl Po protudování tohoto odtavce budete umět Definovat, popat: Logická proměnná a logická funkce, Funkce jedné proměnné, Funkce n proměnných, Základní logické funkce, Vyjádření Booleových funkcí:, Úplná dijunktivní normální forma (ÚDNF), Úplná konjunktivní normální forma (ÚKNF), Minimalizace logických výrazů Výklad.. Logická proměnná a logická funkce Logická proměnná je veličina, která vyjadřuje pouze dva tavy a nemůže e měnit pojitě. (např. tlačítko, dvoupolohový vypínač) 0 - výrok neplatí, ignál neexituje, obvod nevede výrok platí, ignál exituje, obvod vede.... Je-li logických proměnných n, pak lze jimi vyjádřit n různých tavů. Vztah mezi logickými proměnnými je určen tzv. logickou funkcí. Logická funkce je předpi, který přiřazuje kombinacím hodnot jedné nebo více vtupních logických proměnných hodnotu výtupní proměnné. Funkce jedné proměnné Nejnáze lze demontrovat logické funkce na případu funkcí jedné vtupní proměnné a. Pravdivotní tabulka této funkce bude mít na levé traně pouze jeden loupec. Hodnotám této jediné nezávilé proměnné lze přiřadit výtupní hodnoty čtyřmi způoby, tedy exitují čtyři logické funkce jedné proměnné y až y, jejichž pravdivotní tabulky hrneme do polečné tabulky jediným vyjádřením hodnot vtupní proměnné a.

54 Pravdivotní tabulka logických funkcí a y y y y Funkce n proměnných Počtu n vtupních proměnných lze obecně přiřadit n logických funkcí. Dvě vtupní proměnné dávají čtyři kombinace vtupních hodnot, kterým lze přiřadit 6 různých logických funkcí... Základní logické funkce Negace označení: negace, invere, non Y A Pravdivotní tabulka: p A Y A Y Logický oučin označení: logický oučin, i, AND, konjunkce, průnik Y A B Pravdivotní tabulka: p A B Y A 0 B & 0 Y Logický oučet označení: logický oučet, nebo, OR, dijunkce, jednocení Y A B Pravdivotní tabulka:

55 p A B Y A 0 B >= 0 Y Negovaný logický oučin- funkce Shefferova Y A B označení: negovaný logický oučin, NAND Pravdivotní tabulka: p A B Y A 0 B & 0 Y Negovaný logický oučet - funkce Pierceova Y A B označení: negovaný logický oučet, NOR Pravdivotní tabulka: p A B Y A 0 B >= 0 Y.. Vyjádření Booleových funkcí: Slovním zadáním Navrhněte logický obvod, který upozorní obluhu na poruchu, v případě zatavení jednoho nebo obou motorů. Každý motor obahuje nímač, který vyšle informaci v případě zatavení motoru. Pravdivotní tabulkou p A B Y

56 Karnaughovou mapou C A B Algebraickým výrazem Y ABCD ABCD C Blokovým chématem A B C D & & & 0 Y Logické obvody dělíme: Kombinační - hodnota výtupních veličin závií jen na kombinaci vtupních veličin. Sekvenční- hodnota výtupních veličin závií jednak na kombinaci vtupních veličin a dále na předchozím tavu (např. logické automaty pro řízení výrobních linek, automatické pračky apod.). Tyto obvody muí vždy obahovat vnitřní proměnné. Synchronní - všechny změny v logickém obvodu probíhají oučaně. Změny jou řízeny ynchronizačními impuly. Aynchronní- tav obvodu e mění ihned po změně vtupu, práce obvodu není ynchronizována. Logický výraz Užívají e dva základními tvary zápiu logické funkce logickým výrazem: úplná dijunktivní normální forma (ÚDNF),

57 úplná konjunktivní normální forma (ÚKNF) Při přepiu funkce zadané pravdivotní tabulkou do tvaru logického výrazu lze potupovat náledovně:.. Úplná dijunktivní normální forma (ÚDNF) Přepi do tvaru oučtu oučinů (ÚDNF) provedeme tak, že vyhledáváme ty kombinace vtupních proměnných, pro které má výtupní proměnná hodnotu. Pro každou takto nalezenou kombinaci napíšeme takový oučin vtupních proměnných, rep. jejich negací, aby tento oučin měl právě hodnotu. Znamená to, že v případě, že vtupní proměnná má v daném řádku hodnotu, zapíšeme tuto proměnnou přímo, pokud má vtupní proměnná hodnotu 0, zapíšeme do výrazu negaci této vtupní proměnné. Součet takto vytvořených oučinů je logickým výrazem dané logické funkce..5. Úplná konjunktivní normální forma (ÚKNF) Při přepiu do tvaru oučinu oučtů (ÚKNF) naopak vyhledáváme ty řádky, kde je hodnota funkce y = 0 a do jednotlivých oučtů zapiujeme podmínky odpovídající nulové hodnotě tohoto oučtu. Tedy naopak proti minulému potupu muíme zapat přímou proměnnou v případě, že tato proměnná má v daném řádku hodnotu 0 a negaci této proměnné, jetliže má tato proměnná hodnotu. Součinem těchto podmínek dotaneme výlednou výraz určující podmínky nulové hodnoty této funkce. Příklad: Vypište z pravdivotní tabulky funkci ve tvaru úplné dijunktivní normální formy a úplné konjunktivní normální formy. Pravdivotní tabulka funkce proměnných p A B C Y úplná dijunktivní normální forma (ÚDNF), tedy oučet oučinů základních proměnných nebo jejich negací (pořadí p =,, 5, 7) Y ABC ABC ABC ABC 5 7 úplná konjunktivní normální forma (ÚKNF), tedy oučin oučtů základních proměnných nebo jejich negací (pořadí p = 0,,, 6) A B C A B C A B C A B C Y 0 6

58 Příklad: Vypište z pravdivotní tabulky funkci ve tvaru úplné dijunktivní normální formy a úplné konjunktivní normální formy. Pravdivotní tabulka funkce proměnných p A B C Y úplná dijunktivní normální forma (ÚDNF),tedy oučet oučinů základních proměnných nebo jejich negací (pořadí p = 0,,,, 5) Y ABC ABC ABC ABC ABC 0 5 úplná konjunktivní normální forma (ÚKNF),tedy oučin oučtů základních proměnných nebo jejich negací (pořadí p =, 6, 7) A B C A B CA B C Y Minimalizace logických výrazů Zadání logické funkce některým z uvedených způobů není pro konečnou realizaci vhodné. Proto muíme zíkaný logický výraz zjednodušit, tzv. minimalizovat, a případně upravit do takového tvaru, aby byl realizovatelný zvolenými prvky. Minimalizace podle pravidel Booleovy algebry Booleova algebra Komutativní zákon A B B A A B B A

59 A Aociativní zákon B C A B C B C A B C Ditributivní zákon A B C A B AC A B C A B A C Aborpční zákon Neutrálnot A A A B A B A B A B A 0 A Agreivnot A Vyloučení třetího A A Logický rozpor A A 0 Dvojitá negace Opakování De Morganovy zákony A A A A A A0 0 A A A A A A A B A B A B A B Příklad: Pomocí Booleovy algebry zjednodušte náledující výrazy: a) Y ABCD ABCD C b) Y ABABC ABABD Y CA B C A B AB c) AB d) Y AB ABC e) Y ABC A B C f) Y A BC A BCAB C g) Y ABC ABC ABC ABC ABC h) Y ACD ACD BCD i) Y ABC ABC ABC ABC j) Y AB AB Řešení: a) ABC ABCD C D C Y ABCD ABCD C - z prvních dvou členů vytkneme D - podle pravidla vyloučení třetího e závorka bude rovnat jedné

60 b) Y ABABC ABABD ABAB C - z prvních dvou členů vytkneme D 0 ABAB - podle pravidla logického rozporu AB AB výraz je roven nule c) Y C A B C C A B AB AB C A B CA B A B A B C C 0 - u poledního členu použijeme pravidlo logického rozporu a výraz - z prvních dvou členů vytkneme C - podle pravidla vyloučení třetího e závorka bude rovnat jedné ABAB je roven nule d) Y AB ABC AB C AB AB - z prvních dvou členů vytkneme AB - podle pravidla agreivnoti výraz v závorce e bude rovnat jedné e) Y ABC A B C A B C A B C - u prvního členu aplikujeme De Morganův zákon - podle pravidla vyloučení třetího e výraz bude rovnat jedné f) Y A BC A BC AB C A BC AB C A B CB A C - nejprve využijeme aborpční zákon - z prvního a třetího členu vytkneme člen A, z druhého a čtvrtého členu vytkneme člen C - na první a druhý člen použijeme zákon agreivnoti g) Y ABC ABC ABC ABC ABC ABC AB C C ABC C B ABC A A BC ABC AB AB ABC A B - z druhého a třetího členu vytkneme ze čtvrtého a pátého členu - podle pravidla vyloučení třetího e závorky budou rovnat jedné - z druhého a třetího členu vytkneme A - podle pravidla vyloučení třetího e závorka bude rovnat jedné - nakonec použijeme aborpční zákon h) Y ACD ACD BCD A C AC AD A C D D A C D B C D B C D A C A D A C D A B C D A B C D ABCD B C D

61 - u všech čenů použijeme De Morganův zákon - prvky prvního členu roznáobíme - z prvního a čtvrtého členu vytkneme C, a z druhého a pátého členu vytkneme D - podle zákona agreivnoti jou prvky v závorkách rovny jedné - dále použijeme pravidlo o opakování - nakonec použijeme opět De Morganův zákon i) Y B C ABC ABC ABC ABC ABC ABC C ABC ABC B ABC AC B ABC AC AB BAC A A AC ABC ABC ABC AB AC - z třetího a čtvrtého členu vytkneme prvky AB a použijeme pravidlo vyloučení třetího - dále používáme aborpční zákon j) A B A B AA AB BA BB AB BA Y AB AB AB AB - nejprve dvakrát aplikujeme De Morganův zákon - na první a čtvrtý člen aplikujeme pravidlo logického rozporu Otázky k probranému učivu Popište a vyvětlete: Logická proměnná a logická funkce Popište a vyvětlete: Funkce jedné proměnné Popište a vyvětlete: Funkce n proměnných Popište a vyvětlete: Základní logické funkce Popište a vyvětlete: Vyjádření Booleových funkcí: Popište a vyvětlete: Úplná dijunktivní normální forma (ÚDNF) Popište a vyvětlete: Úplná konjunktivní normální forma (ÚKNF) Popište a vyvětlete: Minimalizace logických výrazů Použitá literatura, kterou lze čerpat k dalšímu tudiu 5. Význam minimalizace logických funkcí při tvorbě programu

62 Ča ke tudiu: xx hodin Cíl Po protudování tohoto odtavce budete umět Definovat, popat: Minimalizace logických funkcí pomocí Karnaughových map Výklad 5.. Minimalizace logických funkcí pomocí Karnaughových map Počet polí mapy odpovídá počtu možných kombinací na vtupu. Všechny jedničky v Karnaughově mapě muíme zakroužkovat, žádnou nemíme vynechat Každá jednička může být oučaně oučátí dvojice, čtveřice, atd., to znamená, že při kroužkování e může vzít několikrát. Využíváme pravidla opakování. Přednot mají větší myčky před menšími například omice před čtveřicemi, čtveřice před dvojicemi a dvojice před izolovanými jedničkami. Snažíme e vytvořit co nejmenší počet myček repektováním předchozích pravidel. Karnaughova mapa pro: proměnnou pod pruhem je hodnota logická, p = index pole p Y X X Karnaughova mapa pro: proměnné 0 p Y X 0 X 0 X X

63 Karnaughova mapa pro: proměnné p Y X 0 0 X 0 0 X 0 X 0 0 X 5 0 X 6 0 X 7 X Karnaughova mapa pro: proměnné p Y X X X 0 0 X X X X 7 0 X X X X 0 X 0 0 X 0 X 0 X 5 X Příklad: Minimalizujte logickou funkci zadanou pravdivotní tabulkou pomocí Kargnaughovy mapy p Y Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y je:

64 Y S S S S S S S S S S S S Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: Y S S S S Příklad: Minimalizujte logickou funkci zadanou pravdivotní tabulkou pomocí Kargnaughovy mapy p Y Minimalizaci logické funkce provedeme pomocí Karnaughovy mapy Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y je: Y S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: Y S S S S S Příklad: Minimalizujte logickou funkci zadanou pravdivotní tabulkou pomocí Kargnaughovy mapy p Y Minimalizaci logické funkce provedeme pomocí

65 Karnaughovy mapy Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y je: Y S S S S S S S S S S S S S S S S Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: Y S S Příklad: Navrhněte logický obvod, který upozorní obluhu na poruchu, v případě zatavení jednoho nebo obou motorů. Každý motor obahuje nímač, který vyšle informaci v případě zatavení motoru. Motor M M Motor Snímač Snímač S S Logický obvod Y Přiřazení hodnot jednotlivých logických proměnných Pro = pokud dojde k zatavení motoru = 0 pokud nedojde k zatavení motoru Pro = pokud dojde k zatavení motoru = 0 pokud nedojde k zatavení motoru Pro y = rozvítí e kontrolka poruchy y = 0 nerozvítí e kontrolka poruchy

66 pravdivotní tabulka p Y Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y je: Y tuto funkci minimalizujeme pomocí Boolovy algebry a dotaneme: Y lze využít minimalizaci pomocí Karnaughovy mapy 0 výpi z Karnaughovy mapy Y Příklad: Navrhněte logickou funkci, která upozorní obluhu v případě, že dvě nádrže chladicí kapalinou jou prázdné. Nádrž Nádrž Nádrž Snímač S Snímač S Snímač S Logický obvod Y Přiřazení hodnot jednotlivých logických proměnných Pro Pro = pokud nádrž č. chladicí kapalinou je prázdná = 0 pokud nádrž č. chladicí kapalinou je plná = pokud nádrž č. chladicí kapalinou je prázdná = 0 pokud nádrž č. chladicí kapalinou je plná

67 Pro Pro = pokud nádrž č. chladicí kapalinou je prázdná = 0 pokud nádrž č. chladicí kapalinou je plná y = rozvítí e kontrolka doplnění y = 0 nerozvítí e kontrolka doplnění pravdivotní tabulka p Y Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y je: Y Minimalizaci logické funkce provedeme pomocí Karnaughovy mapy výpi z Karnaughovy mapy Y Příklad: Plynový kotel má otevírat přívod plynu do kotle, když venkovní teplota klene pod 6 C a nebo je epnut ruční pínač a když je voda v kotli nad minimální hodnotou a hoří zapalovací hořák.

68 teplota ruční pínač hladina vody zapalovací hořák Logický obvod y přívod plynu Pro = okolní teplota < 6 C = 0 okolní teplota 6 C Pro = ruční pínač zapnut = 0 ruční pínač vypnut Pro = voda nad minimální hladinou = 0 voda pod minimální hladinou Pro = hoří zapalovací hořák = 0 nehoří zapalovací hořák Pro y = přívod plynu otevřen y = 0 přívod plynu uzavřen pravdivotní tabulka p Y Minimalizaci logické funkce provedeme pomocí Karnaughovy mapy Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y je: Y

69 Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: Y Příklad: Navrhněte dekodér BCD kódu na edmi egmentový diplej. Označíme i jednotlivé egmenty diplej y y6 y7 y y5 y y Setavíme pravdivotní tabulku, egmenty které mají vítit, označíme log. Pravdivotní tabulka p y y y y y5 y6 y X X X X X X X 0 X X X X X X X 0 0 X X X X X X X 0 X X X X X X X 0 X X X X X X X 5 X X X X X X X

70 X označuje volnou kombinaci. Může nabývat hodnot logické 0 nebo logické. Toto označení je použito pro tavy, které nemohou natat. Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y je: Y Minimalizaci logické funkce yprovedeme pomocí Karnaughovy mapy. 0 X X 0 X X X X Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: Y Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y je: Y Minimalizaci logické funkce y provedeme pomocí Karnaughovy mapy. X X 0 0 X X X X Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: Y

71 Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y je: Y Minimalizaci logické funkce y provedeme pomocí Karnaughovy mapy. 0 X X X X X X Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: Y Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y je: Y Minimalizaci logické funkce y provedeme pomocí Karnaughovy mapy. 0 X X 0 0 X X X X Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: Y Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y5 je: 5 Y Minimalizaci logické funkce y5 provedeme pomocí Karnaughovy mapy.

72 0 0 X X X X X X Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: 5 Y Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y6 je: 6 Y Minimalizaci logické funkce y6 provedeme pomocí Karnaughovy mapy X X 0 X X X X Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: 6 Y Úplná dijunktivní normální forma pro funkci y7 je: 7 Y Minimalizaci logické funkce y7 provedeme pomocí Karnaughovy mapy

73 0 X Po minimalizaci při využití Karnaughovy mapy: 0 X Y 7 0 X X X X Otázky k probranému učivu Použitá literatura, kterou lze čerpat k dalšímu tudiu 6. Řešení kombinačních úloh Ča ke tudiu: xx hodin Cíl Po protudování tohoto odtavce budete umět Definovat, popat: Funkce hradel, Multiplexery Výklad 6.. Funkce hradel Celkem exituje 6 různých možných typů vtupových logických hradel. Nejjednodušší jou AND a OR. Tři další hojně používané hradla jou NAND, NOR a EOR. Všechna tři ložitější mohou být

74 ložena e základních funkcí AND a OR, jak je znázorněno na obrázku 5. Konverze komplexních logických funkcí. 6.. Multiplexery Obr. Konverze komplexních logických funkcí Multiplexery umožňují připojit více zařízení k jednomu navazujícímu zařízení, které pracuje daty připojených zařízení. Tento ytém e používá v telefonních útřednách. Telefonní útředna určí, který telefon bude připojen k protřednictvím přepínačů k jinému přítroji. Telefonní hovory e tak dají ukutečnit někým daleko bez amotatného vedení mezi oběma přítroji. Ve tarších telefonních útřednách operátoři fyzicky propojovali vodiče. V moderní počítačové útředně e děje totéž přepne, ale digitální hlaovými ignály. Na obr. 5. Multiplexer je nakrelen multiplexer, záviloti na hodnotách adreních bitů, A a A propojí jeden ze čtyř vtupů D, D, D a D na výtup. Obr. Multiplexer Žebříčkové logika programové formy multiplexeru lze vidět v obr. 5. multiplexeru v Ladder logice.

75 Obr. Multiplexer v žebříčkové logice Otázky k probranému učivu Popište a vyvětlete: Funkci hradel Popište a vyvětlete: Multiplexery Použitá literatura, kterou lze čerpat k dalšímu tudiu 7. Řešení ekvenčních logických úloh, inicializace programu. Ča ke tudiu: xx hodin Cíl Po protudování tohoto odtavce budete umět Definovat, popat: Přídrže, Čaovače, Čítače Výklad

76 7.. Přídrže Přídrž je jako přepínač - když e zapne, zůtane zapnutý až do okamžiku, kdy je opět uvolněn, přepne e do druhé polohy. Přídrž v žebříčkové logice používá jednu intrukci na zapnutí a druhou intrukci na vypnutí, jak je znázorněno na Obrázku 8. Přídrž v Ladder diagramu. Výtup pímenem L uvnitř zapne výtup D, když je vtup A je jedničkový. D zůtane zapnuté, i když A bude nulové. Výtup D e vypne, pokud vtup B bude jedničkový a výtup pímenem U uvnitř má vtup v logické jedničce. Pokud byl výtup přidržen (zachycen), bude držet vou hodnotu, a to i v případě, že jeho vtup bude vypnut. Obr. Přídrž v Ladder diagramu Stav žebříčkové logiky v obr. 8. Přídrž v Ladder diagramu je ilutrován na čaovém diagramu na obrázku Čaový diagram výtupu typu přídrž. Čaový diagram udává hodnoty vtupů a výtupů v záviloti na čae. Například hodnota vtupu A začíná na nule (fale) a přechází do jedničky (true) a po určité době zae klene na nulu. Vidíme, že, pokud je vtup A v jedničce obou výtupy e zapnout (budou jedničkové). Je vidět mírné zpoždění mezi změnou vtupů a z toho vyplývající změny výtupů vzhledem k natavené době kenování. V diagramu přerušované čáry předtavují výtupní can (zpracování výtupů, přepi jejich obrazů z paměti na fyzické výtupy), tet ytému a čtení vtupů (za předpokladu, že tytu činnoti jou velmi krátké.) Protor mezi čárkovanými čarami je kenování (provádění programu) žebříčkové logiky. Vidíte, že když e vtup zapne, zpočátku to není detekováno, až do první přerušované čáry (zde e přečtou vtupy). Dále zde exituje zpoždění do další přerušované čáry, zatímco je kenována žebříčková logika, a pak náleduje výtup na další přerušovanou čarou. Když e nakonec vypne normální výtup C, přídrž výtupu D způobí, že e jeho tav nezmění. Vtup B uvolní výtup D. Vtup B e zapne dvakrát, ale poprvé to není na dot dlouho, aby byl tento tav detekován čtením vtupů, takže je ignorován. Podruhé uvolní výtup D a D výtup vypne.

77 Obr. Čaový diagram výtupu typu přídrže Čaový diagram ukazuje Čaový diagram výtupu typu přídrž obahuje více detailů, než je běžné v čaovém diagramu, jak je znázorněno na obrázku 8. Typický čaový diagram. Krátký impul za normálních okolnotí e nezpracuje a nemůže být využitý, řešením je, že ytém buď prodlouží délku impulu, nebo nížení dobu canu programu. Ideální ytém by měl běžet tak rychle, že takový případ (aliaing) by nebyl možný. 7.. Čaovače Obr. Typický čaový diagram Exitují čtyři základní typy čaovačů, jak je znázorněno na obr. 8.7 Čtyři základní typy čaovače. Čaovač e zpožděným zapnutím pokud přejde jeho vtup z logické nuly do logické jedničky, počká tanovený ča a teprve pak jeho výtup bude aktivní, pokud ale jeho vtup bude nula, jeho výtup e okamžitě vypne. Čaovač e zpožděným vypnutím e zapne v okamžiku, kdy jeho vtup přejde z nuly do jedničky, ale jeho vypnutí bude zpožděno. To znamená, že pokud jeho vtup přejde z logické jedničky do logické nuly, jeho výtup bude ještě po tanovenou dobu aktivní. Čaovač e zpožděným zapnutím může být použit, aby pec doáhla požadovanou teplotu teploty před zahájením výroby. Čaovač e zpožděným vypnutím použijeme, abychom udrželi chladicí ventilátory po tanovenou dobu zapnuté poté, co již byla pec vypnuta.

78 Obr. Čtyři základní typy čaovače Retentivní čaovače umují všechny čay zapnutí (a vypnutí), přeto že čaování nebylo ještě dokončeno. Neretentivní čaovač začne čaování pokaždé od nuly. Typické aplikace pro retentivní čaovače patří ledování čau chodu zařízení, aby bylo možno ignalizovat potřebu údržby. Neretintivní čaovač může být použit pro tlačítko START a jeho ignál krátce zpozdit před uvedením dopravníku do pohybu. Příklad čaovače TON je znázorněn na obr. 8.8 Čaovač TON. Příčka má jeden vtup A a funkční blok TON. (Poznámka: Tento blok čaovače bude vypadat pro různé PLC různě, ale bude obahovat tejné funkce.) Informace uvnitř bloku čaovače popiují jeho čaové parametry. První položka je jméno čaovače čaovač "example". Toto jméno určuje míto v paměti PLC, do kterého e uloží informace o natavení čaovače. Výchozí jednotka natavení zpoždění jou miliekundy, v tomto případě vidíme, že je čaování nataveno na (000 m). Hodnota akumulátoru udává aktuální hodnotu čaovače, zde hodnotu 0. Když je čaovač puštěn hodnota akumulátoru e bude zvyšovat, dokud nedoáhne natavené hodnoty. Kdykoliv vtup A je aktivní, výtup EN čaovače bude nataven na jedničku. Výtup DN čaovače bude nabývat hodnotu nula (fale) tak dlouho, dokud akumulátor nedoáhne natavené hodnoty. Výtupy EN a DN nelze při programování měnit, ale jou důležité při ladění žebříčkové logiky programu. Druhý řádek ladder logiky používá výtup čaovače DN pro ovládání jiný výtupu B.

79 Obr. Čaovač TON Čaový diagram na obrázku 8.8 Čaovač TON znázorňuje chování čaovače TON natavením čaování ekundy e zpožděným zapnutím. Pokud je vtup čaovače nataven na hodnotu jedna výtup čaovače EN - povolen (enable) bude také nataven na hodnotu jedna (vlatně kopíruje vůj vtup). Je-li hodnota akumulátoru rovna přednatavené hodnotě, bude nataven výtup DN (done, dočaoval). V opačném případě bude nataven bit TT na jedničku (timer timing, čaovač čauje) a hodnota jeho akumulátoru e zvyšuje. V prvém případě, když je vtup A nataven na jedničku jen po dobu ekund, pak e hodnota akumulátoru čaovače vynuluje. (Poznámka: V případě retenčního čaovače hodnota akumulátoru zůtane na hodnotě ekundy). Podruhé vtup A je aktivní po dobu více než ekundy. Po ekundách bit TT e vynuluje e a bit DN e nataví na jedničku. Když vtup a přejde opět do nuly, akumulátor čaovače e reetuje (nataví na nulu) a DN bit je nataven na nulu. Hodnotu akumulátoru lze zadat při programování. Po nahrání programu do automatu bude tato hodnota natavena v čaovači při prvním oběhu programu (kenování). Pokud čaovač TON není povolen, hodnota akumulátoru čaovače bude natavena na nulu. Čaovač na obr. 8.9 Retentivní čaovač e zpožděným zapnutín je tejná jako v obr. 8.8 Čaovače TON, vyjma toho, že je retentivní. Hlavní rozdíl je v tom, že když je jeho vtup v logické nule,

80 hodnota akumulátor e nevynuluje. V důledku toho e příště čaovač zapne o již uplynulý ča dříve a po doažená přednatavené hodnoty již nečauje. Proto je nutno použít intrukce Reet, která čaovač vynuluje. Obr Allen Bradley Retenční On-Delay Timer Čaovač e zpožděným vypnutím je zobrazen na obr. 8.0 čaovač e zpožděným vypnutím. Tento čaovač má čaovou opět m, přednatavenou hodnotou 500, což dává celkem zpoždění,5. Stejně jako u čaovače TON výtup EN enable čaovače odpovídá jeho vtupu. Když je vtup A jedničkový, nataví e bit DN na jedničku. Zůtává jedničkový, i když vtup čaovače přejde do nuly, akumulátor čaovače e načítá. DN bit přejde do nuly, když je vtup čaovače dotatečně dlouho ve tavu vypnuto (nula), aby hodnota akumulátoru doáhla hodnoty předvolby. Tento typ čaovače není remanentní, takže když je vtup přejde z nuly do jedničky, akumulátor reetuje. Čaovače e zpožděným vypnutím má vůj výtup normálně vypnut (DN je fale) do doby, než je poprvé aktivován..

81 Obrázek 8.0 Čaovač e zpožděným vypnutím Retenční čaovače e zpožděným vypnutím (RTF) mají málo aplikací a používají e jen zřídka. 7.. Čítače Exitují dva základní typy čítačů: čítač nahoru (přičítá) a čítač dolů (odečítá). Kdykoli vtupu čítače přejde z nuly do jedničky hodnota akumulátoru čítače e zvýší o (bez ohledu na to, jak dlouho je vtup v jedničce.) Doáhne-li hodnota akumulátoru přednatavené hodnoty čítače, bude nataven bit DN do jedničky (výtup čítače). U čítače měrem dolů e nátupnou hranou vtupu čítače (při jeho přechodu z jedničky do nuly) e níží hodnota akumulátoru, dokud není doaženo přednatavené hodnoty. Čítač nahoru (CTU) je znázorněn na obr. 8.5 An Allen Bradley Counter. Intrukce vyžaduje paměť v PLC, kde ukládá hodnoty a tav čítače, v tomto případě je nazvaná příklad. Přednatavená hodnota je a hodnota v akumulátoru je. Pokud vtupní A přejde do nula a pak opět do jedničky (přechod z nuly do jedničky nazývme nátupnou hranou ignálu) hodnota v akumulátoru e zvýší na. Pokud vtup A opět přejde do nuly a pak opět do jeničky (další nátupná hrana) hodnota akumulátoru e zvýší na hodnotu a výtup DN e naatví na jedničku. Čítač dočítal. Počítání může pokračovat nad natavenou hodnotu. Pokud vtup B je nataven na jedničku, hodnota akumulátoru čítače bude vynulována.

82 Obrázek 8.5 Čítač Čítače měrem dolů jou velmi podobné čítačům nahoru. A oba typy mohou být použity pro tejný účel. Vezměme i příklad na obrázku 8.6 Příklad čítačů, vtupu cnt_up řídí vtup čítač CTU a vtup cnt_down řídí vtup čítače CTD. Všimněme i, že e jedná o tejný čaovač example. Intrukce CTU zvyšuje hodnotu akumulátoru a intrukce CTD hodnotu téhož akumulátoru nižuje. Obě intrukce mají i polečný výtupní bit dočítal DN. Přednatavená hodnota čítače je uložena v paměti označené example, oba čítače mají tudíž tejnou předvolbu. Vtup reet louří pro vynulování čítače.

83 Obrázek 8.6 Počítadlo Příklad Čaový diagram na obr. 8.6 Counter příklad ukazuje chování čítačů. Budeme-li předpokládat, že hodnota v akumulátoru začíná na 0, pak nátupné hrany na cnt_up vtupu způobí, že e bude zvyšovat hodnota čítače na hodnotu, dalšími nátupnými hranami e hodnota akumulátoru čítače dále zvyšuje. V okamžiku, kdy doáhne akumulátor čítače přednatavené hodnoty, výtup čítače DN je nataven na hodnotu jedna. V okamžiku nátupné hrany vtupu reet e hodnota akumulátoru vynulujea oučaně e nataví do do nuly o vátup DN. Puly na vtupu cnt_up pak znovu způobí, že hodnota akumulátoru e opět zvyšuje, až doáhne hodnoty 5. Pulzy na vtupu cnt_down pak způobí, že hodnota akumulátoru e níží pod hodnotu a a výtup DN přejde do nuly. Vtup cnt_up pak způobí, že e hodnota akumulátoru opět zvýší, ale vtup reet znovu čítač vynuluje, a puly na vtupu cnt_up náledně opět zvyšují hodnotu akumulátoru čítače až do hodnoty. Otázky k probranému učivu Popište a vyvětlete: Přídrže Popište a vyvětlete: Čaovače Popište a vyvětlete: Čítače Použitá literatura, kterou lze čerpat k dalšímu tudiu

84 8. Matematika na počítači v programu PLC. Ča ke tudiu: xx hodin Cíl Po protudování tohoto odtavce budete umět Definovat, popat: Číelné outavy, Manipulace daty, Matematické funkce, Logické funkce, Booleovké funkce Výklad 9.. Číelné outavy Číelné outavy m m n n n n z a z a z a z a z a z a z a X 0 0 z základ outavy (deítková z = 0; omičková z = 8) z i vyjadřuje přílušnou váhu a i předtavuje hodnotu přílušející váze z i Příklad: Zápi číla,5 v deítkové outavě 0 0 5, ,5 Příklad: Zápi číla, v dvojkové outavě 0,,

85 Převody outav Převod číla ze outavy různým základem do outavy deítkové Vyčílíme jednotlivé mocniny základu Vynáobíme jednotlivými koeficienty Jednotlivé oučiny ečteme Výledek v deítkové outavě Příklad: Převeďte čílo ( 0,) do outavy deítkové: ( 0,) ,5 0,5 0,5 8 0,5 0,5 0,5,875 0 ( 0,) (,875 ) 0 Příklad: Převeďte čílo ( 00) do outavy deítkové: (00) ( 00) (0 ) 0 Příklad: Převeďte čílo (, ) do outavy deítkové: (, ) 0 0,5 0, ,75 0,5,875 (, ) (,875 ) 0 Příklad: Převeďte čílo (,7 ) 8 do outavy deítkové:

86 (,7 ) ,5 8 0,875,875 (,7 ) (,875 8 ) 0 Příklad: Převeďte čílo ( 7,5) 8 do outavy deítkové: (7,5) ,5 0,05650, ,65 0,6 0,095,658 ( 7,5) (,658 8 ) 0 Převod číla ze outavy deítkové do outav různým základem Pro převod číel z deítkové outavy lze využit dvou metod: Metoda potupného odečítání Metoda potupného dělení a náobení Metoda potupného odečítání počívá v nalezení všech mocnin a jejich počtu v zadaném číle. Je nadno použitelná pro převod do outavy o základu, neboť odpadá určení počtu jednotlivých mocnin základu. U metody potupného dělení a náobení e celočíelná a zlomková čát číla převádí odděleně. Celočíelná čát číla e dělí základem outavy, do které čílo převádíme. Zbytek po dělení předtavuje nejnižší platnou čílici. Výledek po dělení e opět podělí základem. Potup e opakuje, až je výledek dělení menší než základ outavy, který pak předtavuje nejvyšší platnou čílici. Příklad: Převeďte čílo ( 57 ) 0 z deítkové outavy do outavy dvojkové metodou potupného dělení a náobení:

87 57: 7: 66: 8: 59: 79: 9: 9: 9 : : : zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek ( 57 ) Příklad: Převeďte čílo náobení: ( 79 ) 0 z deítkové outavy do outavy omičkové metodou potupného dělení a 79: 8 96: 8 7: 8 : zbytek zbytek zbytek zbytek ( 79) Příklad: Převeďte čílo ( 8,68 ) 0 z deítkové outavy do outavy dvojkové metodou potupného dělení a náobení: 8: 69 69: : 7 : 8 : : : 7 8 zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek

88 0,68,6 0,6 0,7 0,7, 0, 0,88 0,88,76 0,76,5 0,5,0 zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek 0 0 Příklad: Převeďte čílo náobení: (,) 0 z deítkové outavy do outavy dvojkové metodou potupného dělení a : 55: 7: : 6 : : zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek 0 0, 0, 0, 0, 0, 0,88 0,88,76 0,76,5 0,5,0 zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek zbytek Manipulace daty Move Exitují dva základní typy funkcí přeunu dat; MOV (hodnota, cíl) - přeune hodnotu do míta v paměti MVM (hodnota, maka, cíl) - přeune hodnotu do paměti, ale makou pro výběr konkrétní bitů. Jednoduchý MOV přeuna obah z jednoho míta v paměti a umítí jej na jiné míto v paměti. Příklady základního MOV jou uvedeny v obr., příklady funkce MOV. Když A jedničkové, že funkce MOV přeune čílo od zdroje (ource) na cílovou adreu (det). Údaje ve zdrojovém mítě jou ponechány beze změny. Když vtup B jedničkový, deetinné čílo uložené v mítě ource tet_real_ bude převedeno na celé čílo a uloženo na cílovou adreu v paměti tet_int jako celé čílo. Čílo v

89 plovoucí deetinné čárce, bude zaokrouhlena nahoru nebo dolů na nejbližší celé čílo. Když C nabude hodnoty jedna, celočíelná hodnota bude zapána do paměťového míta tet_int. Obrázek. Příklady funkce MOV Složitější příklad funkcí přeunů je uveden na obrázku. Příklad intrukcí MOV a MVM binárními hodnotami. V okamžiku, kdy vtup A nabude hodnoty true, v prvním kroce intrukce MOV zapíše hodnotu 0 do paměti na míto INT_0. V dalším kroce příkaz MOVpřeune hodnotu -985 z int_ na int_. (Poznámka: Čílo je zobrazeno jako záporné, binární hodnota je ve dvojkovém doplňku.) Pro jednoduché intrukce MOV nejou binární hodnoty nutné, ale pro intrukce MVM jou uvedené binární hodnoty nezbytné pro pochopení funcke. Intrikce přeune bity z int_ do int_5, ale pouze ty, které jou pozičně obaženy v mace int_, otatní bity v cílovém mítě jou ponechány beze změny. Všimněte i, že první bit int_5.0 zůtvá v cílové adree jedničkový před i po provedení intrukce MVM, ale v mace bit nula je nulový,. Funkce MVM je velmi užitečné pro aplikace, kde manipulován jednotlivými binární bity, ale jou méně užitečné při práci číelnými hodnotami.

90 Obrázek. Příklad intrukcí MOV a MVM binárními hodnotami 9.. Matematické funkce Matematické funkce obdrží jednu nebo více hodnot, provéedou matematickou operaci a uloží výledek do paměti. Obrázek, Aritmetické Funkce ukazuje funkci ADD, která bude načítat hodnoty z int_ a real_, převét je tak na typ hodnoty cílové adrey, převede na hodnotu v plovoucí deetinné čárce a uloží výledek do proměnnní real_. Funkce má dva zdroje označené zdroj A a zdroj B. V případě funkce čítání pořadí zdrojů e může změnit, což ale není možné u dalších operací, jako je odčítání a dělení. Seznam dalších jednoduchých aritmetických funkci je uveden náledně. Některé z funkcí, jako je například změna znaménka číla jou funkce unární, takže obahují jen jeden zdroj.

91 Obrázek. Aritmetické funkce Použití matematických funkcí je znázorněno na obrázku Aritmetické funkce. Většina operací dá očekávaný výledeki. Druhá funcke ADD funkce bere hodnotu z int_ a k ní přičte a a zapíše výledek do míta ource int_, jde o známou inkrementaci hodnoty proměnné int_. První intruukce DIV dělí celé čílo 5 čílem0, výledek e zaokrouhlí na nejbližší celé čílo, v tomto případě, a výledek je uloží do proměnné int_6. Intrukce NEG má jako novou hodnotu -0 proměnné int_, nikoli původní hodnotu 0, obrací znaménko a uloží hodnotu výledku do int_7.

92 Obrázek.5 Aritmetický Příklad funkce Seznam dalších funkcí je uveden na obr.,6 Pokročilé matematické funkce. Tento eznam obahuje základní trigonometrické funkce, exponenty, logaritmy a odmocniny. Polední funkce CPT bude přijímat výraz a provede komplexní výpočet. Obrázek.6 Pokročilé matematické funkce Obrázek.7 rovnice v žebříčkové logiky ukazuje příklad, kde rovnice naprogramována v žebříčkové logice. Prvním krokem při převodu je převét proměnné v rovnici do nevyužitých paměťových mít v PLC. Rovnice může pak být převedena za použití vnořených výpočtů, jako je například funkce LN. V