Esperanto programátorů PLC: programování podle normy IEC/EN

Transkript

1 čsopis pro utomtizční techniku neprodejné Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 speciální vydání oshující seriál o progrmování PLC

2 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 () Cílem zhjovného seriálu je seznámit čtenáře se zákldní koncepcí mezinárodní normy IEC/EN 63-3, která řeší jednotné progrmování PLC. Bude ojsněn syntxe, její čtyři jzyky n jednoduchých úlohách ukázány možnosti progrmování po dle této normy. Není reálné ( nemělo y to ni smysl) převyprávět zde celou normu. Seriál má spíše motivční ilustrtivní chrkter, čtenář se po jeho přečtení ještě nestne erudovným progrmátorem, pouze získá zákldní předstvu motivci k detilnímu studiu k smosttné prxi. Seriál může ýt využit zejmén pro výuku utomtizce progrmování PLC n odorných školách neo tké pro přeškolování odorníků z prxe. Výkld v tištěném čsopise Autom ude doplněn n weové stránce dlšími příkldy řešením zdných úloh, diskusí náměty čtenářů. Uvítáme připomínky dotzy čtenářů, náměty, zkušenosti s výukou, řešení zdných úloh zdání vlstních příkldů. Osh form seriálu Příkldy se zákldními logickými úlohmi udou nejprve uváděny jen v jzyku LD, který je ptrně nejpřístupnější pro zčátečníky. N něm udou vysvětleny i zákldní logické operce. Následně ude uvedeno řešení některých úloh v osttních jzycích normy. Dále udou pro řešení příkldů používány jen jzyky, které jsou pro dný prolém nejvhodnější. Kromě řešených příkldů udou uváděn zdání úloh pro smosttnou práci kontrolní otázky. Později ychom rádi zveřejňovli zdání úloh od čtenářů jejich řešení, popř. diskusi k nim. Or. 2. Kufříkový progrmovcí přístroj Or.. První progrmovtelný utomt znčky Tesl Kolín vyroený v roce 976 Postupně udou vysvětleny zásdy normy IEC 63-3, členění progrmu n progrmové orgnizční jednotky (POU progrmy, funkce funkční loky) chrkterizovány čtyři progrmovcí jzyky (IL, LD, FBD ST), deklrce proměnných, dtových typů dlších společných prvků. Budou uváděny příkldy zákldních kominčních, sekvenčních čsových úloh, zákldní numerické hyridní úlohy, jednoduché regulční úlohy. Snhou je omezit psáže s všeoecnými popisy osáhlými definicemi syntxe změřit se n popis řešených příkldů z ooru techniky udov, inteligentní instlce zezpečovcí techniky, jejichž temtik je názorná čtenáři lízká (nevyžduje komplikovný popis). Zvolili jsme postup odoný moderním kurzům cizích jzyků, kde je prvotní konverzce grmtik je proírán postupně, jk je tře. Syntxe potřená teorie udou uváděny spíše příležitostně v souvislosti s řešením příkldů. Kurz ude interktivní ktivní čtenáři udou mít možnost prcovt s reálným vývojovým systémem. Aktivní studium progrmujme spolu Povžujeme z optimální, y ktivní čtenář měl možnost prcovt s reálným vývojovým systémem, který si zvolí neo který je pro něj dostupný, popř. i se svým progrmovtelným utomtem. Ve výkldu se udeme zývt jen metodikou progrmování podle normy IEC, nikoliv jeho zdáním lděním ve vývojovém systému ni vytvořením osttních složek projektu. Vědomě tk vyzoáváme sldkou hrozinku z nezáživného kousku plikcí PLC. Progrmování po dle normy IEC je jednotné nezávislé, n použitém PLC, n rozdíl od vývojových systémů různých výroců. Význm normy IEC/EN 63-3 Or. 3. Progrmovcí přístroj v provedení klkulčk ylo možné připevnit n pouzdro PLC Progrmovtelné utomty (PLC Progrmmle Logic Controllers), někdy též oznčovné jko PAC (Progrmmle Automtiomtion Controllers), jsou již dlouhou dou nejrozšířenějšími řídicími systémy pro řízení strojů výroních procesů. Dodává je několik světových domácích výroců, ovykle v několik typových řdách. V jednom provozu je tedy možné se setkt s různými typy progrmovtelných utomtů. Jejich důležitou vlstností jsou komunikční možnosti. Dovolují nejenom připojit vzdálené vstupy, výstupy inteligentní přístrojové vyvení (senzory, kční členy, pohony dlší přístroje), le i propojit řídicí systémy nvzájem v různých topologických strukturách. Distriuovný řídicí systém je pk tvořen několik PLC, čsto různých typů, mnohdy i od odlišných výroců. Tím rostou poždvky n progrmátory, kteří pro ně musí psát své progrmy, neo n dignostiky, kteří se mjí orientovt v jejich progrmech. Poždvek n jednotný způso progrmování je tk nyní velmi nléhvý. Jednotné progrmování PLC řeší mezinárodní norm IEC/EN 63-3, která yl přijt i jko evropská česká norm (EN ČSN). Vznikl zhru před dvceti lety její první vydání ylo pulikováno v roce 993. V součsné doě ji (do určité míry) respektují všichni význmní výroci. Stl se jkýmsi esperntem používným většinou progrmátorů PLC. Je výhodné zvládnout progrmování podle tohoto stndrdu podoně, jko je výhodné umět nglicky. 2 AUTOMA

3 Progrmovcí přístroje K progrmování strších PLC se používly jednoduché přístroje v kufříkovém provedení (or. 2) neo vhodné do ruky či k přicvknutí n pouzdro PLC, tzv. klkulčky (or. 3). Teprve s rozšířením osoních počítčů (si od devdesátých let minulého století) jsou progrmovcí přístroje řešeny jko PC se specilizovným progrmovým vyvením vývojovým systémem (někdy se hovoří o vývojovém prostředí). To ovykle umožňuje zdt konfigurci systému, zpst progrm ve zvoleném jzyku, odldit ho, uprvit vytvořit dokumentci projektu. Bylon v jzycích PLC norm IEC 3-3 Dokud progrmovtelné utomty řešily jen zákldní logické úlohy vystčily s několik jednoduchými instrukcemi v jzyku kontktních schémt neo mnemokódů (ovykle 6 ž 32 instrukcí), yly si progrmovcí jzyky, nízené pro PLC různých výroců, velmi podoné. Pro progrmátory neyl velký prolém zvládnout progrmování několik typů PLC zorientovt se v cizích progrmech. Nešlo sice o komptiilitu, tím méně o přenositelnost progrmů, le podonost systémů umožňovl porozumění sndnou dptci progrmátorů. Situci lze přirovnt k podonosti nářečí neo lízkých jzyků (npř. češtiny se slovenštinou neo polštinou). S rostoucí složitostí jzyků se le i vzájemně vzdlovly ojevovly se stále větší odlišnosti. Kždý výroce oohtil svůj progrmovcí jzyk jink. Situci ylo možné přirovnt ke vzthu v některé rodině jzyků (npř. románských, tře ltiny k itlštině, frncouzštině špnělštině). Mezi jzyky lze sice njít určité podonosti, lze rozpoznt společné jádro všech příuzných jzyků, le kždý jzyk je tře se nučit zvlášť, y ylo možné jej používt. V používání PLC tk postupně nstlo zmtení jzyků, podoně jko n pověstném stveništi ylonské věže. N přelomu osmdesátých devdesátých dvcátého století se orgnizce PLC Open ujl náročného úkolu vytvořit normu, která y sjednocovl poždvky n provedení progrmovtelných utomtů n jejich progrmování. V roce 993 ylo pulikováno první vydání mezinárodní normy IEC 3, která sjednocuje poždvky n PLC. Později yl uvedená norm přijt i jko evropská (EN) česká (ČSN) norm. Jko evropská norm je oznčován IEC/EN 63-3 (dále v textu ude uváděn jen jko norm IEC neo jen norm ). Má několik částí. První část oshuje zákldní informce o PLC, druhá část je věnován poždvkům n provedení elektroniky PLC n její testování. Třetí část kodifikuje způsoy progrmování, syntxi společných prvků progrmů (deklrcí proměnných typů dt, způsoů ktivce progrmů) popisuje syntxi čtyř progrmovcích jzyků: LD, FBD, IL, ST, popisuje způsoy ktivce úloh nástroj SFC AUTOMA Troch historie nikoho nezije Zhru čtyřicetiletá historie progrmovtelných utomtů zčl v roce 968, kdy merická utomoilk Generl Motors vznesl poždvek n nový typ řídicího systému, y mohl rychle s minimálními nákldy oměňovt sortiment vyráěných utomoilů, což vyždovlo opertivně měnit vyvení řízení výroních linek. Dosvdní řídicí systémy zložené n pevné reléové logice (rozváděčové skříně plné relé stykčů) vyždovly při změně funkce vyprcovt nový návrh logiky, nový projekt i zpojení rozváděčů. To ylo velmi zdlouhvé drhé. A tk yl už jen krok k myšlence vytvořit nový typ řídicího systému s univerzální elektronikou, jehož funkce y yly řešeny progrmem, podoně jko u počítče. Místo prcného přepojování rozváděčů y yl jen změněn řídicí progrm, nnejvýš y ještě yl uprven konfigurce zpojení periferních ovodů systému. Nízelo se sice použít některý typ minipočítče, které se již tehdy používly k řízení technologických procesů. Jejich použití ve výroě le omezovlo provedení pro kncelářské prostředí způsoy progrmování (ovykle ve strojovém kódu neo v jzyku Fortrn). Progrmování počítčů ylo teoreticky náročné nedostupné pro techniky z provozu. Nepředpokládlo se, že y progrmátoři yli ochotni jít v montérkách progrmovt do drsného prostředí provozu utomoilky. Již v roce 969 zčl firm Modicon vyráět zcel nový typ progrmovtelného řídicího systému v modulárním provedení pro zástvu do rozváděčů. Roustní elektronik yl odolná proti půsoení nepříznivého klimtu rušení v průmyslu. Progrmovcí grfický jzyk yl řešen tk, y progrm připomínl kontktní reléové schém; ustálilo se pro něj oznčení LD (Ldder Digrm, v němčině Kontktpln, v češtině jzyk kontktních schémt). Používán yl i textový jzyk, odoný ssemleru, který měl mnemonické názvy pro instrukce PLC (IL Instruction List, v němčině Anweisungslist, v češtině jzyk mnemokódů). Způso progrmování yl intuitivní lízký způsou myšlení technologů provozních elektrikářů. Řídicí systém yl nejprve pojmenován Progrmmle Controller se zkrtkou PC teprve ž s nástupem osoních počítčů (PC Personl Computer) yl název systému rozšířen n Progrmmle Logic Controller se zkrtkou PLC, která je používán dosud. V české terminologii se pro něj ustálil název progrmovtelný utomt. Progrmovtelné utomty se v utomoilce osvědčily zčly ýt ěžně používány i v jiných strojírenských provozech. Mnoho firem zčlo úspěšně vyráět odoné řídicí systémy (npř. Generl Electric, Alln Brdley, Telemechnique, Siemens, Omron, Mitsuishi). V roce 975 vyráělo PLC dvcet firem v USA, deset německých firem sedm jponských. Brzy yl zhájen výro PLC i v tehdejším Československu. Nejvýznmnějším zdejším výrocem yl Tesl Kolín, jejíž první progrmovtelný utomt yl vyroen v roce 976 (or. ). Známým se stl slogn: dli jsme PLC české jméno progrmovtelný utomt. Kždý výroce sice nízel svou vrintu PLC, zákldní koncepce způso progrmování le zůstly zchovány, jen yly postupně rozšiřovány o nové funkce. Výroci nízeli svou verzi progrmovcího jzyk kontktních schémt jzyk mnemokódů. Vznikly i dlší progrmovcí jzyky. Progrmátorům, kteří yli zvyklí n nvrhování logických systémů s integrovnými ovody, yl lízký jzyk FBD (Function Block Digrm, jzyk lokových (logických) schémt). Progrmátoři zvyklí n progrmování ve vyšších jzycích pro počítče preferovli i vyšší textový jzyk pro PLC, který spordicky nízeli někteří výroci. Unikátní yl grfický jzyk Grfcet pro popis sekvenčních úloh frncouzské firmy Telemechnique. Progrmovtelné utomty se postupně upltnily i při řízení kontinuálních výroních procesů s úlohmi regulce zprcováním číselných údjů od pouhých přepočtů ž po náročné výpočetní operce ve formátu pohylivé řádové čárky. Řízení dlouhodoých procesů ovykle závisí n čse, který je někdy měřen přírůstkově (od počátku procesu), neo solutně jko dtum denní čs (npř. při řízení energetických procesů vytápění udov). Postupně se n trhu ojevovly stále komfortnější zorzovcí jednotky operátorské pnely. To vyždovlo od PLC schopnost prcovt s texty zvládnout převody formátů zdávných zorzovných hodnot. Splnění uvedených poždvků ylo zpotřeí i pro komunikci, připojení různých typů průmyslových sěrnic, pro připojení k počítčům k vizulizčním systémům (SCADA/HMI), nově i k internetu. Vlstnosti těchto moderních výkonných řídicích systémů již zcel nevystihuje oznčení PLC, proto někteří výroci používjí název Progrmmle Automtion Controller (PAC), který se le nevžil. Většin výroců i uživtelů stále používá zvedený termín zkrtku PLC, zůstneme u něj i v tomto seriálu. (sm) pro relizci sekvenčních úloh. Nejprve yl norm jen n okrji zájmu výroců uživtelů PLC, v posledních deseti letech se stává stndrdem progrmování podle ní nízejí všich- ni význmní výroci. Někteří le poskytují jen možnost progrmovt v některých jzycích, ne všichni důsledně kceptují její syntxi. Ldislv Šmejkl 3

4 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (2) Ve druhém díle výukového seriálu o progrmování PLC se čtenáři dozvědí o otázkách shody s normou IEC/EN 63-3, o její struktuře univerzálním chrkteru. Článek tké popisuje vývojové systémy pro PLC jejich úlohu při vytváření progrmu projektu řídicího systému. Implementce, stupně shody s normou Norm IEC/EN 63-3 je velmi osáhlá oecná. Ne kždý z výroců PLC, který se k ní hlásí, ji respektuje v celém rozshu. K prověření shody implementce vývojového systému s normou vykonává mezinárodní orgnizce PLCopen certifikční testy. Pro kždý progrmovcí jzyk podle normy je vytvořen odstupňovný systém shody ve třech Or. 4. Trdičním úkolem vývojových systémů je řešit projekty centrlizovných systé - mů s jediným PLC Nopk ji nevyužívjí výroci nejmenších progrmovtelných systémů ktegorie progrmovtelných relé či smrt relé pro tk jednoduché systémy je norm příliš složitá. Struktur normy Norm je rozdělen n dvě části: společné prvky progrmovcí jzyky. V části společných prvků jsou určeny typy dt, proměnné, konfigurce, zdroje úlohy progrmové orgnizční jednotky (POU), mezi něž se řdí funkce, funkční loky progrmy. Druhá část je věnován popisu čtyř Or. 5. Vývojové systémy řeší i úlohy řídicích systémů s distriuovným přístrojovým vyvením s přístroji připojenými ke komunikční sěrnici progrmovcích jzyků prostředku sekvenčního progrmování SFC. Norm jko celek je poměrně široká komplikovná. Je to důsledek její oecnosti univerzálnosti. Je prvděpodoné, že ji čeká dlouhý ktivní život. V mnohém se podoá moderním vyšším progrmovcím jzykům. Podporuje spolehlivost progrmátorské práce minimlizuje výskyt chy progrmátorů. Norm je připrven pro progrmování moderních PLC s mnoh možnostmi v progrmování komunikci (někdy oznčovné jko PAC) složitých distriuovných systémů s více řídicími systémy. V konkrétním přípdě (npř. při progrmování jednoduchého kompktního PLC) není nutné využívt všechny možnosti, které norm nízí. Progrmátor se může omezit jen n zákldní prvky konstrukce. Právě n nejjednodušší progrmové konstrukce progrmové ojekty ude změřen i tento seriál. úrovních: zákldní úroveň, úroveň přenositelnosti, plná úroveň. Někteří výroci ve svém vývojovém systému nvíc podporují i jiné progrmovcí jzyky, npř. firemní jzyk, používný ve strších systémech PLC (pro úprvy progrmů ve strších zkázkách jko vstřícnost trdičním zákzníkům), neo olíený jzyk C. Kdo se k normě hlásí Podle normy jsou ovykle progrmovány novější typy progrmovtelných utomtů (PLC, PAC) většiny význmných světových výroců. Někdy ji kceptují i výroci počítčových řídicích systému typu softplc neo vestvných (emedded) průmyslových počítčů. Funkce progrmovtelného utomtu mjí (ve formě podsystému) i moderní systémy CNC pro číslicové řízení oráěcích, tvářecích strojů rootů tké některé součsné měniče frekvence. I pro ně pltí tto norm. Or. 6. V součsnosti ývá od vývojového systému poždováno i vytvoření projektu distriuovného řídicího systému s několik PLC v komunikční síti 4 AUTOMA

5 Vývojové systémy jsou unikátní Norm IEC/EN 63-3 sice sjednocuje formu progrmu PLC, nezývá se le unifikcí vývojových systémů, ty jsou vždy unikátní. Progrmátor tk tedy podle normy vytvoří univerzální progrm použitelný pro liovolný systém PLC, pro jeho implementci, zápis, odldění, dokumentování spolu s osttními částmi projektu ude všk používt individuální vývojový systém. Kždý výroce PLC používá vlstní vývojový systém, někdy dokonce několik různých vývojových systémů pro různé typové řdy svých PLC. Jen ojediněle se vyskytují dodvtelé nízející univerzální vývojový systém (npř. CoDeSys), který je le nutné přizpůsoit pro PLC, pro který má ýt určen. Orientci ve vývojových systémech usndní přehled trhu otištěný v tomto vydání n str. 53 ž 56. Progrm projekt řídicího systému Progrmováním PLC se nerozumí jen vytvoření smotného progrmu. N rozdíl od počítčových progrmů je progrm PLC provázán s řízeným technologickým ojektem, mnoh vstupy výstupy, dvouhodnotovými (inárními) i nlogovými ty se uvnitř PLC zprcovávjí jko proměnné (ooleovské neo číselné). Vstupy výstupy jsou připojeny ke konkrétním vstupním výstupním svorkám vlstního PLC neo jeho přídvných neo vzdálených modulů, popř. prvků (senzorů, kčních členů, pohonů dlších přístrojů), připojených k systému průmyslovou sěrnicí. Kždému vstupnímu neo výstupnímu signálu PLC odpovídá vstupní neo výstupní proměnná progrmu tu je tře pojmenovt určit její typ. Součsně je tře popst vzth k fyzickému provedení: zpojení odpovídjících svorek n příslušném modulu PLC (or. 4) neo n prvku sěrnice (or. 5). Tento celek (mechnické provedení i progrm PLC) je ovykle nzýván projekt řídicího systému s PLC, Or. 7. Ukázk voly konfigurce projektu distriuovného systému ve vývojovém systému zkráceně jen projekt. Sám progrm je jen jeho částí. U distriuovných systémů s více PLC je zpotřeí zprcovt progrmy pro všechny podsystémy, včetně společně sdílených proměnných. Podoně je tře nvrhnout komunikci mezi PLC počítčovými systémy (npř. s vizulizčními systémy) neo dlšími účstníky distriuovného systému (or. 6, or. 7). Aktivní čtení Tento výukový seriál je sice možné jen psivně číst, stejně jko lze psivně číst jzykovou učenici. To je le málo produktivní. Doporučujeme ninstlovt si do svého počítče některý z nízených vývojových systémů, popř. si k němu pořídit i svůj progrmovtelný utomt, n něm průěžně progrmovt ověřovt příkldy prezentovné v kurzu, řešit úlohy zdné v kurzu, popř. řešit úlohy podle vlstního zdání úlohy ze školní lortoře. Čtenářům, kteří nemjí možnost pořídit si k procvičování příkldů svůj PLC s vývojovým systémem, doporučujeme použít funkci virtuálního PLC, kterou poskytují některé vývojové systémy. Npříkld n stránkách lze njít, stáhnout ninstlovt si vývojový systém Mosic určený pro systémy Tecomt. Bezpltná volně šiřitelná verze Mosic Lite neklde žádná omezení pro virtuální PLC. Budou v ní řešeny i příkldy uváděné v tomto seriálu. V průěhu seriálu udou zdávány úlohy, jestliže redkce održí jejich řešení od ktivních čtenářů, zejmén učitelů studentů, udou t zjímvá z nich (s uvedením utorství) otištěn. Následující části seriálu udou věnovány těmto témtům: typy ojektů POU, progrmovcí jzyky (LD, FBD, ST, IL), SFC, zákldní typy dt proměnných, deklrce, kominční logické funkce (AND, OR, XOR, mjorit, prhové funkce), příkldy z techniky udov, jednoduché sekvenční funkce (generátor impulzu, pměťové funkce SR, RS, T, D, čsovče měření čsu, čítče), komplexní funkce pro techniku udov, osvětlení schodišť, chode oytných prostorů, typické scény, vyhodnocení snímčů PIR, využití proměnných čsu dt, čsové progrmy, sekvenční řízení rolet, mříží, žluzií složitějších procesů, spojité rozsvěcování stmívání, simulce přítomnosti, kontrolní dignostické funkce, funkce jednoduchých regulátorů, regulce topení chlzení, nespojité regulátory, číslicové regulátory PI, PID. Předpokládáme, že po skončení kurzu udou následovt smosttné články věnovné řešení komplexnějších úloh z různých plikčních oorů lgoritmizci teoreticky náročnějších úloh, popř. přípdovým studiím zjímvých plikcí PLC v různých oorech. Ldislv Šmejkl Firm Ekoenergie.org se zývá dodávkmi Foxtrotů pro rodinné domy s mximlizcí využití onovitelných zdrojů energie. Ptří sem solární energie termická i fotovoltická, ukládání do terií neo kompletní vodní hospodářství s kumulcí dešťové vody. Nedílnou součástí je využití předpovědi počsí z internetu. N orázku jsou weové stránky Foxtrotu, které lze využít pro komfortní lokální zároveň dálkové ovládání přes internet. AUTOMA 5

6 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (3) Výukový seriál o progrmování PLC pokrčuje třetím dílem, který seznmuje s progrmovými orgnizčními jednotkmi uživtelského progrmu PLC (funkce, funkční loky, progrm) vysvětluje, jk používt jednotlivé ojekty progrmu PLC: identifikátory, klíčová slov, komentáře, typy dt, literály deklrce proměnných. Progrmové orgnizční jednotky (POU) Při progrmování podle normy IEC/EN 63-3 je zákldním pojmem progrmová orgnizční jednotk (POU Progrm Orgniztion Unit). Je to nejmenší nezávislá jednotk uživtelského progrmu PLC. Ovykle ji vytváří uživtel PLC pro svou plikci, některé může dodávt výroce řídicího systému se svým vývojovým systémem (npř. jko knihovny funkcí funkčních loků). Jednotlivé POU mohou volt dlší POU při tom si mohou vzájemně předávt potřené prmetry. Existují tři typy POU: funkce, funkční lok progrm. Funkce Funkce je nejjednodušší typ progrmové orgnizční jednotky. Zprcovává vstupní prmetry předává jediný výstupní prmetr ten je závislý jen n ktuální hodnotě vstupních prmetrů, nezávisle n dřívějších ktivcích neo n čse. Při opkovném volání se stejnými prmetry předává funkce stejný výsledek (výstupní prmetr). POU typu funkce je možné přirovnt ke kominční logické funkci neo k integrovnému ovodu, který ji relizuje (npř. logického součinu AND, multiplexoru neo dekodéru). V ooru spojitých číslicových systémů je nlogickým prvkem sttický systém ez vlstní dynmiky, npř. zesilovč, korekční člen. Norm popisuje široký sortiment stndrdních funkcí: funkce pro konverzi typu dt, numerické funkce jedné proměnné (solutní hodnot, odmocnin, exponenciální logritmické funkce, sinus, kosinus, tngens k nim inverzní funkce), numerické funkce dvou více proměnných (sčítání, násoení, odčítání, podíl dělení modulo, oecná mocnin), funkce prováděné s řetězci itů (rotce, ooleovské funkce AND, OR, XOR, NOT), funkce výěru (multiplexor, mximum, minimum, omezovč), porovnávání (zoecnění relcí nerovnosti větší, větší neo rovno, menší, menší neo rovno, rovnost, neshod), funkce pro řetězce znků, funkce s typy dtum čs, funkce s výčtem. Uživtel si může vytvářet své vlstní (uživtelské) funkce, může je získt i od výroce PLC neo vývojového systému v knihovnách prolémově orientovných POU ([], [4], [2]). Deklrovná funkce je v pměti progrmu osžen jen v jednom exempláři při volání se nevytvářejí její kopie funkce se pouze provede předá svou výstupní hodnotu. Funkční loky Funkční lok je oecnější orgnizční jednotk než funkce. Může zprcovávt více vstupních prmetrů předávt více výstupních prmetrů. Ve svých vnitřních proměnných může uchovávt informce o stvu z posledního volání. Je ovyklé, že při opkovném volání se shodnými hodnotmi vstupních proměnných předává funkční lok odlišné hodnoty výstupních proměnných (npř. u čítče neo čsovče). Funkční lok lze přirovnt k sekvenční logické funkci neo k integrovnému ovodu, který ji relizuje, npř. klopnému ovodu, čítči neo čsovči. V ooru spojitých neo číslicových systémů jsou nlogickými prvky systémy s vlstní dynmikou neo jejich progrmové modely, regulátory neo číslicové filtry. Norm nízí několik typů stndrdních funkčních loků: istilní prvky (klopné ovody SR s dominntním nstvením RS s dominntním mzáním), detekce náěžné (R_TRIG) sestupné hrny (F_TRIG), čítče (dopředný CTU, zpětný CTD ooustrnný CTUD), čsovče (pulzní TP, zpoždění náěžné sestupné hrny TON TOF). Uživtel si může vytvářet své vlstní (uži vtelské) funkční loky, může je získt i od výroce PLC neo vývojového systému v knihovnách prolémově orientovných funkčních loků ([], [4], [2]). Vzhledem k jejich pměťovému chrkteru existují funkční loky ve dvou formách: deklrce instnce. Deklrcí se vytvoří oecná mtrice funkčního loku se specifikcí všech jeho proměnných (vstupních, výstupních vnitřních proměnných) s progrmem, který popisuje jeho činnost. Deklrce funkčního loku je pouze předpisem, ve kterém je deklrován struktur dt spolu s lgoritmy, které se udou s těmito dty provádět. V místě kždého použití deklrovného funkčního loku se provede jeho instnce vytvoří jeho pojmenovná kopie s doplněním jmen konkrétních proměnných hodnot prmetrů. Kždé instnci je přiřzeno unikátní jméno funkčního loku. Deklrovný funkční lok je v pměti progrmu uložen v jednom exempláři, le (n rozdíl od funkce) n místě kždého použití se ještě doplní jeho instnce. Orzně je možné definovný funkční lok přirovnt k rzítku s volnými kolonkmi instnci k jeho otisku s individuálně doplněnými údji. Jkýkoliv funkční lok, který yl již deklrován, může ýt použit v deklrci jiného funkčního loku. Progrmy Progrm je vrcholnou progrmovou jednotkou v uživtelském progrmu. V normě je definován jko logický souhrn progrmovcích jzyků konstrukcí nutných pro zmýšlené zprcování signálů, které je vyždováno pro zmýšlené řízení stroje neo procesu systémem progrmovtelného utomtu. Jink řečeno, funkce lze přirovnt k podprogrmům funkční loky k mkrům (suroutines), ztímco POU typu progrm je hlvní progrm (min progrm). Progrmy mohou volt funkce funkční loky, nikoliv nopk. Centrální jednotk PLC může zprcovávt více progrmů. Rovněž progrm je tře povžovt z definici, ke které je tře vytvořit instnci k tomu je určen prát konfigurčních prvků, konfigurcí, zdrojů úloh. Zde se jimi neudeme zývt, zákldní způso ktivce je ovykle předdefinován ve vývojovém systému ([], [4], [2]). Deklrce všech POU mjí odonou strukturu. Zčínjí deklrcí jmén POU, následuje deklrční část se jmény vstupních, výstupních lokálních proměnných, pk výkonná část (tělo POU) s příkzy progrmu, popř. s voláním dlších POU, n závěr je npsáno klíčové slovo END s uvedením typu POU (or. 8). Deklrce progrmu může mít npř. tuto podou: 6 AUTOMA

7 PROGRAM Rizeni_Linky (*jméno progrmu*) (*deklrční část*) VAR_INPUT pocetdvek : UINT; (*vstupní proměnné*) pocetkusu : UINT; END_VAR VAR pomoc, odloz REAL;(*lokální proměnné*) priznk BOOL; END_VAR (*výkonná část*) priznk := (pocetdvek <> ) AND (pocetkusu <> ); IF priznk THEN... END_IF.... END_PROGRAM (*konec progrmu*) se všk čsto píšou velkými písmeny (není to le nutné). Ke klíčovým slovům ptří především jmén elementárních dtových typů, stndrdních funkcí funkčních loků, jmén jejich vstupních výstupních prmetrů, prvky textových jzyků IL ST. Komentáře Komentáře (comments) nemjí syntktický ni sémntický význm, jsou všk důležité k dokumentování progrmu k jeho zpětnému pochopení. Lze je zpst všude tm, kde je možné zpst znk mezer. Při překldu progrmu jsou komentáře ignorovány. Proto mohou oshovt liovolné znky, včetně znků národních eced, npř. znky s háčky čárkmi. Překldč rozeznává dv typy komentářů: Typy dt Typy dt zlepšují přehlednost progrmu jsou prevencí chy progrmátor. Typ je nutné definovt pro kždý použitý ojekt (proměnné, dt). V první části seriálu udeme nejčstěji prcovt s jednotlivými dvouhodnotovými proměnnými (itovými, ooleovskými). Ty mjí v normě určen formát BOOL (Boolen). Pro skupiny (řetězce) itových proměnných používá norm typy: BYTE pro sekvence osmi itů, WORD (slovo) pro sekvence6 itů, DWORD (doule word, dvojité slovo) pro sekvence 32 itů, LWORD (Long Word, dlouhé slovo) pro sekvence 64 itů. Identifikátory Identifikátory (identifiers) se používjí jko jmén konstnt, proměnných, návěští, odvozených dtových typů, funkcí, funkčních loků, progrmů úloh. Identifikátor je řetězec mlých velkých písmen nglické ecedy, číslic podtržítek (_). Musí zčínt písmenem neo podtržítkem nesmí oshovt mezery. Znky národních eced (npř. s čárkmi háčky) nejsou v identifikátorech povoleny. Umístění podtržítk v identifikátoru je význmné (npř. ZBL_BL, ZBLB_L, Z_BLBL jsou různé identifikátory). Více podtržítek z seou není přípustné. Velikost písmen se v identifikátorech nerozlišuje. Zápisy MOTOR_ON, motor_on, Motor_On, Motor_on, motor_on předstvují shodné identifikátory mohou oznčovt stejnou proměnnou. Příkldy pltných nepltných identifikátorů uvádí t.. T.. Příkldy pltných nepltných identifikátorů Pltné identifikátory Nepltné identifikátory Klíčová slov AUTOMA K2, Kont3, KB_5, cekej_2_5s, _nhore, mm23_4, m_325, M5_ezi 2K (zčíná číslicí), Kont 3 (oshuje mezeru), KB 5 (dvě podtržítk po soě), cekej_2.5s (oshuje tečku), čekej_2_5s, nhoře (znk s háčkem), 23_4mm (zčíná číslicí), mm23,4 (čárk), m 325 (mezer) Klíčová slov (keywords) jsou stndrdní identifikátory, které norm předurčuje pro specifické použití, npř. FUNCTION, BOOL, TRUE, REAL, INT, VAR, VAR_INPUT, END_VAR, AND, IF, THEN, TON. Klíčová slov se nesmějí používt pro vytváření jkýchkoliv uživtelských jmen. Pro jejich zápis mohou ýt použit mlá i velká písmen pro odlišení od osttních identifikátorů Or. 8. Ukázk definice jednoduchého funkčního loku, funkce progrmu v jzyce ST oecné řádkové. Oecné komentáře jsou řetězce znků uvozené otevírcí závorkou hvězdičkou (* zkončené hvězdičkou uzvírcí závorkou *). Mohou ýt i víceřádkové, npř.: (* tkto může vypdt oecný komentář Může ýt víceřádkový může oshovt liovolné znky české ecedy Vypltí se nešetřit výstižnými komentáři, protože vynložené úsilí se vrátí ve formě lepší čitelnosti progrmu ušetří čs i stres při ldění úprvách progrmů. tkto oecný komentář končí *) (*Oecným komentářem lze oznčit i části progrmu, které se z určitých důvodů nemjí překládt, le přesto mjí zůstt zchovány zůstt viditelné, npř: motor_ := strt OR motor_ AND NOT stop; lrm := sz_ AND (sz_ OR sz_c) OR sz_ AND sz_c); konec ignorovného progrmu *) Řádkové komentáře zčínjí dvojicí znků // (lomítek) končí s koncem řádku. Pro různé typy celočíselných ojektů jsou definovány typy uvedené v t. 2 pro čísl s pohylivou desetinnou čárkou lze použít typy specifikovné v t. 3. Smosttné typy jsou vyhrzeny pro čsové údje (t. 4). Pro celočíselné ojekty (se znménkem i ez znménk) pltí, že řádová tečk se u nich sice neuvádí, le je předpokládán n pevné pozici z poslední číslicí. Číselné ojekty se znménkem (SINT, INT, DINT) mjí poloviční číselný rozsh, oproti odpovídjícím ojektům ez znménk (USINT, UINT, UDINT), protože pro zorzení čísl je k dispozici formát o jeden it krtší jeden it je vyhrzen pro zorzení znménk (znménkový it). U ojektů s pohylivou (plovoucí) řádovou tečkou je situce složitější. Podle zvolené přesnosti je pro formát čísl vyhrzen délk 32 itů (REAL) neo 64 itů (LREAL). V tomto rozshu jsou uloženy dv číselné údje mntis (ve které je zkódován číselný údj v normlizovném rozshu) exponent (řád mocniny, kterou je tře násoit mntisu, y yl získán sku- 7

8 tečná hodnot čísl). Zjednodušeně lze říci, že mntis určuje numerickou hodnotu čísl exponent polohu řádové tečky. Podronosti jsou uvedeny npř. v [], [4]. Počítání v pohylivé řádové tečce je výhodné, jestliže se prcuje s necelými (zlomkovými) čísly neo při provádění složitějších výpočetních opercí (npř. násoení, dělení složitější funkce). Počítání v pevné řádové tečce (s čísly celočíselného formátu) je účelné pouze tehdy, jestliže se s celými čísly (se znménkem neo ez znménk) provádějí nejjednodušší výpočetní operce sčítání, odčítání porovnávání. Znkovým řetězcům je vyhrzen typ STRING (String, řetězec, mx. 255 znků). Uvedené typy jsou oznčovány jko elementární dtové typy. Kromě nich norm definuje ještě rodové dtové typy, které popisují celou skupinu (rod) typů, dále odvozené dtové typy (jednoduché, pole, struktury dt jejich komince). Literály Pro přímou reprezentci hodnot proměnných se používjí literály (numerické, řetězce znků, čsové). Mohou udávt přímo hodnotu (npř. 4, 8.5, neo.23_4) neo je n zčátku literáru uvedeno jméno dtového typu (INT#4, REAL# 8.5, REAL#.23_4). U čsových literálů je uvedení typu povinné, npř. TIME#2h2m33s. N rozdíl od češtiny, se v literálech uvádí řádová tečk, nikoliv čárk. Numerické literály Numerický literál je zápis číselné hodnoty (konstnty) v desítkové soustvě neo v soustvě o jiném zákldu (npř. dvojkové, osmičkové, šestnáctkové). Zákld soustvy se uvádí n zčátku od číselného údje je oddělen znkem #. Zákld desítkové soustvy se neuvádí. Příkldy numerických literálů pro příslušné typy dt jsou uvedeny v t. 2 t. 3. Npříkld hodnotu 25 (v desítkové soustvě) lze zpst těmito způsoy: 25, 2#_, 8#327, 6#D7. Mezi číslicemi smí ýt pro přehlednost použit znk podtržítk, jehož umístění nemá vliv n číselnou hodnotu. Podle číselného typu se rozlišují literály typu integer s pevnou řádovou čárkou (zde tečkou), npř. 4, INT#4, 23, 2_345_678, typu rel s pohylivou řádovou tečkou, npř. 2.3,.23_4, REAL#8.5). Prvdivostní hodnot logické (ooleovské) proměnné se zdává literálem FALSE neo BOOL# pro logickou nulu (neprvdu) TRUE neo BOOL# pro logickou jedničku (prvdu). Řetězce znků Řetězec znků (string) je posloupnost znků (jednoho, více, popř. žádného prázdný řetězec), uzvřená mezi postrofy, npř. teplot=, C, prázdný znk se zpíše dvojicí postrofů:. Jko prefix pro zdání znků v osmiitovém kódu ASCII se používá znk $ (dolr), npř. řetězec dvou znků CR (Enter, šestnáctkově D) LF (odřádkování, šestnáctkově A) se zpíše $D$A. Znk $ uvozuje le i speciální znky v řetězcích, npř. $$ pro znk $ (dolr) neo $ pro znk (postrof). Literály řetězce znků (string) se používjí především při progrmování textů pro operátorské pnely, textová hlášení (npř. pro SMS neo e-mily, pro vizulizci ve SCADA neo pro weové stránky) pro výměnu textů mezi různými PLC počítči v distriuovném systému. Čsové literály Při řízení technologických procesů, le i technických zřízení udov energetických zřízení jsou čsto potřené čsové údje dvou typů. Prvním z nich je údj o doě trvání, která uěhl či má uěhnout od určité události. Ve druhém přípdě je to údj o solutním čse, tedy o dtu podle klendáře o čse v rámci dne. Příkldy čsových literálů pro příslušné typy dt jsou uvedeny v t. 4. Čsový literál pro dou trvání je uvozen některým z klíčových slov T#, t#, TIME# neo time#. Čsový údj je vyjádřen v čsových jednotkách: hodinách (h, H), minutách (m, M), sekundách (s, S) milisekundách (ms, MS) zkrtky mohou ýt vyjádřeny mlými velkými písmeny, mezi údji mohou ýt použit podtržítk, npř. TIME#5h_35m_5s (trvání 5 hodin, 35 minut 5 sekund), T#45ms (trvání 45 milisekund). Čsový literál pro dtum pro denní čs reprezentuje údje o klendářním dtu (DATE#, D#, npř. DATE#2-8-25, dne ) o čse v rámci T. 2. Typy dt pro celočíselné ojekty Typ Význm Délk Číslo v rozshu Příkld literálu (zdání hodnoty) SINT krátké celé (short integer) 8 itů 28 ž +27 SINT#, 99, 24 INT celé (integer) 6 itů ž INT#_, 4,, 23_456 DINT dvojnásoné celé (doule integer) USINT krátké celé ez znménk (unsigned short integer) UINT celé ez znménk (unsigned integer) UDINT dvojnásoné celé ez znménk (unsigned doule integer) 32 itů přiližně 2 mld. ž přiližně +2 mld. dne (TIME_OF_DAY#3:25:5.7 neo rovnocenně TOD#3:25:5.7, v 3 hodin, 25 minut 5,7 sekund). Pro souhrnný údj o solutním čse se používá kominovný zápis, npř. DATE_AND_TIME# :25:5.7 neo rovnocenně DT# :25:5.7, dne v 3 hodin, 25 minut 5,7 sekund. Velikost písmen opět není rozlišován. Proměnné DINT#_24, _325 8 itů ž 255 USINT#255, 255, 6#FF, 2#_ 6 itů ž UINT# itů přiližně 4 mld. UDINT#, _234_567_89 T. 3. Typy dt pro ojekty s pohylivou desetinnou čárkou Typ Význm Délk Příkld literálu REAL s jednoduchou přesností (rel single precision) 32 itů REAL#,.,., 85.,.23_456 LREAL s dvojnásonou přesností (long rel doule precision) 64 itů LREAL#.23_ , 257.3,.3,._ T. 4. Typy dt pro čsové údje Typ Význm Rozsh Příkld literálu (zdání hodnoty) TIME trvání čsu 24 dnů, 2 h, 3 min, 23,647 s DATE klendářní od.. 97 dtum TIME_OF_DAY denní čs neo TOD DATE_AND_ TIME neo DT solutní čs TIME#5h_35m_5s, T#5s45ms, t#8m3s, t#9.5s, T#53ms DATE#2--7, D#2--7 TIME_OF_DAY#8:32:7.7, TOD#8:32:7.7 DT#2--7-8:32:7.7 Podle normy jsou proměnné určeny pro identifikci dtových ojektů, jejichž osh se ovykle mění, npř. dt přiřzeným ke vstupům, výstupům neo k vnitřní pměti PLC. Proměnná může ýt deklrován některým z elementárních neo odvozených (uživtelských) dtových typů. Proměnné jsou identifikátory, zvolené progrmátorem, které jsou ovykle určeny k rezervování míst 8 AUTOMA

9 v pměti pro uložení dt. Součástí deklrce proměnných může ýt i údj o jejich počáteční hodnotě (inicilizce). Stejnou formu jko deklrce proměnných ovšem mjí i deklrce konstnt. Kždá deklrce progrmové orgnizční jednotky (POU, tedy progrmu, funkčního loku neo funkce) y měl v úvodu oshovt lespoň jednu deklrční část, která definuje jmén dtové typy proměnných používných v této POU. Deklrční část je zhájen klíčovými slovy VAR (pro vnitřní proměnné POU), popř. některým klíčovým slovem, které zčíná VAR_, npř.: VAR_TEMP pro vnitřní proměnné přechodného typu, VAR_INPUT pro vstupní proměnné, VAR_OUTPUT pro výstupní proměnné, VAR_IN_OUT pro vstupní výstupní proměnné. Deklrční část končí klíčovým slovem END_VAR. Proměnné pltí vždy pouze uvnitř té POU, v níž jsou deklrovány (jsou zde lokální), nejsou přístupné pro osttní POU (nejsou z vnějšku POU viditelné ). Výjimkou jsou proměnné pro předávání prmetrů mezi POU jejím okolím vstupní proměnné, do kterých lze z vnějšku zpisovt (VAR_INPUT), výstupní proměnné (VAR_OUTPUT), které lze z vnějšku číst, proměnné pro oousměrný přístup (vstupní výstupní proměnné - VAR_IN_OUT). Proměnné deklrovné jko VAR mjí vyhrzeno pevné místo v pměti mjí dlouhodoou pltnost. Skončí-li ktivce POU, pmtují si poslední hodnotu, která je pk použit jko výchozí při opětovné ktivci POU. Nproti tomu proměnné deklrovné jko VAR_TEMP mjí přechodný chrkter, při ukončení ktivce POU znikjí (jejich místo v pměti se uvolní) při opětovné ktivci se znovu vytvoří s nulovým neo jink inicio vným oshem. Existují le i proměnné s všeoecnou (gloální) pltností VAR_GLOBAL. Jsou deklrovány vně POU (ovykle před progrmem) jsou dostupné pro všechny POU v progrmu. Z klíčovým slovem VAR_GLOBAL může ýt ještě uveden kvlifikátor RETAIN (tedy VAR_GLOBAL RETAIN), který oznčuje zálohovné proměnné, neo CONSTANT pro oznčení konstntního oshu proměnné, tedy pro deklrci konstnty. Celý lok deklrcí tedy může mít tvr: VAR_GLOBAL RETAIN RemnentniBit BOOL; RemnentniPmet BYTE := 23; DlsiRemnent BYTE := 63; END_VAR V uvedeném příkldu jsou všechny tři proměnné deklrovány jko gloální remnentní. Po zpnutí (horkém restrtu) se onovuje jejich poslední osh, který měly těsně před vypnutím. Bitová (ooleovská) pměť RemnentniBit není iniciován, ztímco proměnné RemnentniPmet DlsiRemnent jsou po prvním zpnutí po studeném restrtu iniciovány nstvovány n hodnotu (oě v desítkové soustvě). Podonou vlstnost mohou mít proměnné deklrovné jko VAR_EXTERNAL. Zde je le situce složitější. Oecně jsou tkto deklrovány proměnné, které pocházejí z externího zdroje. V systému Mosic jsou tkto oznčeny proměnné definovné v původním jzyku mnemokódů pro PLC systémy Tecomt. V jiných vývojových systémech to může ýt jink. Ldislv Šmejkl Vodu do trysek (uprostřed) noční osvětlení synchronizci s hudou Zpívjící fontány v Mriánských lázních řídí již 3let progrmovtelný utomt NS95 předchůdce dnešních Tecomtů z produkce Tesly Kolín. AUTOMA 9

10 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (4) Čtvrtý díl seriálu o progrmování PLC stručně seznmuje s progrmovcími jzyky, které definuje norm IEC EN Grfické jzyky LD FBD jsou popsány velmi stručně. Podroněji jsou přilíženy textové jzyky IL ST. Vzhled progrmů je ilustrován ukázkmi orzovek. Podroný popis jzyků ude uveden v rámci komentáře k řešeným příkldům, které udou následovt. Jen přehledově je popsán nástroj sekvenčního progrmování (SFC). Zmíněn je rovněž grfický jzyk CFC, který sice není popsán normou, le je velmi lízký jzyku FBD. N závěr je uveden diskuse o možnostech účelnosti použití jednotlivých jzyků. Progrmovcí jzyky Norm kodifikuje čtyři typy progrmovcích jzyků pro PLC dv grfické (LD, FBD) dv textové (IL, ST). Jko pátý je někdy uváděn progrmovcí nástroj SFC (Sequentil Function Chrt). Je to prostředek pro strukturovný popis sekvenčních úloh, ndřzený osttním jzykům. Někdy je mylně nzýván jko jzyk Grfcet, který je sice velmi podoný SFC (SFC je od něj odvozen), le je oecnější je popsán vlstní normou. Některé progrmovtelné utomty ( jejich vývojové systémy) umožňují progrmování ještě v dlších jzycích, npř. v některé verzi jzyk C neo v již zmíněném prostředku Grfcet. Běžně je umožňováno používt progrmovcí jzyky pro strší generce PLC stejného výroce. Jejich dostupnost má význm především pro oprvy ktulizce progrmů strších zkázek s historickými PLC, které yly nprogrmovány právě v těchto trdičních firemních jzycích. Je to i projev respektu k zákzníkům, kterým tyto jzyky vyhovují víc než jzyky podle normy jsou n ně zvyklí nemjí chuť se učit nové zásdy progrmování. Někdy je upřednostňují proto, že strší jzyky jsou více přizpůsoeny provedení hrdwru PLC neo k řešení převžujících úloh. Nízeny jsou i zcel nové progrmovcí jzyky. Někdy jde o experimenty lokálního význmu, le některé z nových jzyků se stly velmi populárními rozšířenými. Ptří sem i grfický jzyk CFC (Continuous Function Chrt). V podsttě je to odo jzyk funkčních loků (FBD) s volnějšími zásdmi kreslení lokových schémt. Vytváření progrmu (kreslení lokového schémtu) je jednodušší, progrm je přehlednější. Je prvděpodoné, že po čse ude jzyk CFC doptován i normou IEC EN 63-3 neo se stne její neformální součástí. Jzyk kontktních schémt LD V jzyku kontktních schémt (LD, doslovně přeloženo jzyku příčkových digrmů ) má progrm formu kontktního schémtu je odoou liniového schémtu v elektrotechnice. Kontktní schém je ohrničeno dvěm svislými črmi (sěrnicemi) jednotlivé funkce jsou relizovány vodorovnými kontktními ovody ( příčkmi v pomyslném v žeříku) s kontkty zpojenými v sério- -p rlelních komincích. Kontkty reprezentují vstupní, výstupní neo vnitřní proměnné. Mezi kontkty mohou ýt umístěny i odélníkové znčky funkčních loků (jsou-li volány). Nejčstěji to jsou generátory impulzů od hrn, klopné ovody typu set reset, čítče čsovče neo jkékoliv jiné. Výstupy jsou zde oznčovány jko cívky mohou mít chrkter ěžné cívky relé (s přímou neo negovnou funkcí) neo pměťového (klopného) ovodu s funkcí přednostního zápisu (ovod set) neo přednostního nulování (ovod reset). Zákldní prvky kontktního schémtu se oznčují s využitím textových znků uvedených v t. 5. T. 5. Zákldní prvky jzyk kontktních schémt (LD) Funkce Anglický název Symol spíncí open contct - - kontkt rozpíncí closed contct - / cívk kontkt s přímou coil -( )- funkcí cívk s negovnou negted coil -(/)- funkcí cívk s funkcí set coil -(S)- set cívk s funkcí reset reset coil -(R)- Jk pohodlně lze kontktní schém vytvořit, závisí n konkrétním vývojovém systému, který je pro progrmování PLC použit. Ukázk orzovky v režimu zdávání Or. 9. Ukázk orzovky s progrmem v jzyku LD v režimu monitorování ěžícího progrmu se zviditelněním vodivých cest Or.. Ukázk orzovky s progrmem regulční úlohy v jzyku FBD v edičním režimu při zdávání schémtu; typ funkčního loku se zvolí umístí podoně jko při zdávání progrmu v LD kontktního schémtu (ediční režim vývojového systému Mosic) je n or. v Automě č. /2, str. 6). N liště nd polem progrmu jsou symoly kontktů cívek. Zvolený symol lze myší stáhnout umístit n zvolené místo. Automticky se pk nkreslí spoje nídne se dilogové okno, ve kterém lze odpovídjící proměnnou pojmenovt určit její dtový typ dlší specifikce. Při stisknutí symolu funkčního loku (zeleně) se otevře okno s nídkou stndrdních funkcí funkčních loků (jsou vyjmenovány v kpitole o funkcích funkčních locích v Automě č. /2, str. 44). S těmi se nloží podoně jko se symoly kontktů neo cívek. N or. 9 je uveden stejný progrm v režimu monitorování ěžícího progrmu, n kterém je zviditelněn vodivá cest. Detilní AUTOMA

11 postup progrmování v jzyku LD zde neude proírán, ude ptrný ze sdy příkldů v dlším textu. AND( znčí logický součin otevření závorky (zhájení odložené operce) v progrmu ho lze použít tkto: Tento progrm relizuje operci: soucinb := opernd AND (opernd2 OR opernd3) Jzyk funkčních loků FBD Jzyk funkčního lokového schémtu FBD (Function Block Digrm) neoli jzyk funkčních loků je dlší grfický jzyk, který popisuje norm. Progrm (lokové schém) oshuje odélníkové znčky funkcí funkčních loků, které jsou propojeny spojnicemi (spojovcími vodiči). Frgment progrmu ve FBD je uveden n or. or.. Více podroností ude opět uvedeno později n příkldech. Jzyk seznmu instrukcí IL Progrm v textovém jzyku IL (Instruction List) neoli v jzyku seznmu instrukcí se sestvuje z textových zkrtek několik zákldních instrukcí mnemokódů. Je odoou progrmovcích jzyků typu ssemler pro progrmování počítčů neo mikrořdičů (mikroprocesorů). Většin opercí se v jzyku IL provádí podle schémtu: výsledek := výsledek OPERATOR opernd Poždovná operce se tedy provádí s poslední hodnotou výsledku (ktuálním stvem střádče) s progrmovným operndem. Výsledek je opět uložen ve střádči. Pro relizci logických úloh má jzyk IL k dispozici mnemokódy instrukcí pro různé typy opercí (t. 6). Některé z instrukcí lze doplnit modifikátorem, který stnoví, že operndem ude negovná proměnná (N, negtion), neo zhjuje odloženou operci (defered opertion relizuje otevírcí závorku výrzu). Logické operátory jsou definovány pro operndy s rodovým typem dt ANY_BIT, tedy pro ojekty typu BOOL, BYTE, WORD DWORD (viz část 3 v Automě č. /2, str. 46). Pro logické operce jsou tedy k dispozici stndrdní operátory s přípustnými modifikátory (příkzy) z t. 6. Npříkld pro logický součin AND jsou k dispozici čtyři typy operátorů: AND znčí logický součin v progrmu ho lze použít tkto: LD AND ST opernd opernd2 soucina Progrm relizuje operci: soucina := opernd AND opernd2 LD opernd AND( opernd2 OR opernd3 ) ST soucinb Or.. Progrm regulční úlohy z or. v režimu ěžícího progrmu se zviditelněním vodivých cest inárních systémů s využitím nástroje PIDMker pro zorzení přechodového děje regulčního procesu ANDN znčí logický součin s negovným operndem v progrmu ho lze použít tkto: LD opernd ANDN opernd2 ST soucinc Tento progrm relizuje operci: soucinc := opernd AND NOT opernd2 ANDN( znčí logický součin s negovným operndem otevřením závorky v progrmu ho lze použít tkto: LD opernd ANDN( opernd2 OR opernd3 ) ST soucind Tento progrm relizuje operci: soucind := opernd AND (NOT opernd2 OR opernd3) Pro výpočetní (numerické) operce jsou k dispozici operndy rodového typu ANY_ NUM (tedy pro typy INT, SINT, DINT, UINT, USINT, UDINT, REAL, LREAL) s operátory modifikátory podle t. 7. T. 6. Operátory modifikátory pro logické operce (pro dtový typ ANY_BIT) v jzyku IL Operátor Modifikátor Popis funkce LD N LD (lod, sejmi) nství výsledek podle ktuální hodnoty dresovného operndu (sejme ktuální hodnotu dresovného operndu do střádče) AND N, ( ooleovský součin AND OR N, ( ooleovský součet inkluzivní OR XOR N, ( ooleovský součet exkluzivní XOR ST N ST (store, ulož) uložení ktuálního výsledku do dresovné proměnné S set (podmíněné nstvení) nství progrmovnou proměnou do log. (TRUE), jestliže je výsledek jedničkový, jink nic R reset (podmíněné nulování) nství progrmovnou proměnou do log. (FALSE), jestliže je výsledek jedničkový, jink nic ) vyhodnocení odložené (defered) operce uzvírcí závork výrzu, vyčíslení výrzu T. 7. Operátory modifikátory pro dtový typ ANY_NUM v jzyku IL Operátor Modifikátor Popis funkce LD N lod přečtení dresovného operndu do výsledku (kumulátoru) ST N store uložení výsledku do dresovné proměnné ADD ( sčítání přičte opernd k výsledku SUB ( odčítání odečte opernd od výsledku MUL ( násoení výsledek vynásoí operndem DIV ( dělení výsledek dělí operndem GT ( porovnání (výsledek je větší než opernd) GE ( porovnání (výsledek je větší neo roven operndu) EQ ( porovnání n rovnost = (výsledek je roven operndu) NE ( porovnání n neshodu (výsledek je odlišný od operndu) LE ( porovnání (výsledek je menší neo roven operndu) LT ( porovnání (výsledek je menší než opernd) ) uzvírcí závork výrzu vyhodnocení poslední odložené operce, vyčíslení výrzu AUTOMA

12 Operátory modifikátory pro přechody v ěhu progrmu (skoky, volání návrty) jsou uvedeny v t. 8. T. 8. Operátory modifikátory pro skoky, volání návrty v jzyku IL Operátor Modifikátor Popis JMP C, N skok n návěští CAL C, N volání funkčního loku Func_nme volání funkce RET C, N návrt z funkce neo z podprogrmu Modifikátor C oznčuje, že nznčená operce se má provést pouze tehdy, je-li ktuální výsledek roven log. (TRUE), jestliže neyl použit modifikátor N. Byl-li použit modifikátor N, nznčená operce se provede pouze tehdy, jestliže výsledek má hodnotu log. (FALSE). Ukázk progrmu v jzyku IL je n or. 2. Podroněji udou čtenáři s progrmem seznámeni n příkldech. Jzyk ST strukturovný text T. 9. Operátory v jzyku ST Operátor Operce Priorit (, ) závorky nejvyšší ** umocňování - NOT změn znménk negce, logický doplněk * / MOD násoení dělení modulo, zytek po dělení + sčítání odčítání <, >,, porovnání, nerovnost = <, > rovnost, shod neshod &, AND logický (ooleovský) součin AND XOR výlučný (exkluzivní) součet OR logický (ooleovský, inkluzivní) součet nejnižší Jzyk strukturovného textu (ST) je velmi výkonný textový jzyk. Kořeny má ve známých jzycích typu Pscl, Ad, C. Je ojektově orientován. Oshuje všechny důležité prvky moderního progrmovcího jzyk. Je velmi účinným nástrojem pro zápis náročných lgoritmů pro vytváření komplexních funkčních loků. Význmnou možností jzyk ST je prát pro zápis výrzů. Výrzy provádějí vyčíslení hodnot dílčích výsledků pro uložení do dresovných proměnných, vyčíslují i hodnoty podmínek pro dlší příkzy. Operndy použitelné pro tvoru výrzů jsou uvedeny v t. 9. Vyhodnocení výrzu spočívá v plikování operátorů n operndy s respektováním priorit operátorů. Nejdříve jsou plikovány operátory s nejvyšší prioritou, pk se postupně používjí operátory s klesjící prioritou, dokud není vyhodnocení výrzu dokončeno. Operátory se stejnou prioritou se používjí v pořdí, v kterém yly zpsány ve výrzu tedy zlev doprv. Vlevo od výrzu je umístěn symol přiřzení (doszení, psclské rovnítko ) :=. Před ním je ovykle umístěn identifikátor proměnné, km má ýt výsledek uložen. V t. je uveden souor příkzů jzyk ST. Ukázk progrmu v jzyku FBD yl uveden n or. 8 v Automě č. /2, str. 45. Podronější seznámení se zákldními možnostmi jzyk ST ude uvedeno n příkldech. Or. 2. Detil orzovky s progrmem v jzyku IL Nástroj sekvenčního progrmování SFC Detilní popis nástroje sekvenčního progrmování SFC (Sequentionl Functiom Chrt) se vymyká možnostem zákldního kurzu progrmování PLC. Jen pro hruou předstvu je n or. 3 (poskytnutém Ing. Mrií Mrtináskovou, Ph.D.) uveden struktur jednoduché úlohy. Progrm má formu přechodového grfu ojektu, který modeluje sekvenční chování. Je zoecněním konečného utomtu Mooreovt typu, kominového s Petriho sítí. I ez znlosti teorie lze grf sndno interpretovt. Odélníky předstvují kroky (Step). Krok je čsově oddělená situce, pro kterou je chrkteristické určité chování, popsné v rámci přiřzené kce (zde nejsou kce uvedeny). Kroky jsou spojeny spojnicemi (hrnmi). N nich jsou krátkými vodorovnými čárkmi znázorněny přechody (trnsitions). Přechod z ktuálního kroku do následného cílového kroku se uskuteční při splnění podmínky (prvdivost proměnné typu BOOL, která odpovídá podmínce přechodu, má hodnotu log. (TRUE)). Při přechodu se ktivuje následný krok předchozí krok se dektivuje. Stv grfu je určen jko souor ktivních kroků je výslednicí kcí jednotlivých kroků. Jzyk CFC CFC (Continuous Function Chrt) je grfický jzyk, který je odoou jzyk lokových schémt. Je poměrně populární, č není kodifikován normou. Při jeho implementci je le ovykle využíván prát normy (používání POU, definice dtových typů proměnných pod.). Pro uživtele jsou příjemné volnější zásdy pro kreslení lokových schémt. Z toho T.. Příkzy jzyk ST Příkz Popis Poznámk := přiřzení přiřzení hodnoty vyčíslené z výrzu n prvé strně do proměnné s identifikátorem n levé strně volání volání (instnce) funkčního loku s předáváním prmetrů IF IF ELSE END_IF příkz výěru výěr lterntivy podmíněné vyčísleným logickým výrzem CASE příkz výěru výěr loku příkzů podmíněný číselnou hodnotou vyčísleného výrzu FOR iterční příkz smyčk FOR s počáteční koncovou hodnotou inkrementu WHILE iterční příkz smyčk WHILE s podmínkou ukončení smyčky n jejím zčátku REPEAR iterční příkz smyčk REPEAT s podmínkou ukončení n jejím konci EXIT ukončení smyčky předčsné ukončení iterčního příkzu RETURN návrt opuštění právě vykonávné POU návrt do voljící POU ; prázdný příkz vyplývá sndnější progrmování (kreslení) přehlednější progrm. Ukázk je uveden n or. 4. Používání olíenost jzyků Kždý z progrmovcích jzyků má své příznivce odpůrce lze prfrázovt rčení, že není jzyk ten, který y se zlíil progrmátorům všem. Někdy o olíenosti jzyk rozhodují důvody čistě sujektivní, především způso myšlení vizulizce předstv ve vědomí progrmátor. Důležitá je i dosvdní profese prxe progrmátor i to, kde jký jzyk se poprvé nučil. Npříkld progrmátor PLC, který yl původně provozním elektrikářem neo elektro- 2 AUTOMA

13 PROGRAM PLC_PRG 2 VAR 3 END_VAR Init Step2 Step4 Trns Trns2 Trns4 Step3 Trns Trns3 Step5 Step6 Step7 Step8 Trns5 Trns6 škol, kde se vyučuje progrmování ve vyšších textových jzycích. Jzyk seznmu instrukcí (IL) je prvděpodoně nejméně olíený vyhovuje snd jen zrytým semleristům těm, kteří v tomto jzyku zčínli progrmovt zvykli si n něj. Překvpivě je málo používán nástroj SFC, popř. jzyk Grfcet, přestože jde o velmi výkonný prostředek, který zproduktivňuje progrmování, nutí progrmátory k systemtickému postupu minimlizuje progrmátorské chyy. Důvodem je především skutečnost, že SFC nízí jen nemnoho výroců PLC. Důvodem může ýt i vysoká cen produktu někdy nepříliš kvlitní implementce (npř. pomlost neo ndytečný ojem přeloženého progrmu pro PLC). Nedosttečná je metodická podpor progrmování s využitím teorie konečných utomtů Petriho sítí ve výuce n školách i pro odorníky z prxe. Jzyk LD pro proti FBD, CFC používání funkčních loků Rovněž jzyky FBD CFC jsou vhodné jen pro úlohy do určité složitosti. Zde to ovšem mohou ýt lgoritmy nejenom logického, le i numerického smíšeného typu. Výhodou je, že progrm (lokové schém) je ovykle sestvován z ověřených prefrikátů funkčních loků. Ty mohou ýt použity z knihoven stndrdních funkčních loků podle normy, z nkoupených knihoven od výroce PLC pro řešení určitých tříd úloh neo vlstních uživtelských funkčních loků. Používání funkčních loků zproduktivňuje progrmování v kždém z jzyků. Pltí to pouze z předpokldu, že funkční loky jsou správně vytvořeny, důkldně ověřeny, správně úplně popsány progrmátor je správně používá. Při částečném pochopení funkce nesprávném volání neo při použití nedosttečně ověřených loků mohou vzniknout velmi nepříjemné otížně loklizovtelné chyy. To je důvod, proč si mnozí progrmátoři rději vytvářejí své vlstní knihovny funkčních loků. Někdy ývá jednodušší spolehlivější vytvořit si funkční lok (knihovnu neo úsek progrmu) podle svých předstv, Init Or. 3. Ukázk struktury progrmu v progrmu SFC (zdroj: Ing. Mrie Mrtinás ková, Ph.D.) instltérem, ude nepochyně preferovt jzyk kontktních schémt (LD). Tento typ jzyk je tké nejstrší z jzyků pro PLC přispěl k úspěšnému rozšíření PLC. Stejný jzyk ude vyhovovt i údržářům strojů utomtizovných technologií pro jeho názornost, le i pro možnost zviditelnit vodivé cesty v kontktním schémtu. Tuto možnost nízejí některé vývojové systémy jko účinný prostředek dignostiky, který dovoluje sndno určit příčinu závdy v zřízení ez hlušího pochopení funkce progrmu. Jzyk LD vyhovuje i mnoh konstruktérům elektrické výzroje strojů (npř. pro řešení lgoritmu přizpůsoovcích ovodů stroje v PLC části systémů CNC pro oráěcí či tvářecí stroje neo rooty) pro řízení jiných mechnismů mechtronických systémů. Lze odhdnout, že jzyk LD je ptrně nejrozšířenější z jzyků pro PLC. Progrmátoři z řd návrhářů pevné logiky s integrovnými ovody udou ptrně preferovt jzyk FBD neo CFC pro možnost zpst progrm jko logické schém. Stejnou možnost uvítjí i progrmátoři z ooru regulční techniky, kteří jsou zvyklí své předstvy ztvárňovt v podoě lokového digrmu regulčního ovodu neo jiného lgoritmu. Jzyk strukturovného textu (ST) ude nepochyně vyhovovt progrmátorům zvyklým n progrmování počítčů v některém z vyšších textových jzyků solventům AUTOMA Or. 4. Ukázk progrmu v grfickém jzyku CFC Vol různých jzyků pro PLC má le své rcionální důvody. Důvodem pro použití jzyk kontktních schémt (LD) ývá především jeho jednoduchost, přehlednost názornost u nepříliš složitých progrmů pro úlohy převážně logického typu. Nízejí jej snd všichni výroci PLC. Proto je vhodný pro výuku zákldů progrmování PLC. Ze stejných důvodů ude i tento kurz zčínt lokem příkldů v jzyku LD. Při psní osáhlých neo logicky komplikovných progrmů le už progrm v LD svou přehlednost ztrácí ozvláště je-li progrm psán nesystemticky neo má více utorů, čsto se mění oprvuje. Jeho nevýhodou je, že logické vzy jsou zprostředkovány jen prostřednictvím jmen proměnných, nikoliv viditelnými spoji (črmi). V osáhlém progrmu lze sndno zloudit, ozvláště je-li progrm (kontktní schém) neuspořádný, stejné proměnné jsou nstvovány ( oslovovány ) z různých míst progrmu jsou vedeny vzy z konce n zčátek (což je ovyklé zejmén při nesystemtických oprvách doplňcích progrmu). Jzyk LD je tedy vhodný jen pro nepříliš komplikovné úlohy s lgoritmy logického typu. Pro úlohy výpočetního typu (numerické úlohy) je LD zcel nevhodný. než se snžit z nepřesného popisu pochopit funkci, která uživteli vyhovuje jen zčásti nemá důvěru v její správnost. Progrmátoři všeoecně nerdi přejímjí cizí progrmy ( tedy i funkční loky s komplikovnými komplexními funkcemi) rději progrmují n zelené louce. Důvody ývjí zčásti sujektivní, zčásti věcné. Ploch pokrytá progrmem Rovněž je tře si uvědomit, že k zorzení progrmu (lokového schémtu) je ovykle zpotřeí ploch větší, než vyžduje kontktní schém. Z tohoto pohledu je málo úsporný i textový jzyk seznmu instrukcí (IL), podoně jko jzyky typu ssemler. Jzyk IL je nevýhodný i z jiných důvodů kždou, i jednoduchou funkci je zde nutné rozepst ž n úroveň zákldních instrukcí, což je prcné, zdlouhvé nese to s seou riziko chy. Vzniklý progrm je dlouhý nepřehledný, otížně se v něm hledjí oprvují chyy. Lze předpokládt, že norm tento jzyk při- 3

14 jl jen z trdice. Jzyk IL ptří k nejstrším jzykům pro PLC, je téměř součsníkem jzyk LD většin historických progrmovcích přístrojů jej nízel. Nyní již není mnoho důvodů pro jeho používání. Z tohoto pohledu je (může ýt) nejúspornější jzyk strukturovného textu ST. Výhody jzyk ST Nproti tomu pro komplikovné úlohy logického, numerického smíšeného typu (pro hyridní lgoritmy) je velmi vhodný jzyk strukturovného textu (ST). Je zcel oecný, má ohtý prát příkzů pro úlohy různých typů. Při systemtickém používání při použití jeho logických ritmetických výrzů struktur dt je jzyk ST velmi efektivní. I pro složité úlohy lze n mlé ploše vytvořit progrm, který je přehledný, názorný, sndno odlditelný, oprvitelný měnitelný. Je le tře připomenout, že v kždém jzyce lze při chotickém progrmování vytvořit nepřehledný neodlditelný pskvil, že i ve zdánlivě jednoduchém řetězci podmíněných příkzů lze sndno zloudit vytvořit progrm plný chy. Nástroj SFC neo jzyk Grfcet je progrmovcí prostředek nejvyšší úrovně, který dovoluje systemticky přistupovt k progrmování, zjišťuje dorou produktivitu spolehlivost progrmátorské práce. Ovykle je spojován s řešením logických úloh sekvenčního chrkteru. Je le vhodný i pro úlohy, kde převžují numerické lgoritmy přesněji řečeno: téměř všechny úlohy, které řeší progrm PLC, jsou smíšeného typu, téměř vždy jsou s PLC relizovány hyridní lgoritmy. Ne vždy to musí ýt úlohy sekvenčního řízení regulce, le tře i úlohy rozpoznání sekvenčních událostí, chyových stvů v technické dignostice pod. Vol jzyk z orgnizčních důvodů Nezávisle n uvedených rgumentech mohou o volě progrmovcího jzyk rozhodovt zcel odlišné důvody. Pro dodvtelskou firmu může ýt rozhodující používání jednotného progrmovcího jzyk všemi progrmátory. Odoně může ýt striktně doporučeno používání určitých knihoven funkcí funkčních loků (ť již nkoupených od určitého dodvtele PLC neo vytvořených ve firmě). Podoně nelze diskutovt o volě progrmovcího jzyk, jestliže si konečný uživtel zákzník přeje progrm v konkrétním jzyku. Ldislv Šmejkl Pro výroní závod ritské firmy Smith Medicls v Hrnicích n Morvě dodl firm EVcomp sestvu rozvděčů oszených Tecomty Foxtrot v plné sestvě ke kompletnímu ovládání vzduchotechniky, kotelny, chlzení klimtizci čistých prostor frmceutické výroy. Dispečerské řízení zjišťuje SCADA systém Relince 4. 4 AUTOMA

15 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (5) Původním záměrem utor tohoto výukového seriálu ylo vysvětlit progrmování PLC n souoru řešených příkldů vystčit s minimem teorie popisných psáží. Po diskusích se ukázlo, že je účelné o normě přece jenom něco sdělit. Poučení o normě nkonec zplnilo čtyři části seriálu. Nyní konečně zčíná část s příkldy progrmů změřená n prxi. Jko první ude použit jzyk kontktních schémt (LD). Výkld zčíná nejjednoduššími příkldy logických úloh. N nich jsou součsně vysvětleny zákldy teorie kominční logiky. Pro popis logických vzthů le není použit symolik Booleovy lgery, ovyklá v učenicích logiky, le logické výrzy v syntxi jzyk strukturovného textu (ST). Zápis je možná méně přehledný trochu delší, le přirozeně seznmuje s nejdůležitějšími částmi jzyk ST. Doporučená litertur Seznm doporučené litertury je ovykle umístěn n konci seriálu. Protože touto částí končí výkldový oddíl seriálu zčíná prkticky změřený úsek s příkldy úlohmi, je účelné zřdit seznm litertury právě nyní, y si jej čtenáři prostudovli ještě před smosttnou prcí s příkldy úlohmi. Rozhrní mezi procesem progrmem Dříve, než progrmátor zčne tvořit progrm PLC, je nutné vyřešit instrumentci řízeného ojektu. To znmená nvrhnout konfigurci PLC, který typ PLC ude použit s jkou konfigurcí modulů, popř. v jké topologii udou uspořádány jednotlivé PLC v distriuovném systému jk spolu udou komunikovt. Je tře rozhodnout to, které signály přístrojového vyvení řízeného ojektu (vstupní výstupní signály) udou připojeny ke svorkám PLC (popř. kterého), které ke svorkám přídvných modulů, které ke svorkám modulů vzdálených vstupů výstupů které udou připojeny prostřednictvím sériové linky v rámci použité průmyslové sěrnice. Dále je nutné přesně určit, které proměnné udou odpovídt jednotlivým signálům, jk se udou jmenovt jkého udou typu. Toto přiřzení je specifické pro kždou úlohu. Závisí n typu použitého progrmovtelného utomtu, n konfigurci jeho modulů n konkrétní formě keláže. Teprve nyní má smysl vymezit proměnné progrmu vytvářet progrm PLC. Čtenáři, kteří mohou prcovt s reálným PLC, mohou tkto vytvořit své individuální rozhrní mezi PLC progrmem jeho prostřednictvím vyhodnocovt npř. tlčítk připojená n vstupy PLC ovládt signálky n jeho výstupech. Pro čtenáře, kteří prcují s virtuálním PLC (npř. v systému Mosic), lze vytvořit rozhrní mezi progrmem virtuálního PLC virtuálním procesem formou loku deklrcí gloálních proměnných (or. 5), umístěných před progrmovou orgnizční jednotku (POU) typu progrm. Tyto proměnné jsou pk viditelné v celém progrmu není tře se strt o konkrétní řízený proces. Hodnoty vstupních proměnných lze Or. 5. Ukázk orzovky v systému Mosic s lokem deklrcí gloálních proměnných typu BOOL, který je umístěn před progrmem Or. 6. Progrm zákldních logických funkcí v jzyku LD poté nstvovt při simulci ěhu progrmu virtuálního PLC. V prvních příkldech se ude prcovt pouze s dvouhodnotovými proměnnými (typu BOOL). Proto jsou n or. 5 deklrovány pouze proměnné tohoto typu. Až ude v dlších příkldech nutné použít číselné proměnné, ude u nich uvedeno, jk doplnit jejich deklrce. Trdiční vypínče zákldy logiky Většin uváděných příkldů je změřen n tzv. chytré instlce v udovách. Nejprve udou uvžovány trdičně řešené vypínče, které se používjí v ovyklé elektroinstlci jednoduché vypínče s jedním spíncím kontktem (nikoliv schodišťové přepínče). Provedení zjišťuje dvoustvovou mechnickou pměť, tkže kontkt je uď trvle sepnut, neo trvle rozepnut. Předpokládejme, že spíncí kontkt kždého z vypínčů je připojen n vstup progrmovtelného utomtu, jeho přídvného modulu neo se jeho stv jiným způsoem kopíruje do odpovídjící proměnné progrmu PLC (npř. prostřednictvím modulů sériové linky). V deklrcích gloálních proměnných jsou kontktům vypínčů přiřzeny npř. proměnné vyp_ vyp_2. Trdiční dvoupolohové vypínče s mechnickou pmětí udou používány v první sérii příkldů s vědomím, že v prxi inteligentní instlce se ovykle používá jiný typ vypínčů mžikových se dvěm nestilními polohmi. Důvodem je snzší výkld zákldních kominčních logických funkcí. Proztím udou uvžovány pouze dvouhodnotové proměnné (typu BOOL) pro stvy vstupních proměnných (kontktů) neo pro výstupní proměnné (npř. stvy oyčejných žárovek, relé neo jiných dvoustvových svítidel). V přípdě potřey je možné deklrovt vnitřní dvouhodnotové proměnné. Kždá proměnná typu BOOL nese dvouhodnotovou informci ve význmu: sepnuto nesepnuto, svítí nesvítí, ktivní nektivní, prvd neprvd, logická logická, TRUE FALSE. Třetí možnost je vyloučen. Proměnné typu BOOL AUTOMA 5

16 lze chápt jko výroky, npř.: kontkt kon_ je sepnut, žárovk zr_ svítí, neo rovnocenně: je prvd, že kontkt kon_ je sepnut, je prvd, že žárovk zr_ svítí. Prvdivost výroku je ovykle vyjdřován dvojkovými číslicemi neo slovně. Prvdivému výroku odpovídá logická (TRUE), neprvdivému výroku odpovídá logická (FALSE). Pro sndnou orientci předpokládejme, že vstupní proměnné mjí shodná jmén jko odpovídjící ovládcí prvky rovněž výstupní proměnné jsou pojmenovány shodně s odpovídjícími výstupními prvky. V zájmu přehlednosti úspory plochy jsou progrmy v jzyce LD (kontktní schémt) pro první sdu příkldů uvedeny n or. 6 ( vypreprovány z orzovky). Zeleným písmem jsou oznčeny komentáře k ovodům (zde ve význmu relizovné funkce, npř. sledování, negce, logický součin). Nd ním je hnědým písmem uvedeno čtyřmístné pořdové číslo ovodu. N ně se odvolává text řešení příkldu neo úlohy. Příkld : Rozsvícení zhsnutí světl, funkce sledování Je poždováno, y žárovk zr_ sledovl stv kontktu vypínče vyp_, tj. y svítil při sepnutém kontktu yl zhsnutá při rozepnutém kontktu. Řešení: Zdnou úlohu řeší první ovod (větev, příčk kontktního schémtu ) progrmu z or. 6. Progrm je názorný je odoou trdičního elektrického schémtu. Spíncí kontkt symolizuje dvojice svislých čárek. Výstup je zde chápán jko cívk relé, jejímž symolem je dvojice závorek. Jméno proměnné se zpisuje nd symolem (vyp_ neo zr_). Pod symolem může ýt (le nemusí) uveden komentář k proměnné. Ověření: Zpsný progrm (v systému Mosic) se přeloží, nhrje do pměti virtuálního PLC spustí se ([2], [5]). Správné fungování progrmu se ověří tk, že se kurzor umístí n symol kontktu vypínče vyp_ kliknutím se zpne neo vypne (střídvě se mění jeho stv). Symol svítidl (žárovky) zr_ sleduje stv kontktu vypínče. Součsně se vodivá cest zviditelní zesílenou črou. Při použití reálného PLC se postupuje odoně, pouze se prcuje s fyzickým kontktem. Odoný postup je předpokládán i v dlších příkldech úlohách. Příkld 2: Opčná funkce negce, NOT Předpokládejme opčnou funkci k předchozímu příkldu svítidlo má sledovt opčnou (negovnou) funkci vypínče. Při rozepnutém kontktu má svítit, při sepnutém nikoliv. Tkovou úlohu je tře řešit, je-li npř. vypínč nmontován oráceně tuto chyu je tře nprvit v progrmu, ez použití šrouováku. Řešení : Zdnou úlohu řeší ovod 2 progrmu (or. 6). Svítidlo zr_2 je ovládáno rozpíncím kontktem vypínče vyp_. Pozor n záludnosti češtiny Češtin připouští dv více záporů v jedné větě nepltí v ní, že se dvojitá negce ruší jko v mtemtice. Záludné může ýt použití záporu v otázce, kde zápor nemusí vyjdřovt popření předmětu otázky, le spíše nejistotu. Pk le můžeme ýt n rozpcích nd význmem jkékoliv odpovědi. Zeptáme se npř.: Nezpomněl jsem před odchodem zhsnout? Jk máme le interpretovt odpověď no? Existují dvě rovnocenné logicky protikldné interpretce: Ano, nezpomněl jsi, ylo zhsnuto., le i Ano, zpomněl jsi, ylo rozsvíceno. První verze odpovědi předpokládá, že význm slov nezpomněl je myšlen ve svém prvém význmu kldnou odpovědí je potvrzován Ano, nezpomněl jsi. Druhá verze odpovědi předpokládá, že se ptáme Možná, že jsem zpomněl zhsnout, je to tk? kldná odpověď toto tušení potvrzuje. Stejně dvojznčnou interpretci nízí i opčná odpověď ne. A což když otázk přímo nízí dvojí odpověď, npř.: Mám prvdu, neo nemám? Odpovíme-li no i ne, není jisté, n kterou část otázky jsme vlstně odpověděli, odpovědí vlstně nesdělujeme žádnou informci. V nezávzném rozhovoru ovykle nedochází k vážným nedorozuměním, podle intonce hlsu lze odhdnout, jk yl otázk myšlen. Přesto lze doporučit odpovídt tk, y nevznikl omyl tedy ne jen jednoslovně no, ne, le celou větou, ze které je zřejmé, n jkou otázku vlstně odpovídáme. A smozřejmě je vhodné klást otázky tk, y nepřipouštěly dvojznčnou odpověď. Vážnější je situce v olsti práv, při formulování či interpretci zápisu, smlouvy neo při komunikci s právníky npř. při otázce Neyl jste v dnou dou n místě činu?, neo dokonce Není prvd, že jste tm v tu dou yl? je nutné velmi důkldně zvžovt význm otázky i formu odpovědi nepřesná odpověď může mít ftální důsledky. Jestliže je cílem tztele spolehlivě zjistit prvdu, měl y pokládt jednoduché otázky ez záporů. Je-li le jeho cílem co nejvíce zmást tázného neo zmlžit skutečnost, je komplikovné vyjdřování s množstvím záporů vynikjícím prostředkem, jk toho dosáhnout. Zejmén někteří politici právníci tento způso mlžení ovládjí mistrně. Zkusme npř. interpretovt (slogn úryvek z Prodné nevěsty) nic není nemožné. Zde situci komplikuje ještě zápor v přídvném jméně nemožné zápor u jmén má poněkud rozmzný význm oproti záporu u sloves je prvděpodoné, že jink y yl citát interpretován v němčině či ngličtině oproti češtině. Při koncipování progrmu je čsto tvořen příěh, sestvený jko posloupnost otázek odpovědí. Doře npsný progrm y rovněž měl připomínt srozumitelný příěh, který lze interpretovt jko řetězec otázek odpovědí. Je v zájmu progrmátor vytvořit co možná nejdříve progrm s minimem chy, který je sndno pochopitelný oprvitelný měnitelný i po delší doě. Lze proto doporučit při zdávání formulování progrmu klást prosté jednoznčné otázky (pokud možno ez záporů), n něž lze jednoznčně ez dlouhého přemýšlení odpovědět odpovědí no, ne TRUE, FALSE. Pozitivní formulce mjí význm i psychologický souvisejí s pozitivním myšlením. Lepšího efektu lze dosáhnout sugescí s vizuální předstvou jsem klidný než nejsem neklidný. Podoně je účinnější posilovt se před zkouškou ujištěním to zvládnu než to nesmím nezvládnout, popř. porženecky to nemůžu zvládnout. Nše přání touhy, le i strchy ovy mjí tendenci se nplňovt. Symol rozpíncího kontktu oshuje mezi svislými čárkmi znk lomítk. Řešení 2: Rovnocennou lterntivu předstvuje ovod 3 progrmu. Zde je použit spíncí kontkt vyp_, le výstupní cívk zr_3 je nstvován opčně k funkci kontktu nzývá se negovná cívk. Její symol oshuje mezi závorkmi znk lomítk. Logická negce Cívky zr_2 zr_3 svítí opčně ke stvu kontktu vyp_. Z hledisk logiky se tkto relizuje funkce negce (neo též inverze, záporu, popření, logického doplňku, komplementu). Výstupní proměnné zr_2 zr_3 jsou ke vstupní proměnné vyp_ ve vzthu negce. Ztímco v češtině se vzth negce ovykle vyjdřuje částicí ne neo slovním spojením není prvd, že, v ngličtině odpovídá popření částice not, proto je i vzth negce uváděn jko funkce či operátor NOT. Slovně je možné stv svítidl pro o přípdy popst výrokem: zr _2 svítí, jestliže není prvd, že je sepnut kontkt vypínče vyp_ zr _3 svítí, jestliže není prvd, že je sepnut kontkt vypínče vyp_ V jzyku strukturovného textu (ST) situci popisují logické výrzy: zr_2 := NOT vyp_; zr_3 := NOT vyp_; Upozornění Je tře upozornit n logický mteník, který souvisí s progrmováním PLC v jzyku kontktních schémt. Při trdičním řešení instlce y yl pro funkci negce použit skutečný rozpíncí kontkt, který lze získt npř. jko součást schodišťového vypínče (přepínče), jeho vývod n schémtu zpojení y yl pojmenován jko negovná proměnná. 6 AUTOMA

17 N vstupy PLC jsou všk připojovány (téměř výhrdně) spíncí kontkty mnohé ovládcí prvky ni jiné nemjí. N or. 6 (v ovodu 2) je proto uvedeno jméno vyp_, které odpovídá spíncímu kontktu skutečně přivedenému n vstup systému. Při jeho zprcování progrmem je le přečten jeho opčná (negovná) hodnot, což je grficky znázorněno lomítkem v symolu kontktu. Proto se již nepoužívá jméno negovné proměnné, npř. NOT vyp_. Podoně je v ovodu 3 cívk zr_3 nstvován n negovnou hodnotu výsledku její stv je pk již eze změny převeden n výstupní svorky. Dvojitá negce Pozornost si zslouží ovod 4 (or. 6), ve kterém negce kontktu vypínče vyp_ ovládá negovnou cívku zr_4. Je možné ověřit, že stv svítidl sleduje stv vypínče, stejně jko v příkldu. To vyjdřuje skutečnost, že popřením popřeného výroku (negcí negce) se získá původní výrok sudý počet negcí (záporů) se nvzájem ruší. Stv svítidl zr_4 lze popst složeným výrokem: zr_4 svítí, jestliže není prvd, že není sepnut kontkt vypínče vyp_. V jzyku strukturovného textu (ST) ude situce popsán logickým výrzem: zr_4 := NOT(NOT vyp_); Ten je rovnocenný výrzu: zr_4 := vyp_; Při psní progrmu je tře dát n jednoznčné vyjdřování některá úsklí jsou uveden ve vloženém rámečku Pozor n záludnosti češtiny. Příkld 3: Spíncí kontkty v sérii funkce AND Nyní je poždováno, y žárovk zr_5 svítil, jsou-li součsně sepnuty o kontkty vyp_ vyp_2. Při trdičním řešení elektroinstlce lze úlohu řešit sériovým zpojením kontktů oou vypínčů. Motivcí k zdání úlohy může ýt potře centrálně zhsnout celou místnost s více svítidly, nezávisle n stvu jejich lokálních vypínčů, neo zlokovt ktivitu některého spotřeiče (npř. při mimořádné situci). Řešení: Zdání odpovídá ovod 5 n or. 6. Je možné ověřit. Logický součin AND Podmínku pro rozsvícení žárovky z předchozího příkldu lze popst výrokem: zr_5 svítí, jestliže je sepnut kontkt vyp_ vyp_2 V ngličtině spojce odpovídá spojk nd proto se právě popsná logická závislost nzývá funkce AND neo též logický součin. AND je součsně operátorem v jzyku strukturovného textu (ST). Zde y situce yl popsán logickým výrzem: zr_5 := vyp_ AND vyp_2; Pro stejnou operci lze v jzyku ST rovnocenně použít i operátor & vytvořit druhou lterntivu zápisu: zr_5 := vyp_ & vyp_2; Litertur: [] Interntionl Stndrd IEC 3 3. Progrmmle controllers Prt 3: Progrmming Lnguges. IEC, 993. [2] KOHOUT, L.: Progrmování podle normy IEC edumt, Kutná Hor, 2. [3] Progrmování PLC podle normy IEC 63-3 v prostředí Mosic. Desáté vydání. Teco. s., Kolín, 27. [4] Zčínáme v prostředí Mosic. Teco. s., Kolín, 2. [5] ŠMEJKAL, L. MARTINÁSKOVÁ, M.: PLC utomtizce. Zákldní pojmy, úvod do progrmování. BEN technická litertur, Prh, 999. [6] ŠMEJKAL, L.: PLC utomtizce 2. Sekvenční logické systémy zákldy fuzzy logiky. BEN technická litertur, Prh, 25. [7] MARTINÁSKOVÁ, M. ŠMEJKAL, L.: Řízení progrmovtelnými utomty I, II, III (skriptum). Vydvtelství ČVUT, Prh, 998, 2, 23. [8] Knihovny pro progrmování PLC Tecomt podle IEC Teco. s., Kolín, 26. [9] Regulční knihovny pro Mosic. Teco. s., Kolín, 28. [] Knihovn RexLi pokročilé regulční lgoritmy pro Mosic. Teco. s., Kolín, 29. [] Knihovn pro modelování procesů. Teco. s., Kolín, 28. [2] Knihovn BuildingLi. Teco. s., Kolín, 28. [3] Příručk projektnt systémů Foxtrot. Teco. s., Kolín, 2. [4] Příručk projektnt systémů CFox RFox pro inteligentní elektroinstlci. Teco. s., Kolín, 2. [5] Ldislv Šmejkl Firm ELPRAMO dodává rozvděče nplněné Foxtroty pro firmu Kpsch, která je nszuje jko dohledové zřízení pro zákldnové stnice systému GSM R podél železničních koridorů nejen v České repulice. Mezi stovkmi ěžných se njde i jedn, která prcuje v ostrovním režimu je kompletně npájen ze solárních pnelů. Její vizulizce, kterou si nese Foxtrot v soě je vidět uprostřed. AUTOMA 7

18 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (6) Tento díl seriálu seznmuje nejen s progrmováním v jzyku LD, le součsně se zákldy teorie kominční logiky. Booleov lger zde není prezentován jko souor vzorců, le její prvidl vyplynou z řešení příkldů zdných úloh. Úlohy vyízejí k smosttné ktivitě je jich zde dosttek. Doporučujeme ncházet vlstní úlohy v kždodenních situcích řešit je. Je to docel zjímvá hr. V dlších částech udeme pokrčovt. Pro čtenáře, kteří již mjí zkušenosti s progrmováním PLC, udou postupně zřzován zdání komplikovnějších úloh nd rámec výkldu mimo jeho proud. Úlohy udou uváděny n cz postupně doplňovány řešením diskusí čtenářů. deklrci. Není tře se vázt n jmén, uváděná v textu tvořte svá jmén zpisujte je způsoem, který vám vyhovuje (při zchování prvidel syntxe pro identifikátory). Ztím vždy půjde o proměnné typu BOOL. Úloh 2: Relizujte progrm funkce: vystup_2 := vyp_2 AND vyp_; Prvdivostní tulk mp T.. Prvdivostní tulk funkce logického součinu (AND) Index vyp_ vyp_2 vyp_ AND vyp_2 2 3 T.. Prvdivostní mp funkce logického součinu (AND) vyp_ vyp_2 Prvdivost logických funkcí je ovyklé zpisovt v podoě prvdivostní tulky (t. ). V levé části jsou uvedeny všechny možné komince vstupních proměnných (rgumentů) logické funkce. Prvdivostní hodnoty rgumentů i funkce je zde ěžné zpisovt jko dvojkové číslice ve význmu: logická logická (log log ). Možná je i jiná symolik, npř. FALSE TRUE neo tře I. L H (nižší vyšší úroveň signálu v logickém ovodu) je to věcí dohody názornosti. Pro dv operndy má prvdivostní tulk čtyři řádky, pro tři operndy jich je osm oecně pro n operndů má 2 n řádků. Zprvidl se komince operndů vypisují jko vzestupná řd dvojkových čísel (je to názorné systemtické) v prvém sloupci operndů se střídjí hodnoty,,,,, ve sloupci vlevo komince dvojic,,,,,,, v dlším vlevo čtveřice,,,,,,,, td. Komince nul jedniček má význm pořdového čísl řádku prvdivostní tulky zpsné ve dvojkové soustvě. Čsto je uváděn jeho ekvivlent v desítkové soustvě (index) ve sloupci zcel vlevo. Má význm pořdového čísl položky (řádku tulky). Prvou část prvdivostní tulky tvoří sloupec prvdivostních hodnot popisovné funkce. Prvdivostní tulk pro funkci logického součinu AND je uveden v t.. T. 2. Prvdivostní tulk funkce logického součinu OR Index vyp_ vyp_2 vyp_ AND vyp_2 2 3 T. 2. Prvdivostní mp funkce OR vyp_ vyp_2 Pro nevelký počet operndů (dv ž čtyři) lze ve stejném význmu použít i prvdivostní mpu, což je prvdivostní tulk uspořádná do roviny do formy mtice (t. ). První polovin tulky (pro nulové hodnoty proměnné vyp_, index ) je umístěn v levém sloupci její druhá polovin (pro jedničkové hodnoty vyp_, index 2 3) je umístěn v prvém sloupci mpy. Odoně odpovídá dolní řádek ndepsný vyp_2 řádkům tulky s jedničkovou hodnotou této proměnné (index 3) horní řádek odpovídá nulovým hodnotám proměnné vyp_2 (index 2). Kždé políčko odpovídá jedné kominci operndů (stejně jko kždý řádek prvdivostní tulky) je v něm vepsán prvdivostní hodnot popisovné logické funkce. Někdy se zápis funkčních hodnot zjednodušuje vyplňují se jen políčk s jedničkovou hodnotou políčk s nulovou hodnotou se ponechjí prázdná. Úloh : Relizujte progrm v LD pro logickou funkci zpsnou výrzem vystup_: = vyp_ AND vyp_2 AND vyp_3; Nejprve v loku deklrcí gloálních proměnných doplňte nové proměnné vyp_3 vystup_, oě typu BOOL. Anlyzujte chování progrmu, popište je slovně vytvořte prvdivostní tulku. Poznámk: Mlčky předpokládáme, že jestliže se v některé úloze neo v příkldu vyskytne nová proměnná, je tře doplnit její porovnejte s chováním ovodu 5 n or. 6 (Autom /22, str. 29) pro výstup zr_5. Jsou shodné? Neo jste nšli nějkou odlišnost? Úloh 3: Relizujte logickou funkci vystup_3 := zr_5 AND vyp_3; porovnejte s vystup_. Jsou shodné? Nšli jste nějkou odlišnost? Kontrolní otázk: Proč se v příkldech mohou opkovt stejná jmén vstupních proměnných, ztímco jmén výstupních proměnných jsou vždy odlišná? Co y se stlo, kdyy yl pro různé funkce použit stejně pojmenovný výstup? Úloh 4: Anlyzujte chování ovodu 6 z or. 6. Slovně popište jeho chování, vytvořte jeho prvdivostní tulku mpu. Příkld 4: Spíncí kontkty prlelně funkce OR Nyní je poždováno, y k rozsvícení žárovky postčovlo sepnutí lespoň jednoho z kontktů vyp_ neo vyp_2 kteréhokoliv z nich neo oou. Při trdičním řešení elektroinstlce lze úlohu řešit prlelním zpojením oou kontktů. Motivcí k zdání úlohy může ýt npř. potře centrálně rozsvítit více svítidel z jednoho míst nezávisle n stvu jejich lokálních vypínčů (překlenout jejich vypnutý kontkt) neo odlokovt určitý spotřeič, nvzdory stvu jeho ovldče. Řešení: Ovod 6 z or. 6 (ve vydání Autom /22 n str. 29). Logický součet, OR Podmínku pro rozsvícení žárovky lze slovně popst výrokem: zr_6 svítí, jestliže je sepnut kontkt vyp_ neo vyp_2. Spojk neo se řekne nglicky or proto se právě popsná logická závislost nzývá funkce OR neo též logický součet. Někdy se upřesňuje, že jde o logický součet inkluzivní, protože není vyloučen součsná pltnost oou operndů n rozdíl od výlučného (exkluzivního) logického součtu XOR, které- 8 AUTOMA

19 mu ude věnován pozornost později. V jzyku strukturovného textu (ST) y yl závislost popsán logickým výrzem: zr_6 := vyp_ OR vyp_2; Prvdivostní tulk mp funkce OR je v t. 2. Úloh 5: Podoně jko v úlohách 2 3 zkontrolujte, zd záleží n pořdí operndů v logickém součtu OR (pltí komuttivní zákon). Úloh 6: Relizujte funkce: vystup_4 := vyp_ OR vyp_2 OR vyp_3; vystup_5 := zr_6 OR vyp_3; porovnejte je nvzájem n ktivním progrmu podle prvdivostní tulky pro kždou z funkcí. Úloh 7: Relizujte funkci vystup_6 := vyp_ AND (vyp_2 OR vyp_3); porovnejte ji s funkcí výstup_7 := (vyp_ AND vyp_2) OR (vyp_ AND vyp_3); Úloh 8: Relizujte funkci vystup_8 := vyp_ OR (vyp_2 AND vyp_3); porovnejte ji s funkcí vystup_9 := (vyp_ OR vyp_2) AND (vyp_ OR vyp_3); Úloh 9: V některých výrzech z úloh 7 8 jsou ndytečně použity závorky (v zájmu přehlednosti). Odstrňte je, niž yste změnili výslednou funkci. Úloh : Ověřte, že výrzy y := vyp_; y2 := vyp_ AND vyp_; y3 := vyp_ OR vyp_; dávjí shodný výsledek. Úloh : Jký výsledek dávjí výrzy y4 := vyp_ AND NOT vyp_; y5 := vyp_ OR NOT vyp_; Úloh 2: Jký výsledek dávjí výrzy y4 AND cokoliv y4 OR cokoliv y5 AND cokoliv y5 OR cokoliv (cokoliv může ýt jkákoliv proměnná typu BOOL neo jkýkoliv ooleovský výrz) Příkld 5: Rozpíncí kontkty sériově funkce NOR, ni Nyní chceme, y žárovk svítil, není-li sepnut žádný z kontktů tedy ni vyp_, ni vyp_2. To znmená, že při rozpojení oou (všech) kontktů žárovk svítí sepnutím kontktu kteréhokoliv z vypínčů (neo oou) ji zhsneme. Pro osvětlování nemá úloh velký význm, podle této zásdy se le ovykle zpojují kontkty zezpečovcích prvků. Řešení : V trdiční elektroinstlci y yl úloh řešen sériovým zpojením rozpíncích kontktů, kterému v progrmu LD odpovídá ovod č. 7. Jeho funkci lze popst výrokem: zr_7 svítí, jestliže není sepnut ni kontkt vyp_, ni vyp_2 neo logickým výrzem: zr_7 := (NOT vyp_) AND (NOT vyp_2); Řešení 2: Uvědomíme-li si, že ke zhsnutí žárovky stčí sepnutí jednoho z vypínčů vyp_ neo vyp_2, lze podmínku pro svit žárovky formulovt výrokem: zr_8 nesvítí, jestliže je sepnut kontkt vyp_ neo vyp_2, neo logickým výrzem: zr_8 := NOT (vyp_ OR vyp_2); Řešením v LD je prlelní komince kontktů (funkce OR), kterou je ovládán negovná cívk. Odpovídá mu ovod č. 8 podle or. 5c. Funkce NOR Logická závislost, podle které je ovládán žárovk zr_8, je negcí funkce logického součtu negce OR, je ovykle nzýván jko funkce NOR, někdy je oznčován jko Pierceov funkce neo funkce ni. Její prvdivostní mp je v t 3. T. 3. Prvdivostní mp funkce NOR vyp_ vyp_2 T. 4. Prvdivostní mp funkce NAND vyp_ vyp_2 Příkld 6: Rozpíncí kontkty prlelně funkce NAND Tento příkld je zde uveden především pro souvislost s postupy při vyprcovávání návrhu logických funkcí pevnou logikou. Je poždováno, y žárovk svítil, je-li lespoň jeden z kontktů vyp_ neo vyp_2 (neo o) vypnutý. Jestliže jsou o sepnuté, žárovk nesvítí. Řešení : V trdiční elektroinstlci y yl úloh řešen prlelním zpojením rozpíncích kontktů, kterému v progrmu LD odpovídá ovod č. 9. Jeho funkci lze popst výrokem: zr_9 svítí, jestliže je rozepnut kontkt vyp_ neo vyp_2, neo logickým výrzem: zr_9 := (NOT vyp_) OR (NOT vyp_2); Řešení 2: Uvědomíme-li si, že ke zhsnutí žárovky je nutné, y o z kontktů vypínčů vyp_ vyp_2 yly sepnuté, je možné podmínku pro svit žárovky formulovt výrokem: zr_ nesvítí, jestliže je sepnut kontkt vyp_ vyp_2, neo rovnocenně zr_ svítí, jestliže není prvd, že je sepnut kontkt vyp_ vyp_2, neo logickým výrzem: zr_ := NOT (vyp_ AND vyp_2); Řešením v LD je sériová komince kontktů (funkce AND), kterou je ovládán negovná cívk. Odpovídá mu ovod č. podle or. 6. Funkce NAND Při řešení pevné logiky s integrovnými ovody mlé střední hustoty integrce se čsto používly ovody typu NAND (NOT AND, negovný logický součin). Důvodem yl skutečnost, že k relizci této funkce postčovlo méně prvků ve struktuře integrovného ovodu než pro AND neo OR. Při progrmování je funkce NAND již ezvýznmná. Její prvdivostní mp je v t 4. Souvislosti mezi AND OR, Morgnovy zákony Je možné ověřit, že oě řešení příkldu 5 6 jsou rovnocenná, čkoliv souvislost mezi tk odlišnými funkcemi jko AND OR může ýt překvpující. To je podsttou Morgnových prvidel (trdičně se používá pojmenování De Morgnových zákonů). Jedno z nich ylo ověřeno n příkldu 5: NOT (vyp_ OR vyp_2) = (NOT vyp_) AND (NOT vyp_2) neo rovnocenně vyp_ OR vyp_2 = NOT ((NOT vyp_) AND (NOT vyp_2)) Druhé z Morgnových prvidel je formálně odoné, jen jsou v něm nvzájem prohozeny operátory AND OR: NOT (vyp_ AND vyp_2) = (NOT vyp_) OR (NOT vyp_2) neo rovnocenně vyp_ AND vyp_2 = NOT ((NOT vyp_) OR (NOT vyp_2)) Tto souvislost yl ověřen n příkldu 6. Ldislv Šmejkl AUTOMA 9

20 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (7) V předchozím pokrčování yli čtenáři n řešených příkldech zdných úlohách seznámeni se zákldními logickými funkcemi nepřímo i s prvidly Booleovy lgery. Součástí trdičního postupu návrhu logických systémů s pevnou logikou yl i minimlizce logických funkcí. Pro progrmování PLC le už nemá zásdní význm je jí věnován úvodní poznámk. Řešené příkldy jsou věnovány ovládání svítidel n schodištích chodách, což je vhodná zámink pro seznámení s funkcemi výlučného součtu (exklusive OR, XOR), součtu modulo 2, liché sudé prity, ekvivlence neekvivlence. Booleov lger minimlizce Lze dokázt, že jkoukoliv logickou závislost mezi dvouhodnotovými proměnnými (logickou funkci) je možné popst s použitím tří operátorů, AND, OR NOT, s využitím prvidel Booleovy lgery. Souor prvidel je uveden v kterékoliv učenici mtemtické logiky neo v učenici nvrhování logických systémů (npř. v [6]). V tomto seriálu s nimi utor neformálně seznmovl n příkldech úlohách seriál se jim dále neude věnovt. Existují i jiné lgery logiky, npř. zložené jen n operátoru NAND neo jen NOR neo n oou operátorech, popř. n operátoru XOR. Booleov lger i jiné lgery jsou hojně využívány při nvrhování pevné logiky, zejmén s integrovnými ovody, lze je využít zejmén k minimlizci logických výrzů následně struktury logických sítí, kterými jsou logické funkce relizovány. Především v éře integrovných ovodů mlé (SSI Smll Scle Integrtion) střední hustoty integrce (MSI Medium Scle Integrtion) měl minimlizce struktury logických ovodů zásdní význm (v odoí 6. ž 8. let dvcátého století). Jednodušší logické výrzy ylo možné relizovt s menším počtem integrovných ovodů, tedy i s menšími poždvky n ojem, spotřeu energie chlzení. Minimlizce tk mnohdy ovlivňovl relizovtelnost logických zřízení jejich konkurenceschopnost. Při použití progrmovtelných logických ovodů vysoké (LSI Lrge Scle Integrtion) velmi vysoké hustoty integrce (VLSI Very Lrge Scle Integrtion), zejmén při řešení logiky progrmem ztrtil minimlizce logických výrzů svůj strtegický význm. U progrmovtelných logických ovodů lze minimlizcí ovlivnit nnejvýš výěr vhodného typu ovodu, tím (do určité míry) i cenu, popř. rozměry zřízení. Při relizci logických funkcí progrmem (mikrořdiče, PC, PLC v jkémkoliv jzyce) je minimlizcí ovlivňován délk progrmu, tudíž i poždvky n pměť, do vykonání progrmu, le i rozsh přehlednost výpisu progrmu. Součsné progrmovtelné systémy mjí k dispozici dosttek pměti pro progrm i dosttečný výpočetní výkon, tk důsledná minimlizce progrmu ztrtil svou důležitost. Nproti tomu se význmným kritériem stl produktivit práce progrmátorů, především rychlost vytvoření progrmu, jeho spolehlivost minimum chy, le i jeho přehlednost, oprvitelnost, vriilnost rozšiřitelnost. Ale i produktivit progrmování souvisí se složitostí progrmů přehledností jejich zápisu. Choticky vytvořený nepřehledně zpsný progrm, plný lstních příkzů (mnohdy neúplných neo rozporných) s otížemi pochopí sám utor, zvláště s čsovým odstupem pro cizího progrmátor je mnohdy jednodušší vytvořit progrm (neo jeho část) znovu. Systemtickým zdáváním jednodušší strukturou logických výrzů se získá přehledný zápis progrmu, který lze snáze pochopit omezit riziko chy jestliže vzniknou, snáze je loklizovt odstrnit. Je zřejmé, že situce s minimlizcí logických výrzů při progrmování není jednoznčná. Ve výhodě je progrmátor, který umí používt efektivní progrmovcí jzyky metody progrmování součsně má zžitou teorii logických systémů umí lespoň zdt, zjednodušit zpřehlednit logické výrzy ve svém progrmu. Není nutná solutní minimlizce (t yl iluzí i dříve), stčí mít zžité intuitivní postupy (technický cit). Užitečná je znlost postupu od zdání funkce prvdivostní tulkou neo mpou znlost jednoduchých metod minimlizce, npř. práce s Krnughovou mpou (K-mpou), znlost zákldních prvidel Booleovy lgery při uprvování logických výrzů. K těmto dovednostem se ude seriál postupně vrcet, zejmén v části věnovné progrmování v jzyce strukturovného textu (ST). Příkld 7: Schodišťový vypínč funkce neshody, XOR, lichá prit Předpokládejme, že je poždováno řídit osvětlení schodiště progrmem PLC nhrdit trdiční dvojici schodišťových vypínčů (přepínčů) dvojicí jednoduchých vypínčů s kontkty připojenými k PLC. Tento prolém se ovykle řeší v přípdě, kdy je teprve po určité doě používání elektroinstlce zřejmé, že některá svítidl y ylo účelné ovládt ze dvou neo z více míst. Při ovládání osvětlení schodiště (neo jiného svítidl) dvěm schodišťovými vypínči jsou jejich přepíncí kontkty zpojeny proti soě. Při kždé změně stvu kteréhokoliv přepínče se změní i stv svítidl n opčný. Je jen otázk konvence (neo náhody), zd pro zhsnutí jsou o přepínče ve stejné poloze, neo v opčné důležité je, že se změnou jejich polohy se mění i stv svítidl. Řešení (se sérioprlelní komincí kontktů): Přepíncí kontkt lze povžovt z sestvu spíncího rozpíncího kontktu. Ovod n or. 7 relizuje s kontkty vyp_ Or. 7. Progrm s funkcí schodišťového vypínče (XOR) v jzyku LD vyp_2 funkci schodišťového vypínče, který rozsvítí světlo (svit_) při rozdílném stvu oou kontktů zhsne při jejich shodné poloze. Neshod (nonekvivlence) Podmínku pro osvětlení svit_ lze vyjádřit výrokem: žárovk svit_ svítí, pokud jsou stvy kontktů vyp_ vyp_2 opčné Proto je tto logická funkce čsto nzýván jko funkce neshody (nonekvivlence). Lichá prit Shodnou podmínku pro svit žárovky lze formulovt výrokem: svit_ je ktivní, pokud je sepnutý lichý počet z kontktů vyp_, vyp_2 Pro dv kontkty je lichým počtem právě jedničk (jediný kontkt), le tuto podmínku lze sndno zoecnit pro větší počet kontktů. 2 AUTOMA

21 Modulo 2, M2 Rovnocennou funkcí je součet modulo 2 (M2). Je možné si ho předstvit jko hodnotu nejnižšího itu v součtu dvou více dvojkových čísel výsledek sčítání ez přenosu. Výlučný logický součet, XOR Stv žárovky lze popst rovnocennou podmínkou: svit_ svítí, pokud je sepnutý jediný z oou kontktů vyp_, vyp_2 Někdy je tto závislost nzýván jko logická funkce právě jeden ze dvou. Rovnocenná je podmínk: svit_ svítí, pokud je sepnutý uď kontkt vyp_, neo vyp_2 (nikoliv o součsně) T. 5. Prvdivostní mp funkce XOR (liché prity, neshody) pro dv operndy vyp_ vyp_2 T. 6. Prvdivostní mp funkce sudé prity (shody) pro dv operndy vyp_ vyp_2 Jde tedy o funkci logického součtu, ve kterém je vyloučen součsná pltnost oou operndů. Proto se nzývá výlučný logický součet, nglicky Exclusive OR, zkráceně XOR. Zkrtk XOR je součsně používán jko operátor pro funkci výlučného logického součtu v progrmech. Závislost lze pk zpst logickým výrzem: svit_2 := vyp_ XOR vyp_2; Viz ovod 2 n or. 7. Všechny uvedené podmínky jsou pro ovládání světl n schodišti se dvěm kontkty rovnocenné odpovídá jim ovod n or. 7. Kontktní schém lze přepst n logický výrz (příkz v jzyku ST): svit_ := ((NOT vyp_) AND vyp_2) OR (vyp_ AND (NOT vyp_2)); Tento výrz tedy přesně určuje logickou funkci operátoru XOR s pomocí operátorů AND OR. Řešení 2 (s funkčním lokem XOR): Ovod 2 n or. 7 relizuje stejnou funkci. Je v něm použito volání stndrdní funkce XOR (liché prity), n jejíž vstupy jsou přivedeny o kontkty vyp_, vyp_2. Vnitřní popis loku symolizuje, že jde o funkci liché prity, která je pro dvě proměnné rovn funkci XOR. Příkld 8: schodišťový vypínč jiné uspořádání, funkce shody, sudá prit Nyní předpokládejme odonou situci jko v předchozím příkldu, pouze s tím rozdílem, že je poždováno, y světlo svítilo, jsou-li o vypínče shodně srovnné (o v dolní neo o v horní poloze). Jestliže jsou v opčných polohách, světlo nesvítí. Řešení (se sérioprlelní komincí kontktů): Poždvek řeší ovod 3 z or. 7. Shod, ekvivlence Podmínku pro svit žárovky svit_3 lze nyní vyjádřit výrokem: svit_3 svítí, pokud jsou stvy kontktů vyp_, vyp_2 shodné Proto je tto logická funkce čsto nzýván funkce shody (ekvivlence). Sudá prit Rovnocenná je podmínk: svit_3 svítí, pokud není sepnutý žádný z kontktů vyp_, vyp_2 neo jsou sepnuté o To je totéž jko podmínk: svit_3 svítí, pokud je sepnutý sudý počet kontktů vyp_, vyp_2 ( neo 2) Pro dv kontkty je sudým počtem (žádný kontkt) neo 2 (o kontkty). Proto je tto závislost nzýván funkce sudé prity. Všechny uvedené podmínky jsou pro dv kontkty rovnocenné odpovídá jim ovod 3 n or. 7. Ten lze přepst n logický výrz: svit_3 := ((NOT vyp_) AND (NOT vyp_2) OR (vyp_ AND vyp_2); Je možné ověřit, že žárovk svit_3 svítí opčně než žárovky svit_, svit_2. Logická podmínk pro rozsvícení svit_3 je tedy negcí podmínek pro rozsvícení svit_, svit_2. Je to přirozené při vědomí, že neshod je opkem shody lichá prit je opkem sudé. Řešení 2 (negce ovodu XOR): K řešení úlohy je možné využít výsledek předchozího příkldu, který je znegován použije se negovná výstupní cívk (ovod 4 n or. 7). Řešení 3 (negce stndrdní funkce XOR): Přehlednější výsledek se získá s voláním stndrdní funkce XOR (liché prity) pro výsledek je využit negovný výstup zpíše se do negovné cívky (ovod 5 n or. 7). Řešení 4 (negovný opernd stndrdní funkce XOR): Pro zjímvost uveďme ještě dlší rovnocenné řešení z or. 7 (ovod 6). Zde je rovněž zvoleno volání stndrdní funkce XOR (liché prity), le jko její opernd (vstupní proměnná) je použit negce vyp_; výstup pk již lze použít přímo. Rovnocenně ylo možné použít i negovný druhý vstup vyp_2. Pltí totiž vzthy neo (NOT vyp_) XOR vyp_2 = NOT(vyp_ XOR vyp_2); vyp_ XOR (NOT vyp_2) = NOT(vyp_ XOR vyp_2); O prvdivosti vzthů se lze sndno přesvědčit. Úloh 3: Vytvořte prvdivostní tulku pro funkci XOR její negci pro dv operndy. Úloh 4: Dokžte předchozí dv vzthy že negcí jednoho z operndů funkce XOR ude relizován negce výsledku. Úloh 5: Vytvořte prvdivostní tulku pro výsledek výrzu (y6) y6 := vyp_ XOR vyp_2 XOR vyp_3; Úloh 6: Zoecněte pro tři proměnné funkce právě jeden z operndů vyp_, vyp_2, vyp_3 je jedničkový, lichý počet jedničkových operndů vyp_, vyp_2, vyp_3 trojice operndů vyp_, vyp_2, vyp_3 nemjí shodné hodnoty. Vytvořte pro kždou z funkcí prvdivostní tulku. Porovnejte funkční hodnoty těchto tří funkcí s funkcí y6. Jsou shodné? Zkuste npst progrm pro všechny funkce v LD jko výrzy v ST. Úloh 7: Zoecněte pro tři proměnné funkce sudý počet jedničkových operndů vyp_, vyp_2, vyp_3 trojice operndů vyp_, vyp_2, vyp_3 mjí shodné hodnoty výrz y7 := NOT y6; Vytvořte pro kždou z funkcí prvdivostní tulku porovnejte funkční hodnoty. Jsou shodné? Zkuste npst progrm pro všechny funkce v LD jko výrzy v ST. Úloh 8: Zoecněte řešení schodišťového vypínče pro tři více proměnných. Nejprve nvrhněte řešení pro použití trdiční instlce (ez použití PLC, jen s ovyklými instlčními prvky) pk s PLC v LD ST (nejprve jen s ooleovskými operátory AND, OR NOT pk i s použitím funkce XOR). Úloh 9: Relizujte funkce y7 := y4 XOR vyp_; y8 := y7 XOR vyp_; Proměnné y4 y5 yly relizovány v úloze. Ldislv Šmejkl AUTOMA 2

22 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (8) Dosvdní část kurzu yl úvodem do progrmování PLC v jzyku LD (Ldder Digrm) formou řešených komentovných příkldů. Součsně seznmovl se zákldními funkcemi kominční logiky nepřímo i s prvidly Booleovy lgery. Je nčse opustit tento školský postup poskytnout čtenářům více příležitostí k smosttnému progrmování komplikovnějších úloh, které zde udou postupně zdávány. Smosttné tvoření je nejlepší formou učení. Je předpokládáno i smosttné vyhledání prostudování potřené teorie. N weové stránce pod nnerem Espernto progrmátorů PLC jsou uvedeny úlohy nejen z tohoto dílu seriálu. Čtenáři mohou poslt své řešení do redkce. Uvítáme i diskusi, náměty zdání dlších úloh, zejmén od učitelů škol. Mjoritní prhové funkce Témtem zdávných úloh ztím stále zůstává řešení kominčních logických funkcí. Tento díl seriálu se změřuje především n úlohy mjoritních prhových logických funkcí elementárních symetrických funkcí. Důvodem je především jejich názorný význm možnost zdávt je ez nutnosti vysvětlovt mnoho detilů. Uváděné funkce ncházejí použití i v prxi, zejmén při řešení úloh technické dignostiky zezpečovcí techniky. Příkld 9: Mjorit ze tří Prostor je jištěn trojicí senzorů požáru je poždováno, y lrm yl vyhlášen ž tehdy, když požár hlásí dv neo tři senzory (tedy většin z nich). Or. 8. K-mp pro dvě proměnné: ve čtvercovém uspořádání (vlevo) v řádkovém uspořádání (vprvo) Řešení (úplná disjunktní norm): Poždovná funkce se ovykle nzývá mjorit ze tří, většin ze tří. Ptří do skupiny hlsovcích či mjoritních funkcí. Jejich výsledek je jedničkový, je-li většin z operndů jedničková. Počet operndů mjoritní funkce proto musí ýt liché číslo. Prvdivostní K-mp (Krnughov mp) mjority ze tří je uveden n or 9. Z ní (stejně jko z prvdivostní tulky, která zde není uveden) lze přímo stnovit ooleovský výrz pro: m3 := ( & & c) OR ( & & NOT c) OR (NOT & & c) OR ( & NOT & c); V jzyku ST yl tkto získán výsledný progrm, který lze sndno převést n progrm v jzyku LD neo v jiných jzycích. Poznámk: V zájmu přehlednosti úspory prostoru v čsopise je používán symol & jko operátor logického součinu místo operátoru AND (o jsou podle normy rovnocenné). Ze stejného důvodu zde yly použity jednopísmenové identifikátory operndů,, c. V prxi je výhodnější používt delší identifikátory, ovykle s mnemonickým význmem (npř. jko zkrtky jmen signálů neo jejich význmu). V orázcích je použit ještě zkrácenější zápis výrzů, tk, jk je ovyklé v učenicích logiky: + ve význmu logického součtu OR tečk neo neuvedený symol pro logický součin AND. Úloh 2: Vytvořte progrm funkce mjority ze tří (m3) v jzyku LD. Řešení 2 (minimlizovné): Uvedené řešení je ve tvru úplné disjunktní normy (ÚDN). Je tvořeno třemi součiny, z nich kždý oshuje všechny operndy (tři proměnné). Kždé jedničkové hodnotě v prvdivostní tulce (v řádku s prvdivou hodnotou) neo v mpě (v políčku s jedničkovou hodnotou) odpovídá jeden součinový člen (minterm). Algerickými úprvmi neo s využitím K-mpy se dospěje k jednoduššímu výrzu redukovné disjunktní normě, která oshuje jen tři dvoumístné součinové členy postupně se v nich vystřídjí všechny komince dvojic ze tří operndů: m3min := & OR & c OR & c; Úloh 2: Proveďte minimlizci výrzu z řešení lgerickým postupem. Úloh 22: Proveďte minimlizci výrzu z řešení s použitím K-mpy. Úloh 23: Vytvořte progrm funkce m3min v jzyku LD. Porovnejte jeho rozsh názornost s progrmem pro původní neredukovný výrz m3. 22 AUTOMA c c c c m3 = + c + c ) c m3 = + c + c ) d).c c c c). Or. 9. K-mp pro tři proměnné s funkcí mjority ze tří (m3) e).c

23 c ) ) c c) Or. 2. Různé formáty K-mpy tří proměnných pro funkci m3 c d) c počet řádků 2 n. Proto je vhodnější používt prvdivostní mpu, která je rovinným (dvojrozměrným) útvrem. Pro stejný počet položek zírá méně řádků, npř. pro tři operndy může ýt jejich osm políček uspořádáno do odélníku se dvěm řádky čtyřmi sloupci, pro čtyři operndy může ýt šestnáct políček uspořádáno do čtverce se čtyřmi řádky čtyřmi sloupci. Rovněž grfická form je úspornější, protože odpdjí sloupce v záhlví. K-mp minimlizce V litertuře je někdy uveden Svoodov mp (S-mp, někdy též nzývná Veichtlov mp), která vznikne rozřezáním sloupce Řešení 3 (s vytknutím před závorku): Redukovný výrz lze ještě formálně uprvit vytknutím před závorku, npř.: m3zv := & ( OR c) OR & c; Úloh 24: Vytvořte progrm funkce m3zv v jzyku LD. Porovnejte jeho rozsh názornost s předchozími progrmy. Mjorit ze tří Funkci mjorit ze tří m3 lze povžovt z přechod mezi logickým součinem AND logickým součtem OR. Pltí: m3(,, ) = AND m3(,, ) = OR Její negce je někdy oznčován jko minorit ze tří pro oě pltí odo de Morgnov prvidl: NOT m3(,, c) = m3(not, NOT, NOT c) Úloh 25: Dokžte výše uvedená prvidl. Poznámk: Existuje více důvodů k použití funkce m3. V zezpečovcí technice nemusí vyhodnocovt jen senzory požáru, le i jiné senzory (i různorodé) chyových či rizikových stvů. Lze tkto vyhodnocovt i čsovou posloupnost vzorků inárních proměnných potlčit jejich šum. Tulk mp systemtické zdání V úvodu předchozí (sedmé) části seriálu yl již zmíněn význm systemtického zdání přehledné formy zápisu progrmu logických funkcí. Mnohdy je le řešitel v pokušení určit logickou funkci jen intuitivně, ovykle jko posloupnost podmíněných příkzů v jzyku ST neo jko souor frgmentů logických výrzů, které popisují poždovné chování jen z části určují výstupy pouze pro určité komince vstupů. Pro některé komince vstupů (které se rovněž mohou vyskytnout) tk nejsou přiřzeny komince výstupů. Tkto vznikjí díry v zdání. Hodnoty výstupů pro opomenuté vstupní komince pk ývjí nulové (v lepším přípdě) neo náhodné zprvidl opkují nposledy dosženou hodnotu. Tkové chyy v progrmu se otížně vyhledávjí oprvují. Proto je tře při zdávání logických funkcí postupovt systemticky uvžovt všechny komince vstupů je-li to možné počet komincí nepřesáhne únosnou mez (ěžně pro čtyři ž šest vstupních proměnných, tedy pro šestnáct ž 64 jejich komincí). Vhodným způsoem systemtického zdání je prvdivostní tulk neo mp. Může se stát, že některé komince vstupů jsou z principu nedostupné (npř. komince senzorů, jejichž stvy se vzájemně vylučují tře součsné hlášení typu nádrž je dc C D F E 8 9 B A Or. 2. K-mp funkce lespoň 2 ze 4 (p_2_4) ve čtvercovém formátu prázdná nádrž je přeplněná ). To ovšem pltí jen pro korektní funkční stv. V přípdě poruchy (npř. při chyě senzoru, vstupního ovodu PLC neo při vdném spoji) je možné cokoliv, může nstt jkákoliv komince. Proto je užitečné uvžovt i zdánlivě nesmyslné komince vstupů přiřdit jim ezpečné hodnoty výstupu neo dohodnuté hodnoty chyové funkce. Tkto lze součsně s řízením relizovt (ez ndměrného úsilí s minimálními nákldy) i technickou dignostiku. Pro výpis všech komincí operndů lze použít prvdivostní tulku. T všk může ýt neúměrně dlouhá pro n operndů je di hi inár Gry A B C D E F A B C D E F Or. 22. Kódové orzce pro pětiitový lineární solutní snímč polohy v přirozeném dvojkovém kódu (vlevo) v Gryově kódu (vprvo) prvdivostní tulky n úseky jejich sestvením do formátu odélníku neo čtverce. Zchováno je přirozené inární uspořádání operndů v záhlví řádků sloupců má formu vzestupné řdy dvojkových čísel (přirozené dvojkové soustvy). Tento seriál neude S-mpu používt. Výhodnější je K-mp (Krnughov mp). Je sice komplikovnější, le má význmnou výhodu lze ji sndno použít k úprvám minimlizci logických výrzů. Operndy v záhlví řádků sloupců jsou u K-mpy uspořádány v pořdí rostoucích hodnot Gryov kódu. Ukázk K-mpy pro dvě proměnné je n or. 8. Čtvercová K-mp v horní čás- AUTOMA 23

24 ti orázku je shodná s S-mpou. Proměnná je jedničková v řádku oznčeném pruhem popsným symolem. Proměnná je jedničková ve sloupci pod pruhem popsným symolem. Odkzovými znčkmi jsou oznčeny komince operndů pro jednotlivá políčk. V dolní části or. 8 je uveden K-mp pro dvě proměnné v řádkovém uspořádání. Opět pltí, že proměnné, jsou jedničkové pod stejnojmennými pruhy pod políčky je uveden komince operndů, která jim odpovídá. N or. 9 je K-mp pro tři operndy s logickou funkcí mjority ze tří m3. V orzci pokrytí lze loklizovt tři dvojice sousedních políček (jsou oznčeny orámováním). Ztímco kždému políčku odpovídá součinový člen se třeni operndy, odpovídá kždé orámovné dvojici součinový člen se dvěm operndy ukzují n ně odkzové znčky. Redukce výrzu vyplývá ze zákldních prvidel Booleovy lgery, npř. pro dvě políčk nd seou: ( AND AND c) OR ( AND AND NOT c) = = AND AND (c OR NOT c) = = AND AND = AND Orzce pokrytí pro tři dvojice sousedních políček jsou zkresleny n or. 9 c, d, e. Je možné je povžovt z množiny, jejichž sjednocením se získá výsledný orzec pokrytí funkce m3 sjednocení množin odpovídá operce logického součtu OR. Popsným postupem se tk dostne známý minimlizovný výrz pro m3: m3min := & OR & c OR & c; Pro úplnost je n or. 2 zorzen K-mp funkce m3 ve čtyřech možných formátech. V orámování jednotlivých políček je uveden index políčk pořdového čísl odpovídjící položky v prvdivostní tulce. N or. 2 je příkld čtvercového formátu K-mpy čtyř proměnných pro prhovou funkci lespoň 2 ze čtyř (p_2_4). Zde jsou v orámování políček uvedeny indexy ž F v šestnáctkové (hexdecimální) soustvě. K-mpu lze vytvořit pro liovolný počet proměnných, le nejvíce názorná doře použitelná je při složitosti do čtyř proměnných, rozumně použitelná je ještě ž pro šest proměnných, pk už je spíše monstrózní. Gryův kód K-mp Pro Gryův kód je typické, že jeho sousední hodnoty (sousední kódové komince) se liší právě v jedné proměnné. Proto se ovykle používá při konstrukci solutních snímčů polohy (dnes už méně čsto). N or. 22 je uveden příkld pětiitového kódového orzce pro lineární solutní snímč polohy. V levém pásu (pod ndpisem inár) je kódový orzec pro přirozenou dvojkovou soustvu, v prvém pásu (pod ndpisem Gry) je orzec v Gryově kódu. Ve sloupci s ndpisem di jsou uvedeny hodnoty indexu (pořdového čísl) kódových komincí v desítkové soustvě, pod ndpisem jsou indexy v šestnáctkové soustvě. Pro snímč v rotční vrintě stčí pás s kódovým orzcem uzvřít do kruhu neo válce. Podle Gryov kódu je uspořádáno i záhlví řádků sloupců K-mpy. Tím je zjištěno, že kterákoliv dvě sousední políčk (ve svislém i vodorovném směru) se liší právě v jedné kominci vstupních proměnných. Díky tomu lze K-mpu použít k minimlizci. Úloh 26 (převod z inárního kódu n Gryův, čtyři ity): Vytvořte progrm, který převádí čtyřmístné dvojkové číslo n čtyřmístný Gryův kód. Úloh 27 (převod z inárního kódu n Gryův, pět itů): Zoecněte řešení úlohy 26 pro pětimístný inární Gryův kód. Postupujte tk, že nejprve zoecníte grfickou podou orzců oou kódů, podle nich vytvořte prvdivostní tulku neo K-mpu z ní vytvořte logické výrzy pro jednotlivé ity. Úloh 28 (převod z inárního kódu n Gryův, pět itů): Zoecněte řešení úlohy 26 pro pětimístný inární Gryův kód. Postupujte tk, že njdete souvislosti v logických výrzech pro Gryův kód (řešení úlohy 26) ty pk zoecníte ověřte porovnáním s řešením úlohy 27 s or. 2. Úloh 29 (převod z inárního kódu n Gryův, šest itů): Zoecněte řešení úloh pro šestimístný inární Gryův kód. Úloh 3 (převod z inárního kódu n Gryův, pět více itů): Zoecněte postup řešení úlohy 28 (zoecnění vzthů pro Gryův kód) pro sedm více itů. Úloh 3 (převod z Gryov n inární kód, čtyři ž sedm itů): Anlogicky k úlohám 26 ž 3 řešte opčný převod z Gryov kódu do dvojkové soustvy. Ldislv Šmejkl Foxtrot je dnes nszován i n řízené osvětlení průmyslových hl. K tomu má širokou pletu ovldčů, stmívčů komunikčních modulů pro stndrdy DALI, DSI DMX. Firm Deák elektro jej použil v dodávce pro firmu Andritz Kufferth. 24 AUTOMA

25 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (9) Tto část seriálu je věnován hlušímu výkldu teorie kominčních logických funkcí prhovým oecným symetrickým funkcím. Ncházejí upltnění především v zezpečovcí technice. Je zde uveden jen jediný řešený příkld, zto je tu dosttek zdání úloh k řešení. Úspěšná řešení úloh zslná utorovi (smejkl.utom@ seznm.cz) mohou ýt zveřejněn n weových stránkách včetně komentářů diskuse. Prhové funkce Prhové funkce jsou zoecněním funkce mjority ze tří neo jink: funkce m3 je zvláštním přípdem prhových funkcí. Nývjí jedničkové hodnoty, jestliže je počet jejich jedničkových operndů větší neo roven prhové hodnotě (hodnotě prhu). Oecně se nzývjí lespoň k z n, zkráceně jsou oznčovány p_k_n, kde k je hodnot prhu n je počet operndů. N or. 23 jsou zorzeny K-mpy pro prhové funkce čtyř proměnných p 4, p_2_4, p_3_4, p_4_4. Funkci m3 je možné rovnocenně zpst jko p_2_3. Příkld (progrm p_2_4): Převeďte prhovou funkci lespoň dv ze čtyř (p_2_4) n minimlizovný logický výrz s využitím K-mpy. Řešení: N or. 24 ž or. 24g jsou uvedeny K-mpy dílčích funkcí, které jsou tvořeny čtveřicí sousedních políček (f ž f6). Množinovým sjednocením orzců (logickým součtem jejich výrzů dvoumístných součinových členů) se získá výsledná logická funkce f := & ; f2 := & c; f3 := & d; f4 := & c; f5 := & d; f6 := c & d; p_2_4 := f OR f2 OR f3 OR f4 OR f5 OR f6; p_2_4 := & OR & c OR & d OR & c OR & d OR c & d; AUTOMA d c c) Oecný závěr: Odoně, jko je minimlizovný výrz m3 (p_2_3) tvořen logickým součtem tří dvoumístných so učinových členů, v nichž jsou vystřídány všechny komince dvou operndů v přímém tvru (ez negce), pltí i zde, že minimlizovný výrz pro p_2_4 je tvořen logickým součtem dvoumístných součinů (zde šesti), v nichž se vystřídjí C D F E C D F E 8 9 B A 8 9 B A d c p 4 = OR d c p_2_4 ) ) C D F E C D F E 8 9 B A 8 9 B A p_3_4 d c p_4_4 = AND d) Or. 23. K-mpy všech prhových funkcí pro čtyři proměnné všechny komince dvojic operndů ez negce. Tto zásd pltí pro všechny prhové funkce s liovolným prhem pro liovolný počet operndů. Vytvoření výrzu minimální formy pro prhovou funkci je otázkou komintoriky. Úloh 32 (úplné normy): Pro kždou prhovou funkci čtyř proměnných (podle K-mp n or. 23) vytvořte úplnou disjunktní normu podle ní progrm v jzyce ST LD. Úloh 33 (minimlizovné normy): Pro kždou prhovou funkci čtyř proměnných (podle K-mp n or. 23) vytvořte minimlizovnou disjunktní normu podle ní progrm v jzyce ST LD. K minimlizci použijte K-mpu neo lgerické úprvy výrzů, nikoliv oecný závěr. Porovnejte složitost přehlednost progrmů v ST LD s progrmy z úlohy 32. Úloh 34 (vytýkání před závorku): Řešení předchozí úlohy (minimlizovné normy) uprvte vytýkáním před závorky převeďte n progrm v ST LD porovnejte jejich složitost účelnost úprv. Poznámk: Z K-mpy n or. 23 je ptrné, že prhová funkce p 4 je shodná s funkcí logického součtu OR prhová funkce p_4_4 je shodná s funkcí logického součinu AND. Tto zákonitost pltí pro liovolný počet operndů vyplývá z podstty opercí OR AND. Úloh 35 (mjorit z pěti): Relizujte progrm funkce mjorit z pěti (m5 = p_3_5) v ST LD. Úloh 36 (prhové funkce pro pět proměnných): Relizujte progrm pro osttní prhové funkce pěti proměnných v ST LD. Symetrie prhových funkcí Prvdivost prhových funkcí ( tedy i ooleovských operátorů AND OR mjoritních funkcí) nezávisí n kominci hodnot operndů, le jen n počtu jejich jedničkových hodnot jsou tedy symetrické. Npříkld pro prvdivost prhové funkce p 4 (operátor OR) stčí, y yl prvdivý jeden, dv, tři neo čtyři operndy (y počet jedničkových operndů yl číslem z množiny (, 2, 3, 4) neo rovnocenně, y ritmetický součet operndů yl nenulový, to pro liovolné komince operndů). Podoně pro prvdivost prhové funkce p_2_4 je nutné, y yly jedničkové dv, tři neo čtyři operndy y počet operndů yl číslem z množiny (2, 3, 4) neo y součet hodnot operndů yl lespoň číslem 2. Pro funkci p_3_4 odoně pltí, že jedničkové mjí ýt tři neo čtyři operndy počet operndů je číslem z množiny (3, 4) neo součet hodnot operndů je lespoň číslem 3. A pro funkci p_4_4 (operátor AND) je nutné, y yly jedničkové všechny čtyři operndy y počet operndů yl číslem z množiny (4) neo y součet hodnot operndů yl roven číslu 4. Prhové funkce počet jedničkových operndů Množin čísel, která určuje prvdivost symetrické funkce, se nzývá definiční množin. Pro úplnost uveďme, že pro jedničkovou funkci (rovnou jedné pro všechny hodnoty operndů) je definiční množin rovn (,, 2, 3, 4 všechn čísl od nuly ž do mximálního po- 25

26 C D F E C D F E 8 9 B A 8 9 B A d c p2_ = f + f2 + f3 + f4 + f5 + f6 d c f = ) ) d c c) f2 = c d c d) f3 = d 3 2 d c e) C D F E 8 9 B A f4 = c d c f5 = d f) d c f3 = c d g) Or. 24. Postup minimlizce funkce p_2_4 s použitím K-mpy čtu operndů). Tto množin je oznčován jko úplná množin. Pro nulovou funkci je definiční množin prázdná neo rovnocenně může oshovt liovolné číslo větší, než je mximální počet operndů v uváděném příkldu (5). Negovná symetrická funkce je rovněž symetrická, le její definiční množin je doplňkem definiční množiny původní funkce k úplné množině. Negce prhové funkce p 4 (negce operátoru OR, operátor NOR) je prvdivá, jestliže žádný z operndů není jedničkový s definiční množinou (). Odoně pltí, že funkci NOT(p_2_4) je přiřzen definiční množin (, ), funkci NO- T(p_3_4) definiční množin (,, 2). Funkci NOT(p_4_4), tedy negovnému operátoru AND (NAND), přísluší definiční množin (,, 2, 3) je prvdivá, jestliže nejsou všechny operndy jedničkové lespoň jeden je nulový. Je zřejmé, že negce nulové funkce je jedničková funkce nopk. Ze symetrické podstty prhových funkcí vyplývá možnost jejich netrdiční relizce. Spočívá v tom, že se spočtou jedničkové operndy (neo ritmeticky sečtou jejich hodnoty) toto číslo se porovná s čísly definiční množiny. Pro prhové funkce stčí relizovt nerovnosti: p 4 (OR): počet neo počet >, p_2_4: počet 2 neo počet >, p_3_4: počet 3 neo počet > 2, p_4_4 (AND): počet = 4 neo počet > 3, pro jejich negce: NOT(p 4), NOR: počet < neo počet, NOT(p_2_4): počet < 2 neo počet, NOT(p_3_4): počet < 3 neo počet 2, NOT(p_4_4), NAND: počet <> 4 neo počet 3. c d c ) C D F E 8 9 B A c) 2 3 ) Or. 25. K-mpy funkce výlučného součtu ( lespoň z n ) pro dv, tři čtyři operndy Úloh 37 (negce prhových funkcí pro čtyři proměnné): Vytvořte K-mpu pro negovné prhové funkce čtyř proměnných, NOT p 4 (NOR), NOT p_2_4, NOT p_3_4, NOT p_4_4 (NAND), relizujte progrm podle jejich minimlizovné formy v jzycích ST LD. Úloh 38 (de Morgnov prvidl): Porovnejte K-mpy neo logické výrzy prhových funkcí pro čtyři proměnné s jejich negcemi njděte mezi nimi souvislosti odoné de Morgnovým prvidlům. Úloh 39 (spočtení jedničkových operndů funkce): Vytvořte progrm ve ST, který spočte jedničkové ity ze souoru osmi (popř. 6 neo 32 operndů). V první verzi jej relizujte jko uživtelskou funkci, jejímž vstupním prmetrem je proměnná typu BYTE (popř. WORD, DWORD), jejíž kždý z osmi (popř. 6, 32) itů je jedním z operndů výstupem je pk proměnná typu USINT, která oshuje číslo v rozshu ž 8 (popř. ž 6 neo ž 32) ve význmu počtu jedničkových itů (ritmetickému součtu hodnot ooleovských operndů). Úloh 4 (spočtení jedničkových operndů funkční lok): Vytvořte progrm v ST, který průěžně počítá jedničkové ity. Ve druhé verzi jej relizujte jko funkční lok se dvěm vstupními prmetry. První je proměnná typu BOOL ve význmu jednoho ze souoru operndů, jejíž inární hodnot se přičte k výsledku. Druhá je rovněž proměnná typu BOOL slouží k počátečnímu vynulování výsledku (reset) jeho účinek má přednost před vstupem pro opernd. Výstupním prmetrem je postupně nstřádný součet (počet operndů). Zvžte možnost vytvořit originální funkční lok neo k jeho relizci využít stndrdní funkční lok čítče CTU. Úloh 4 (výpočet hodnot prhových funkcí): S využitím výsledku předchozích úloh 39 4 relizujte progrm, který vyčíslí hodnotu prhových funkcí čtyř proměnných jejich negcí. Odoně relizujte 26 AUTOMA

27 2 3 ) c Or. 26. K-mpy funkce neshody pro dv, tři čtyři operndy 2 3 ) c ) ) d c C D F E 8 9 B A Or. 27. K-mpy funkce liché prity (součtu modulo 2) pro dv, tři čtyři operndy d c c) C D F E 8 9 B A c) je používán jko inární operátor (spojující dvě proměnné) v logických výrzech. Pro funkci výlučného počtu pro tři více proměnných se symol XOR nepoužívá. Elementární symetrické funkce lze pro oecný přípd formulovt jko právě k z n ope - rndů je jedničkových udou oznčovány s_k_n. Pro čtyři operndy existují čtyři elementární symetrické funkce: právě jeden ze čtyř (s 4, výlučný součet) s definiční množinou (), právě dv ze čtyř (s_2_4) s definiční množinou (2), právě tři ze čtyř (s_3_4) s definiční množinou (3) právě čtyři ze čtyř (s_4_4 = p_4_4, AND) s definiční množinou (4) or. 28. Liovolnou symetrickou funkci lze relizovt jko logický součet OR vhodných elementárních symetrických funkcí. Npříkld pro prhové funkce čtyř proměnných pltí: p 4 = s 4 OR s_2_4 OR s_3_4 OR s_4_4, p_2_4 = s_2_4 OR s_3_4 OR s_4_4, p_3_4 = s_3_4 OR s_4_4, p_4_4 = s_4_4, pro funkci liché prity pltí: PO = s n OR s_3_n OR s_5_n OR 7_n OR Úloh 42 (výrzy pro oecné symetrické funkce): Podle K-mp n or. 26 ž or. 28 vytvořte logické výrzy progrm v ST prhové funkce jejich negce pro větší počet operndů. Poznámk: S použitím prhových funkcí lze relizovt liovolné logické funkce, podoně jko s ooleovskými operátory AND, OR NOT neo s operátory NAND NOR. Byl zprcován ucelená teorie relizce sítí prhových ovodů, které yly předorzem součsných umělých neuronových sítí. Oecné symetrické funkce Existuje mnoho typů dlších symetrických funkcí, z nichž některé se upltňují v prxi. Uveďme jen několik příkldů. Mezi ně ptří funkce výlučného součtu XOR. Ovykle se uvádí, že je shodná s funkcí nonekvivlence (neshody), s funkcí liché prity součtu modulo 2 (m2). To le pltí jen pro dv operndy. Pro tři více operndů již jde o odlišné funkce pouze funkce liché prity součtu modulo 2 jsou shodné pro liovolný počet operndů. Funkce výlučného součtu (Exklusive OR, XOR) je popsán formulí uď je prvdivý opernd, neo opernd, nikoliv o součsně. Prvdivý může ýt jen jediný z operndů funkci lze rovněž popst jko právě jeden z operndů,. Pro oecný počet operndů n se oznčuje jko s n. N or. 25 jsou uvedeny K-mpy pro tuto funkci se dvěm, třemi čtyřmi operndy (s 2, s 3, s 4). Definiční množinou funkce s n je (). Funkce neshody (nonekvivlence) je pro dv operndy definován formulí, mjí AUTOMA odlišné hodnoty neo není prvd, že, jsou shodné. Formuli lze zoecnit pro liovolný počet operndů (or. 26) její definiční množinou pro dv operndy je (, 2), pro tři operndy (, 3), pro čtyři operndy (, 4), pro n operndů (, n). Funkce liché prity (prity Odd, PO) je jedničková pro lichý počet operndů (, 3, 5, 7, ). Stejná je i její definiční množin. Je definován logickým výrzem PO := XOR XOR c XOR d, Její K-mpy pro dvě ž čtyři proměnné jsou n or. 27. Pro funkci liché prity je chrkteristický šchovnicový tvr pokrytí K-mpy. Její negcí je funkce sudé prity (Prity Even, PE) s definiční množinou (, 2, 4, 6, ). Funkce součtu modulo 2, (mod2, m2) je definován jko nejnižší it součtu dvojkových čísel (se znedáním přenosu). Je shodná s funkcí liché prity (or. 27). Poznámk: Symol XOR je definován jko funkce výlučného součtu dvou proměnných C D F E C D F E 8 9 B A 8 9 B A d c s 4 = XOR d c s_2_4 ) ) d c c) C D F E C D F E 8 9 B A 8 9 B A s_3_4 d c s_4_4 = AND d) Or. 28. K-mpy funkce elementárních symetrických funkcí pro čtyři operndy LD. Pokuste se o minimlizci logických výrzů. Úloh 43 (oecné symetrické funkce): Stejné funkce relizujte progrmem v ST s využitím součtu jedničkových operndů. Ldislv Šmejkl 27

28 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 () V předchozích částech totoho seriálu yl výkld změřen n logické funkce, jejichž výstup yl jednoznčně určen okmžitými hodnotmi jejich operndů jejich ktuální komincí. Logické funkce s touto vlstností se nzývjí kominční logické funkce. V prxi se lze le čstěji setkt s logickými funkcemi, které n shodné komince vstupů mohou regovt různě, podle ktuálního stvu, v závislosti n čse n předchozí posloupnosti (sekvenci) hodnot vstupů. Tto skupin logických funkcí se souhrnně nzývá sekvenční logické funkce. Sekvenční logické funkce v řízení udov Se sekvenčními funkcemi se lze čsto setkt v technice udov, nejčstěji při řešení čsových závislostí, při osluze mžikových ovládcích prvků neo krátkodoých senzorů. Komplikovnější funkce jsou potřené pro řízení složitějších mechnismů, mříží, vrt, žluzií, mrkýz, le i pro simulci život v prázdném domě. Tlčítk s nestálými polohmi senzory PIR Při řešení chytré elektroinstlce se jen výjimečně používjí trdiční vypínče neo přepínče se stilními polohmi, které yly dosud rány v potz. Téměř výhrdně se zde používjí ovládcí prvky (vypínče) s krátkodoým (mžikovým) sepnutím kontktu, které se po uvolnění stisku vrcejí do klidové polohy, v níž není žádný kontkt sepnut. Dodvtelé prvků pro inteligentní instlci nízejí mnoho typů tkovýchto ovládcích prvků v různém provedení (npř. s jedním, dvěm neo čtyřmi hmtníky). Jednotlivé prvky jsou čsto v podoě tlčítek s jednou ktivní polohou (ovykle horní), kde druhá poloh je klidová, ez spíncí funkce. Tlčítk ývjí ovykle s kolíkovými hmtníky. Mohou le ýt odoou jednoduché klávesnice, npř. se čtvercovými neo odélníkovými hmtníky, mticově uspořádnými. Mnohdy jsou používány ovládcí prvky s kolékovými hmtníky, z nichž kždý má dvě ktivní polohy (horní dolní), v kždé je spínán oddělený kontkt. Klidová poloh je uprostřed mezi nimi. Někdy jsou doplněny signálky LED nezávisle ovládné z PLC. Tyto ovládcí prvky udou uvžovány v prvních příkldech. Kždé tkové tlčítko předává do PLC dv dvouhodnotové vstupy (pro horní pro dolní polohu) přijímá jeden dvouhodnotový výstup pro ovládání signálky LED. Dvojnásonému prvku odpovídjí čtyři inární vstupy dv inární výstupy, pro čtyřnásoný prvek to je osm inárních vstupů čtyři inární výstupy. Sepnutí kontktu pro kteroukoliv polohu je tedy krátkodoou (většinou mžikovou) událostí. Progrm osluhy těchto ovládcích prvků je sice logicky komplikovnější než u trdičních vypínčů se stálými polohmi (dlouhodoě sepnutými kontkty), le progrmátor má více možností, jk je uprvit. Jedním tlčítkem lze předt více informcí npř. rozlišením ojedinělého opkovného stisku ( dvojitého kliknutí ), krátkého neo dlouhého stisku, popř. jejich komince posloupnosti. Tvořivosti se meze nekldou, zrytý telegrfist může npř. svou domácnost ovládt povely zpsnými v Morseově ecedě. Možné je leccos, důležitá je le především Or. 29. Řešení pměťové funkce RS SR v jzyku LD názorná, přívětivá spolehlivá osluh, y dům svou přílišnou inteligencí nestresovl své oyvtele neo jejich hosty. Déletrvjící, le rovněž krátkodoé ývá i sepnutí kontktu infrčerveného senzoru pohyu PIR. Mylně je povžován z senzor přítomnosti osoy, ve skutečnosti je le senzorem pohyu osoy. Osou zregistruje, jen když je v zorném poli snímče; kdyy se zde le oso n čs zstvil, přestne ji po určité doě registrovt, dokud se opět nepohne. Příkld : pměť tlčítk Je poždováno stiskem tlčítk do horní ktivní polohy rozsvítit světlo, které má svítit do doy, než ude totéž tlčítko stisknuto do opčné (dolní) ktivní polohy. Řešení : zpětnovzení zpojení kontktů (smodržný kontkt) N or. 29 (ovod ) je kontktní schém možného řešení zpsné v jzyku LD. Tento postup je ovyklý v reléové technice, 28 AUTOMA

29 kde je většinou oznčováno jko relé se smodržným kontktem s přednostním zápisem. Pro popisovné zdání je rovnocenné i řešení oznčené jko ovod 2. Rozdílnost oou vrint y se projevil, pokud y yly součsně tisknuty o kontkty vyp_h vyp_d, což mechnický vypínč neumožňuje. V tom přípdě y podle prvního řešení yl žárovk vypnutá, ztímco podle druhého řešení y svítil. Proto se první zpojení nzývá pměťový ovod s přednostním mzáním (nulováním) neo podle normy istilní prvek (klopný ovod) s dominntním mzáním (vypnutím). Druhé řešení se nzývá pměťový ovod s přednostním zápisem (nstvením) neo podle normy istilní prvek (klopný ovod) s dominntním nstvením (sepnutím). Poznámk: Bude-li progrm lděn v systému Mosic pro virtuální PLC, dvojitým poklepáním n levé tlčítko myši ude změněn stv dvouhodnotové proměnné (typu BOOL) pod kurzorem n opčný. Tkto je možné nstvit liovolné hodnoty proměnných vyp_h vyp_d, tedy i oě jedničkové (prvdivé, s hodnotou TRUE). V tomto režimu ldění je tře více pozornosti, protože se prcuje s oecnějšími prvky, než jsou uvžovné mžikové spínče. To pltí i pro ldění dlších příkldů zdných úloh. Zpětná vz Všimněme si, že v oou přípdech se výstupní proměnná zr neo zr2 vyskytuje i mezi kontkty vstupních proměnných vyp_h vyp_d. Je tk relizován zpětná vz z výstupu logického ovodu n jeho vstup. T je podsttou pměťového chování. Oy typy pměťového ovodu je možné v jzyku ST popst logickými výrzy: zr := (zr OR vyp_h) AND NOT vyp_d ; zr2 := (zr2 AND NOT vyp_d) OR vyp_h ; V prvním výrzu se výstupní proměnná zr vyskytuje n oou strnách rovnítk. Ve skutečnosti nejde o identickou proměnnou symol zr sice oznčuje stejné místo v pměti, le hodnoty se liší čsovou ktuálností. Výskyt symolu n prvé strně výrzu oznčuje hodnotu proměnné, která ude použit pro vyčíslení výrzu, ztímco stejný symol n prvé strně oznčuje právě vyčíslenou hodnotu, která ude n oznčené pměťové místo uložen. Fkticky je příkzem relizován rovnost: zr k = (zr k- OR vyp_h) AND NOT vyp_d, kde zr k- oznčuje hodnotu proměnné zr před vyčíslením příkzu, zr k oznčuje její nově vyčíslenou hodnotu. Podoně druhý příkz vyjdřuje rovnost: zr2 k := (zr2 k- AND NOT vyp_d) OR vyp_h Zpětnými vzmi lze relizovt i podsttně složitější sekvenční logické funkce. Pk se mluví o relizci synchronních logických ovodů. Tento přístup má mnoho nevýhod v prxi se již nevyužívá. Řešení se zmodržnými kontkty je zde uvedeno jen proto, y yl tto skutečnost ojsněn. Dále uváděná řešení jsou formálně jednodušší k relizci sekvenčních funkcí používjí stndrdní prefrikáty kontkty cívky se specilizovnými funkcemi neo funkční loky sekvenčního chrkteru. Při ližším zkoumání je le možné zjistit, že i tyto prefrikáty jsou vnitřně relizovány s využitím zpětných vze. Řešení 2: využití cívek Set Reset Pměťovou funkci s dominntním mzáním (vypnutím) podle ovodu z or. 29 lze rovnocenně relizovt dvojicí ovodů 3 4. Využívjí pměťové chování výstupních cívek typu Set (cívk s vepsným symolem S) Reset (cívk s vepsným symolem R). Řešení je formálně jednodušší přehlednější. Odoně je pměťová funkce s dominntním nstvením (sepnutím) podle ovodu 2 relizovná dvojicí ovodů 5 6. Oě řešení se liší jen pořdím větví s pměťovými výstupními cívkmi. V přípdě sporu, kdy se vyskytnou součsně poždvky n zpnutí vypnutí, pltí, že poslední pměťová funkce v progrmu (ve schémtu) je převžující ( poslední má prvdu ). Výstupní cívky Set Reset Nově se zde ojevuje důležitý prvek jzyk LD pměťové výstupní cívky typu Set Reset. Oě mění stv své výstupní proměnné, jen jestliže k nim zlev přichází prvdivý signál sepnuto. V tom přípdě cívk Set nstvuje svůj výstup n hodnotu prvd (TRUE, sepnuto), ztímco cívk Reset svůj výstup nstvuje n hodnotu neprvd (FAL- SE, rozepnuto). V opčném přípdě (pokud k cívkám přichází neprvdivý signál rozepnuto) nemění cívky stv své proměnné pmtují si nposledy nstvenou hodnotu. Řešení 3: využití stndrdních funkčních loků RS SR Funkčně rovnocenná řešení nízejí i ovody 7 8 z or. 29. Používjí stndrdní funkční lok z knihovny STDLIB, který relizuje funkci istilního pměťového prvku (klopného ovodu) typu RS s dominntním mzáním (vypnutím) neo SR s dominntním nstvením (sepnutím). Funkční loky RS SR Knihovn stndrdních funkčních loků je popsán v příručce [2]. Typ funkčního loku (RS, SR) je uveden uvnitř znčky nhoře, jméno jeho ktuálního použití (instnce) je uvedeno nd znčkou (zpis, zpis2). Vstupy funkčního loku (S, R, R, S) jsou uvedeny uvnitř u levého okrje znčky R S jsou vstupy pro dominntní mzání dominntní nstvení. Výstup (stv pměťového ovodu) je oznčen jko Q uvnitř u prvého okrje znčky. Úloh 44: Skupin tlčítek Předpokládejme skupinový vypínč se čtyřmi mžikovými tlčítky, která fungují stejně jko v předchozím příkldu. První tři vypínče zlev jsou určeny k individuálnímu ovládání svítidel v místnosti (npř. orientční, intenzivní svítidlo u křesl). Stiskem do horní polohy se svítidlo ktivuje, stiskem do dolní polohy se zhsne. Prvý vypínč ovládá celou skupinu svítidel nráz stiskem do horní polohy se všechn svítidl ktivují, stiskem do dolní polohy se všechn vypnou. Relizujte progrm v LD pro popsnou osluhu svítidel. Úloh 45: Schodišťový vypínč náhrd trdičního řešení Předpokládejme, že n kždém konci schodiště jsou umístěny jednoduché mžikové spínče. Vytvořte progrm v LD, který je vyhodnotí jko schodišťové vypínče. Ldislv Šmejkl N řízení těžního stroje n dole Stříč nsdil firm INCO Tecomt TC7. AUTOMA 29

30 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 () V tomto pokrčování ude popsáno, jk se jednocestným větvením progrmu podmíněnými příkzy IF THEN vytváří pměťové chování progrmu. Ne vždy je to le výsledkem uživtelovy vědomé ktivity, čsto je důsledkem jeho nepozornosti, opomenutí nesystemtického postupu. Dále je zde popsán pměťová funkce (progrmová nlogie klopného ovodu) typu T. Bude vysvětleno, jk se tto funkce používá při ovládání svítidl jediným kontktem při řešení schodišťových spínčů. Set, Reset rizik podmíněných příkzů q Set x = Set ) c) x q : = V příkldu (Autom 7/22 n str ) yly uvedeny různé způsoy řešení pměťové funkce (klopného ovodu) typu Set Reset (funkční loky SR RS). První vrintou řešení ylo využití zpětné vzy v grfické i textové verzi progrmu PLC. Toto řešení ylo ovyklé při použití relé stykčů pro konstrukci řídicích systémů s pevnou logikou. Zde ylo ovykle oznčováno jko relé se smodržným kontktem ve verzi s dominntním zápisem neo s dominntním mzáním. Postup spočívá v rozloženém řešení s viditelnou zpětnou vzou ptří k nejjednodušším přípdům synchronních logických ovodů. Lze jej použít i v progrmu PLC nejenom v jzyku LD, le i v FBD v textových jzycích. Není výhodný je málo přehledný. q Res x = Res ) x q : = Or. 3. Činnost pměťových funkcí Set (, c) Res (, d) zorzená v podoě K-mpy (, ) vývojového digrmu (c, d) d) Třetí vrint řešení využívá stndrdní funkční lok RS neo SR. Má rovněž svou nlogii při řešení pevné logiky tentokrát n ázi integrovných ovodů. Funkční loky SR, RS modelují činnost nejrozšířenějších pměťových členů (klopných ovodů). Postup s voláním funkčních loků je výhodný i při progrmování PLC v jkémkoliv z jzyků. Nyní se pozstvme u druhého způsou relizce s využitím výstupních cívek s pměťovou funkcí typu S (Set) R (Reset). Stejnojmenné shodně fungující instrukce nízí i textový jzyk mnemokódů (IL, Instruction List). Činnost instrukcí S (Set) R (Reset) je zorzen n or. 3. Oě jsou ktivní, jestliže je jejich vstupní proměnná (zde oznčená jko x) prvdivá rovn logické jedničce (nývá hodnotu TRUE). V tom přípdě instrukce Set nstvuje výstup pměťového ovodu q n jedničku, ztímco instrukce Reset jej nuluje. Při nulové (FALSE) hodnotě vstupní proměnné x se hodnot výstupu nemění zchovává si posledně dosženou hodnotu pmtuje si ji. Prvdivostní mpy oou funkcí jsou n or. 3,. Odpovídjí jim logické výrzy, které lze v jzyce ST zpst: Set: q := q OR x; Reset: q := q AND NOT x; V oou přípdech je opět relizován zpětná vz (proměnná q se vyskytuje n oou strnách výrzu). Z prvního výrzu vyplývá, že funkce Set je logickým součtem OR původního výstupu q vstupu x. Lze ji interpretovl jko přičtení OR hodnoty vstupu x k dosud zpmtovné hodnotě q. Toto přičtení je možné relizovt vícekrát z různých míst progrmu s různými operndy. Funkce Set Reset lze rovnocenně interpretovt jko příkzy podmíněného zápisu v jzyku ST je lze zpst: Set: Reset: Or. 3. Různé způsoy relizce pměťové funkce (klopného ovodu) typu T v jzyce LD IF x = true THEN q := true; IF x = true THEN q := flse; Pro názornost jsou n or. 3c, d o podmíněné příkzy ještě zorzeny grficky jko konstrukce vývojového digrmu. Je užitečné si uvědomit, že jednocestným větvením progrmu jednoduchými podmíněnými příkzy typu IF THEN (v progrmech ovykle ndužívnými) jsou vždy relizovány pměťové funkce. Při splnění podmínky příkzu se provádí předepsná kce, ztímco při jejím nesplnění se neprovádí nic v pměti zůstává posledně dosžený stv. V přípdě instrukcí Set Reset se tk děje vědomě záměrně. Při nepozorném nesystemtickém psní progrmu hrozí riziko, že pměťové chování progrmu uživtel způsoí nevědomky. Nechtěně tk vytvoří chyu v progrmu, která se mnohdy projevuje zdánlivě nhodilým způsoem velmi otížně se detekuje odstrňuje. Příkld 2: Ovládání jedním kontktem detekce náěžné hrny klopný ovod T Je poždováno, y svítidlo ylo ovládáno jediným kontktem mžikového tlčítk. Ovykle je tkto využíváno tlčítko s jednou nestálou polohou (jko tlčítko zvonku), může ýt použit jeden z kontktů tlčítk se dvěm nestilními polohmi (ovykle kontkt od horní polohy). Předpokládá se, že zhsnuté svítidlo se prvním stiskem rozsvítí, druhým zhsne, třetím opět rozsvítí td. Kždým stiskem 3 AUTOMA

31 tlčítko tl tl_m neh sestup čs čs čs čs čs jejich hodnoty jsou dostupné jen v ktivním progrmovém cyklu. Proměnná neh nývá jedničkovou hodnotu jen v jediném výpočetním cyklu, ve kterém yl vyčíslen, v dlším výpočetním cyklu je opět nulová. Proměnná svit je do příchodu nejližšího impulzu neh nulová, s jeho jedničkovou hodnotou se překlopí do jedničky s dlším impulzem neh se zse překlopí do nuly td. Pro úplnost je n or. 32 ještě uveden impulzní proměnná sestup, jko impulz od sestupné hrny. Pro ovládání klopného ovodu svit není využíván. Impulz od sestupné hrny je odoně určen progrmem svit čs sestup := tl_m AND NOT tl; tl_m := tl; Or. 32. Princip generování impulzu od náěžné sestupné hrny se tedy stv svítidl změní n opčný. Mlčky se předpokládá, že stv svítidl se změní v okmžiku stisku tlčítk (nikoliv při jeho uvolnění). Řešení : Princip Příkld je řešen ve dvou fázích. Nejdříve je tře vyhodnotit jednorázovou událost rozpoznt okmžik, kdy je právě stisknuto tlčítko (počátek sepnutí kontktu tlčítk). Říká se, že je vyhodnocován náěžná hrn vstupní proměnné okmžik, kdy se její hodnot mění z nuly n jedničku. Výsledkem je krátký impulz s hodnotou, který trvá právě dou jednoho cyklu (oěhu) progrmu, tzv. impulzní proměnná neh. N or. 3 ji relizují ovody 9. Ve druhé fázi je tře změnit hodnotu pměťové funkce n opčnou. N or. 3 to dělá ovod s využitím funkce XOR podle výrzu: svit := neh XOR svit; Operátor XOR je zde využíván jko řízený sledovč invertor (ovod n or. 3). Pltí, že XOR svit = NOT svit, XOR svit = svit. Je-li proměnná neh nulová (není vyhodnocen náěžná hrn), nemění se ni stv proměnné svit (svit := svit). Jestliže je proměnná neh jedničková (v okmžiku náěžné hrny), změní se hodnot proměnné svit n opčnou (svit := NOT svit). Rovnocenně lze použít podmíněný příkz: IF neh = true THEN svit := NOT svit; Následně je relizován dlší typ pměťové funkce, která se při relizci pevnou logikou s integrovnými ovody nzývá klopný ovod typu T. Poznámk: I při relizci pměťové funkce (klopného ovodu) typu T se lze setkt se zpětnou vzou neo s podmíněným příkzem IF THEN. Impulz náěžné sestupné hrny Náěžná hrn je vyhodnocován prvními ovody (9 ) n or. 3 je určen logickým výrzem: neh := (NOT tl_m) AND tl; který vyjdřuje skutečnost, že minulý vzorek tl_m vstupní proměnné tl je nulový její součsný vzorek tl je jedničkový právě nstl změn z nulové n jedničkovou hodnotu. Ve všech osttních situcích (setrvlá nul, setrvlá jedničk, sestupná hrn ) je výstup nulový, impulz není generován. N závěr je ještě tře se postrt o ktulizci proměnné tl_m příkzem tl_m := tl; který vyjdřuje prostou skutečnost, že součsná hodnot vzorku proměnné kontkt ude v příštím progrmovém cyklu již minulostí, tedy tl_m. Situce je ilustrován čsovým průěhem jednotlivých signálů n or. 32. Jko tlčítko je zde pojmenován signál kontktu tlčítk, který je vstupem PLC je spojitý v čse. Proměnná tl je její orz v prostoru proměnných progrmu PLC tl_m je stejná proměnná zpožděná o jeden výpočetní krok (minulý vzorek proměnné tl). Proměnné tl tl_m jsou nespojité (diskrétní) v čse Někdy je tře vyhodnotit okmžiky kždé změny dvouhodnotové proměnné, tedy souhrnné okmžiky náěžných sestupných hrn. Lze odděleně vyhodnotit impulz od náěžné impulz od sestupné hrny pk je logicky sečíst. V tomto přípdě je možné rovnocenně použít operátor OR (inkluzivní součet) neo XOR (výlučný součet) npř. pro OR: neh := (NOT tl_m) AND tl; sestup := tl_m AND NOT tl; zmen := neh OR sestup; tl_m := tl; neo rovnocenně: Or. 33. Možnosti řešení schodišťového spínče s využitím pměťové funkce T zmen := (NOT tl_m) AND tl OR tl_m AND NOT tl; tl_m := tl; Je-li zřejmé, že logický výrz je definicí operátoru výlučného logického součinu XOR, řešení je možné zpst ve tvru: zmen := tl_m XOR tl; tl_m := tl; Odpovídá to ovyklé interpretci operátoru XOR, který je čsto využíván jko operátor neshody zde odlišnosti oou vzorků. Úloh 46: Co nás oprvňuje k tomu, ychom ke spojení impulzů od náěžné sestupné hrny použili operátor OR XOR? Bylo y toto řešení oprávněné i pro součsný výskyt impulzu náěžné sestupné hrny? Může tková situce reálně nstt? Řešení 2: S funkčním lokem R_TRIG Rovnocenné řešení je uvedeno n or. 3 jko ovod 2. Impulz náěžné hrny je zde generován stndrdním funkčním lokem R_TRIG z knihovny STDLIB. Jeho funkce je rovnocenná způsou generování impulzu, který yl popsný v řešení. Nvíc má jednu příznivou vlstnost funkční lok AUTOMA 3

32 R_TRIG lze v progrmu použít vícekrát pro stejnou proměnnou (ztímco v prvním řešení y ylo nutné ho pro pměť minulého vzorku pokždé znovu specifikovt s jiným jménem). V knihovně STDLIB lze nlézt odoný funkční lok F_TRIG, který generuje impulz od sestupné hrny. Řešení 3: S impulzním kontktem Ovod 3 n or. 3 relizuje stejnou funkci s využitím impulzního kontktu, který utomticky generuje impulz od náěžné hrny. Ve schémtu je oznčen symolem kontktu s vepsným znkem P (- P -). Odoně lze použít impulzní tlčítko, které generuje impulz od sestupné hrny ten y měl vepsný znk N (- N -). Řešení 4: S pmětí S R Pro úplnost ještě uveďme poněkud netrdiční řešení, popsné ovody 4 5 n or. 3. Slovně je lze popst tkto: pokud je vyhodnocen náěžná hrn tlc_3 pměť signálky svit_3 je nstven do jedné, pk smž pomocnou pměť pm_3 (cívkou R). Pokud při náěžné hrně tlc_3 je pměť signálky svit_3 nulová, pk nstv pomocnou pměť pm_3 do jedné (cívkou S) v závěru pk okopíruj stv pomocné pměti pm_3 do pměti signálky svit_3. Tímto postupem je opět při náěžné hrně měněn stv svítidl n opčný, jen jinými prostředky. Úloh 47: Proč je v posledním řešení nutné používt pomocnou pměť pm_3? Bylo y možné použít jednodušší řešení prcovt přímo s pmětí žárovky svit_3? Úloh 48: Vytvořte uživtelský funkční lok, který relizuje klopný ovod T, včetně vyhodnocení náěžné hrny. Zjednodušte s jeho použitím řešení předchozího příkldu. Příkld 3: Schodišťový spínč s impulzním ovládáním Zdání příkldu 2 lze zoecnit pro dv více vstupů tk, y se vždy v okmžiku stisku (s náěžnou hrnou) kteréhokoliv z tlčítek změnil stv svítidl. Získá se tk opět funkce schodišťového vypínče, tentokrát s využitím pměťové funkce typu T. Proztím uvžujme dvě tlčítk (ovldč osvětlení n jednoduchém schodišti). tlc_4 tlc_5 tlc_4 OR tlc_5 neh_or svit_5 tlc_6 neh_6 tlc_7 neh_7 svit_6 ) ) Or. 34. Dv způsoy spojení dvou vstupních proměnných možnost ztráty impulzu náěžné hrny při jejich logickém součtu OR Řešení : Náhrd trdičních tlčítek S využitím pměťové funkce (klopného ovodu) SR neo RS se z tlčítek s nestálou polohou vytvoří progrmová nlogie tlčítek se stálými polohmi (viz příkld ) ude prodloužen stv jejich sepnutí. S nimi je možné zcházet stejně jko v příkldech 7 8 s kontkty tlčítek se stálými polohmi. Řešení 2: S možným překrýváním Jednodušší vrintou řešení je ovod 6 z or. 33. Nejprve je vytvořen logický součet oou vstupních proměnných tlc_4 OR tlc_5, pk je vygenerován náěžná hrn tohoto součtu. Tou je ovládán pměťová funkce typu T svit_5. Řešení se chová téměř rovnocenně jko řešení schodišťového spínče s tlčítky se stilními polohmi. Odlišnost popsného impulzního ovládání se projeví jen ve vzácném přípdě, kdy jsou oě tlčítk tisknut (téměř) součsně, tkže se v součtu překrývjí (or. 34). Důsledkem může ýt ztrát jedné náěžné hrny. Úloh 49: Bylo y i v tomto přípdě možné sečíst oě vstupní proměnné opercí výlučného součtu (tlc_4 XOR tlc_5)? V čem jk y se projevil odlišnost? Řešení 3: S uprveným překrýváním Ovod 7 n or. 33 tuto situci uprvuje tk, že ke kždé z proměnných tlc_6 tlc_7 jsou odděleně generovány impulzy náěžných hrn oě jsou využity k ovládání pměťové funkce svit_6 (or. 34). Úloh 5: Zoecněte popsná řešení pro ovládání schodiště ve víceptrové udově neo n chodě. Úloh 5: Anlyzujte situce, kdy mohou ýt (téměř) součsně stisknut tlčítk n oou koncích schodiště neo n různých podlžích. Který ze způsoů ovládání je pro chodce nejvýhodnější? Ldislv Šmejkl Tecomt TC7 nšel své upltnění i pro řízení soukromého mini pivovru Svtý Ján ve sklepě rodinného domu v Polepech. Vrn cylindrokónické tnky jsou ovládány z kompktního rozvděče n zdi. Tecomty lze le nlézt i v pivovrech Stroprmen neo Budvr. 32 AUTOMA

33 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (2) Toto pokrčování seriálu je věnováno sekvenčním funkcím, které relizují závislost n čse. Nejprve udou popsány stndrdní funkční loky čsovčů. N příkldech pk udou ilustrovány možnosti jejich využití v různých situcích při řízení chytrých domů. V prxi se lze čsto setkt s přípdy, kdy je tře řídit ojekt podle čsových závislostí, vygenerovt impulzy potřené délky neo potřenou posloupnost signálů v čse. Bývá potřené měřit čs, dou trvání událostí, měřit nstvovt délky impulzů, zjistit zznment dou události neo řešit složitější úlohy závislé n čse. Pochynost o účelnosti trdičního řešení schodišťového vypínče Vrťme se ještě k různým způsoům ovládání osvětlení schodiště (popř. chody neo jiných veřejných prostor). Uvžujme přípd jednoduchého schodiště. Bez prolémů je situce, kdy je osvětlení zhsnuté, příchozí je rozsvítí při vstupu zhsne při opouštění schodiště. Co když le chodec vstoupil n již osvětlené schodiště rozsvícené předchozím chodcem, který si nově příchozího nevšiml, po chvíli světlo zhsne? Pk musí druhý chodec vyjít zytek schodiště potmě neo se po temném schodišti vrátit n zčátek rozsvítit si. Co když n zhsnuté schodiště vstupují dv chodci, kždý z jiné strny o se pokoušejí rozsvítit? Neo o opouštějí schodiště součsně chtějí zhsnout? Co když oyvtel prvního ptr hledá něco ve své skříni neo se chystá uklízet schodiště šetrný oyvtel přízemí mu zhsne v domnění, že někdo zpomněl zhsnout? Opomenuté zhsnutí je velmi čstým prolémem společných prostor je zdrojem zytečné spotřey energie. Trdiční řešení osvětlení schodišť pochází z doy počátků elektrifikce, kdy yly k elektroinstlci dostupné jen schodišťové vypínče (přepínče), křížové spínče podoné elektromechnické prvky. Nyní jsou le pro chytrou elektroinstlci k dispozici podsttně pokročilejší nástroje. Především jde o infrčervené senzory pohyu (PIR) možnosti jejich čsového vyhodnocení. Pro veřejné prostory je vhodné držet se zásdy, že se příchozí strá jen o rozsvícení zhsnutí je utomtické. Ještě výhodnější je, y i rozsvícení utomticky zjistil infrčervený senzor pohyu (čidlo PIR). A zde půjde o relizci čsových funkcí. Zásdy trdičního ovládání le mjí stále své místo u svítidel neo jiných spotřeičů v soukromých prostorech (npř. v oývcím pokoji, v prcovně, v ložnici). Zde je výhodné mít možnost od vchodu rozsvítit zvolené svítidlo (neo jejich skupinu) z jiného míst (npř. od křesl, od prcovního stolu neo z postele) je zhsnout nopk. Funkční loky čsovčů Norm IEC stnovuje tři typy stndrdních funkčních loků čsovčů: TP (impulzní čsovč), TON TOF (zpožďovč náěžné sestupné hrny). Podroně jsou jejich funkce způso použití (volání) popsány v příručkách [], [2], [3], [7], [8]. Příkld volání v jzyku LD je uveden n or. 35. Všechny tři typy stndrdních funkčních loků čsovčů mjí stejnou schemtickou znčku se shodným vnitřním popisem liší se jen jménem. Jko IN je oznčen vstup inární proměnné (BOOL), která řídí činnost čsovče, Q je výstupní inární proměnná. PT oznčuje vstup pro hodnotu čsové předvoly (ovykle se k němu připojuje konstntní hodnot, le může to ýt i proměnná). Výstup ET předává informci o stvu čsové proměnné, vyčíslené čsovčem. V progrmu je využíván spíše výjimečně. Čsovč TP (impulzní čsovč) Čsovč TP generuje impulzy shodné délky čsové průěhy jeho proměnných jsou n or. 36. S příchodem náěžné hrny vstupní proměnné n vstupu IN zčne čsovč generovt impulz n výstupu Q. Délk impulzu odpovídá předvolě zdné n vstupu PT je nezávislá n délce vstupního impulzu. Jestliže je vstupní impulz krtší než čsová předvol, je výstupní impulz prodloužen, v opčném přípdě je výstupní impulz zkrácen. Zpočté generování výstupního impulzu je nepřerušitelné čsovč je pro nový impulz připrven ž po skončení zpočté ktivity. Sled krátkých vstupních impulzů v průěhu čsování ktivitu čsovče neovlivní. Čsovč TON Or. 35. Příkldy volání funkčního loku čsovčů v progrmu LD Čsovč TON, neoli Timer ON, způsoí zpoždění náěžné hrny je progrmovou nlogií čsového relé se zpožděným příthem. Čsové průěhy proměnných čsovče jsou n or. 37. Při nulové hodnotě vstupní proměnné n vstupu IN je čsovč TON psivní jeho výstup Q je rovněž nulový. Čsovt zčne ž s příchodem jedničkové hodnoty n vstupu IN. Výstup Q zůstává stále nulový ž do doy, kdy je dosženo čsu předvoly zdné n vstupu PT pk se výstup změní n jedničku v tomto stvu setrvá ž do příchodu nulové hodnoty n vstup IN. S nulovou hodnotou n vstupu IN nstne reset čsovče zruší se čsování, výstup Q se vynuluje čsovč je uveden do klidového stvu. Reset se provede i v situci, kdy ještě neylo dosženo hodnoty předvoly čsu. V přípdě dlouhých vstupních impulzů (delších, než je předvol čsu) je n výstupu čsovče TON zčátek impulzu (náěžná hrn) zpožděn o hodnotu předvoly, ztímco jeho konec (sestupná hrn) kopíruje konec vstupního impulzu. Je-li impulz n vstupu IN krtší, než je hodnot předvoly, zůstává výstup Q nulový. Krátké vstupní impulzy jsou tedy čsovčem TON potlčeny odfiltrovány. N výstupu ET je k dispozici ktuální údj stvu čsování. Čsovč TOF Čsovč TOF, neoli Timer OFF, způsoí zpoždění sestupné hrny je progrmovou nlogií čsového relé se zpožděným odpdem. Čsové průěhy proměnných čsovče jsou n or. 38. Při jedničkové hodnotě AUTOMA 33

34 vstupní proměnné n vstupu IN je čsovč TON psivní jeho výstup Q je rovněž jedničkový. Čsovt zčne ž s příchodem nulové hodnoty n vstupu IN. Výstup Q zůstává stále jedničkový ž do doy, kdy je dosženo čsu předvoly zdné n vstupu PT pk se výstup změní n nulu v tomto stvu setrvá ž do příchodu jedničkové hodnoty n vstup IN. S jedničkovou hodnotou n vstupu IN nstne reset čsovče zruší se čsování, výstup Q se nství do jedničky čsovč je uveden do klidového stvu. Reset se provede i v situci, kdy ještě neylo dosženo hodnoty předvoly čsu. V přípdě dlouhých nulových impulzů vstupní proměnné IN (delších, než je předvol čsu) je n výstupu čsovče TON zčátek nulového impulzu (sestupná hrn) zpožděn o hodnotu předvoly, ztímco jeho konec (náěžná hrn) kopíruje konec vstupního impulzu. Jestliže je nulový impulz n vstupu IN krtší, než je hodnot předvoly, zůstává výstup Q jedničkový. Krátké nulové impulzy n vstupu jsou tedy čsovčem TOF potlčeny odfiltrovány. N výstupu ET je k dispozici ktuální údj stvu čsování. Souvislosti mezi TON TOF Je možné se sndno přesvědčit, že mezi funkcemi čsovčů TON TOF pltí odoné vzthy jko mezi logickými operátory AND OR, tedy De Morgnovy zákony. TON(x) = NOT (TOF(NOT x)) TOF(x) = NOT (TON(NOT x)) neo NOT (TON(x)) = (TOF(NOT x)) NOT (TOF(x)) = (TON(NOT x)) Příkld 4: Osvětlení s nstvenou doou Je poždováno, y se ezprostředně po stisku tlčítk rozsvítilo osvětlení místnosti svítilo po zdnou dou, npř. min. Řešení: Úlohu řeší ovod 8 n or. 35. Je zde použit čsovč TP (generátor impulzu), který je ktivován kontktem tlčítk tlc_8 n vstupu IN. Čsovč svým výstupem ovládá výstup svit_7. Do trvání impulzu je zdán n vstupu PT. Zde je uveden konstntní hodnot min, ve formě čsového literálu T#m, zvolit lze liovolnou jinou konstntní hodnotu, popř. lze n vstup PT připojit proměnnou s čsovým údjem. Pokud je čsovč TP ktivován, nelze generovný impulz přerušit dou svícení není možné zkrátit ni prodloužit je tře vyčkt, ž po minutě svítidlo zhsne. Uvedený způso ovládání svítidel je účelný u vchodových dveří do ytu neo domu, v předsíni, štně neo skldu v situcích, kdy je tře osvětlit nevelký prostor jen po určitou dou (npř. než příchozí stčí odemknout, přezout se neo převléknout, vzít něco ve spíži) kde oyvtelé ovykle zpomínjí zhsnout. Výhodné je tkto ovládt i ventilátory (npř. n WC neo v koupelně) někdy je žádoucí je zpínt s příchodem osoy do místnosti, součsně s rozsvícením, někomu vyhovuje spuštění ventilátoru ž při odchodu osoy ET Q t (s) Or. 36. Čsovč TP (generátor impulzů zdné délky) průěhy klíčových proměnných ET Q t (s) Or. 37. Čsovč TON (zpožďovč náěžné hrny) průěhy klíčových proměnných ET Q t (s) Or. 38. Čsovč TON (zpožďovč sestupné hrny) průěhy klíčových proměnných V podoných situcích je výhodné využít infrčervený senzor PIR k utomtickému rozsvícení neo k ktivci jiného spotřeiče (npř. ventilátoru). Senzor PIR ývá mylně povžován z čidlo přítomnosti osoy. Ve skutečnosti je čidlem pohyu oso. Proto je tře vzít v úvhu, že kontkt senzoru je sepnut, jen je-li oso v jeho zorném poli pohyuje se zde. Někdy je výhodné, že se osvětlení rozsvítí jen krátce, npř. u vchodových dveří. Je le nepříjemné ž stresující, když po určité doě poytu v místnosti osvětlení smovolně zhsne (ovykle v té nejméně vhodné situci). Pk je nutné hledt senzor PIR mávt tím směrem, jko y mu ylo sdělováno hló, tdy jsem. IN PT IN PT IN PT Příkld 5: Osvětlení ktivovné senzorem pohyu PIR Úkolem je ovládt svítidlo senzorem PIR tk, y po jeho ktivci yl prostor osvětlen n dosttečně dlouhou dou pk osvětlení utomticky zhslo. Řešení: Úlohu opět řeší ovod 8 n or. 35, jen kontkt tlc_8 není kontktem tlčítk, le senzoru. Dou trvání impulzu je tře nstvit podle poždvku uživtele, ovykle n dou s rezervou delší, než je typická do přítomnosti oyvtel v místnosti. Doporučuje se, y nstvená délk osvětlení neyl zytečně dlouhá, protože impulz generovný čsovčem TP je nepřerušitelný osvětlení y neylo možné zhsnout. Nopk se doporučuje volit dou impulzu relisticky dlouhou umístit v místnosti ještě trdiční tlčítko, kterým lze osvětlení rozsvítit trvle, jestliže uživtel hodlá v místnosti setrvt delší dou (npř. se chce vykoupt) mít možnost osvětlení při odchodu vypnout. Příkld 6: Čsově řízené osvětlení schodiště neo chody Čsově ovládání popsné v příkldech 4 5 je výhodné zoecnit i pro ovládání schodiště neo chody z více míst. Úkolem je nejprve ovládt jednoduché schodiště z oou míst n jeho oou vstupech tlčítkem neo senzorem PIR. Řešení : Úlohu lze řešit zoecněním ovodu 8 n or. 35, kde se místo jednoho kontktu tlc_8 použije logický součet OR kontktů dvou tlčítek neo senzorů PIR z oou ovládcích míst. Postup lze rozšířit pro více ovládcích míst n delším (víceptrovém) schodišti neo n chodě. Nevýhodou tohoto řešení je, že když chodec vstupuje n již osvětlené schodiště (od předchozího chodce), je prvděpodoné, že mu osvětlení zhsne dřív, než schodiště opustí. Řešení 2: Nevýhodu řešení lze částečně odstrnit zjistit osvětlení pro dv chodce, kteří jdou v protisměru. V progrmu se zdvojí motiv ovodu 8 z or. 35, pro kždé ovládcí místo (pro kontkt tlčítk neo senzoru PIR), dílčí výstupy se logicky (OR) sečtou. Kždý příchozí si tk generuje svůj čsový impulz, který se podílí n celkové doě osvětlení. Ldislv Šmejkl 34 AUTOMA

35 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (3) Seriál o progrmování PLC, jehož předchozí díl vyšel v Automě č. /22 n str. 46, pokrčuje řešením sekvenčních úloh čsového typu. Jsou zde rovněž popsány stndrdní funkční loky čítčů CTU (čítání nhoru), CTD (čítání dolů) CTUD (oousměrné čítání). Dlší pokrčování udou změřen n řešení komplexnějších sekvenčních úloh. Příkld 7: Zklidnění svítidl Je prktické, když je prostor před vchodem do ytu ze schodiště osvětlen svítidlem, které je ovládáno senzorem PIR. Podoně je účelné ovládt senzorem PIR osvětlení u rnky neo u vchodu do domu z chodníku. Senzor PIR všk reguje n kždého kolemjdoucího, což je zdrojem zytečné spotřey nvíc to rušivě půsoí n náhodné chodce, ovykle i n oyvtele ytu. V tomto příkldu je poždováno zklidnit osvětlení tk, y se ktivovlo ž po určité doě (npř. po 3 s) sepnutí kontktu senzoru. Tím ignoruje náhodné chodce neo psy rozsvítí se ž při delší přítomnosti osoy, která se prvděpodoně chystá kontktovt oyvtele (čte nápis u tlčítk zvonku, zvoní, mluví s oyvtelem). Řešení: Úlohu řeší čsovč TON v ovodu 9 n or. 35 (Autom č. /22 n str. 46). Výstup čsovče ( tedy i osvětlení) je oproti vstupu zpožděn o zdnou dou předvoly součsně potlčuje impulzy krtší, než je zdná předvol funguje jko čsový filtr. Příkld 8: Prodloužené větrání Je poždováno, y se ventilátor spustil součsně s příchodem osoy n WC vypnul se ž po uplynutí nstvené doy po odchodu osoy (npř. po 3 min). Při jiné lterntivě zdání je možné odvodit ktivitu ventilátoru od ktivity svítidl (ovládného tlčítkem, senzorem PIR neo vygenerovným impulzem). Řešení: Úlohu řeší čsovč TOF. Je zpojen odoně jko čsovče TP TON v ovodu 8 9 n or. 35, pouze s tím rozdílem, že n vstup PT je připojen konstnt, která odpovídá nstvené čsové předvolě (zde npř. T#3m, popř. T#8s), n vstup IN je připojen proměnná, kterou je čsovč ventilátoru ovládán (odpovídjící přítomnosti osoy, ktivitě svítidl neo pměti tlčítk ventilátoru). Čsovt TOF tedy prodlouží ktivitu ventilátoru (svítidl či jiného spotřeiče) o určenou dou po skončení poždvku n jeho ktivitu. Kdyy ěhem této prodloužené ktivity přišel nový poždvek n zpnutí, ude spotřeič opětně ez prodlevy ktivován. Příkld 9: Odložené větrání Zdání příkldu 8 nemusí kždému vyhovovt, protože ěhem setrvání ve větrné místnosti může ýt hluk ventilátoru rušivý. Nyní je tedy poždováno ktivovt ventilátor n zdnou dou, le ž po zhsnutí neo po opuštění místnosti. Řešení: Úlohu řeší čsovč TP, ktivovný t (s) zhsnutím svítidl neo se skončením vyhodnocení přítomnosti se spádovou hrnou ktivční proměnné neo rovnocenně s náěžnou hrnou negce ktivční proměnné. Příkld 2: Potlčení krátkodoých poždvků Nové neo rekonstruovné domy ývjí vyvovány žluziemi (popř. roletmi, mrkýzmi, střešními okny pod.) s utomtickým ovládáním. Ne vždy všk lze utomtické ovládání oznčit jko chytré oyvtelé nemjí důvod ke spokojenosti. Npříkld žluzie ývjí čsto ovládány senzorem oslunění. Při dosttečné intenzitě oslunění jsou spuštěny nopk při slé ktivitě jsou vytženy zpět. Při olčném počsí, ozvláště je-li oloh pokryt eránky, je možné ýt svědky přehnné ž chotické ktivity žluzií. Úkolem je žluzie uklidnit se spuštěním zčít ž tehdy, kdy oslunění trvá dosttečně dlouho, nopk návrt zpět ktivovt ž po dosttečné doě slé intenzity oslunění. Řešení: Úlohu lze řešit odoně jko v příkldech 7 8 v horní poloze žluzií využít čsovč CU R PV CV Q Or. 39. Příkld čsových průěhů funkčního loku čítče CTU (čítání nhoru) pro hodnotu předvoly PV = t (s) CD LD PV CV Q Or. 4. Příkld čsových průěhů funkčního loku čítče CTD (čítání dolů) pro hodnotu předvoly PV = 4 TON k vyfiltrování krátkých čsových úseků oslunění v dolní poloze využít čsovč TOF k potlčení krátkodoých intervlů zstínění. Podoně lze uklidnit ktivitu mrkýz, oken (ozvláště střešních) neo vnějších žluzií, které regují n déšť. Nemá smysl je ktivovt s prvními kpkmi, které mnohdy ni nesignlizují zčínjící déšť. Npříkld u žluzií n oknech dveřích, které vedou n zhrdu či tersu, může flešnou ktivitu způsoit zlévání, děti v zénu neo ve sprše. Úloh 52: Chytřejším řešením y ylo, kdyy filtrce v čse yl řešen s využitím střední hodnoty, vypočítávné z přiměřeně dlouhý intervl od součsnosti do minulosti (klouzvý průměr). Nvrhněte způso výpočtu. Řízení utomtických dveří do veřejných prostorů je odoným prolémem. Je tře rozumně regovt n lízkost oso z oou strn dveří. Čsovou filtrci povelu pro otevření ovykle nelze použít neo je nutné ji řešit velmi optrně, y se dveře vždy otevřely včs před příchozím nehrozil kolize. Pro stnovení povelu k zvření existuje více možností postupu. Čsto lze ýt svědky situce, kdy se dveře okmžitě zvírjí z kždým průchozím (s nevelkou prodlevou ptrně je použit čsová filtrce n principu TOF). Při mlé četnosti chodců nelze proti postupu nic nmítt. Výhrdy nelze mít ni v situci dosttečně velké četnosti průchodů, kdy dveře zůstávjí trvle otevřené. Při určité střední četnosti průchodů čsto nstává situce, kdy se dveře nepřetržitě otvírjí zvírjí čsto se AUTOMA 35

36 zčínjí otevírt dříve, než se zcel zvřou. Úloh 53: Odhdněte množství energie zytečně spotřeovné n tkovou chotickou ktivitu utomtických dveří (ozvláště velkých dveří do ochodů, psáží ochodních center pod.). Úloh 54: Nvrhněte chytřejší způso řízení utomtických dveří, který y potlčil neo lespoň omezil tento chotický energeticky nevýhodný stv. Poznámk: Doposud šlo jen o stnovení okmžiků zčátků ktivity elektromechnických zřízení (spuštění vytžení žluzií či mrkýz, otevření či zvření oken, dveří neo vrt), neylo řešeno komplexní ovládání průěhu jejich ktivity. Je to podsttně složitější prolém než v předchozích příkldech. Úlohy podoného typu udou prorány později, v souvislosti s výkldem systemtického řešení sekvenčních logických úloh. Příkld 2: Krátký dlouhý stisk Je poždováno ovládt svítidlo (neo ventilátor či jiný spotřeič) tk, že při krátkém stisku (npř. do 2,5 s) svítí po dou 2,5 min pk utomticky zhsne. Jestliže je tlčítko tisknuto déle (npř. přes 2,5 s), svítidlo se ktivuje trvle. Při poždvku n zhsnutí je pk le nutné použít zvláštní postup, npř. stisknout dolní polohu tlčítk provést Reset. Řešení: Úlohu lze řešit progrmem n or. 35 (ovody 2 ž 22), který yl umístěn v předchozím pokrčování seriálu v č. n str. 46. V ovodu 2 je s počátkem stisku tlčítk tlc_h ktivován čsovč TP s doou předvoly 2,5 min (#T2m3s), jehož stv se uloží n výstup svit_9. Ovod 2 oshuje čsovč TON s doou předvoly 2,5 s (#T2.5s). Je-li tlčítko tlc_h tisknuto déle, je trvle nstven (cívkou S) stejný výstup svit_9. Zhsnutí trvle svítícího svítidl je zde řešeno resetem pměťové funkce stiskem tlčítk tlc_d, které se všk upltní ž po 2,5 min od rozsvícení (po skončení čsování TP z ovodu 2). Úloh 55: Úlohu z příkldu 2 zoecněte pro dvě více ovládcích míst, npř. pro osvětlení chody neo schodiště. Úloh 56: Uprvme zdání předchozí úlohy tk, y při delším stisku tlčítk svítidlo nesvítilo nekonečně dlouho (do nejližšího resetu), le jen po dosttečně dlouhou dou. Funkční loky čítčů Dříve, než ude dlší text věnován řešení složitějších sekvenčních logických funkcí, popišme tři typy stndrdních funkčních loků čítčů. Čítč CTU, čítání nhoru, dopředný čítč Funkční lok čítče CTU (Counter UP) je ovládán dvěm vstupy pro dvouhodnotové proměnné typu BOOL (CU vstup pro čítání nhoru R resetovcí vstup), popř. číselným vstupem PV pro celočíselnou proměnnou typu INT ve význmu číselné předvoly stvu čsovče. Poskytuje jeden výstup dvouhodnotové proměnné Q (s informcí o dosžení zdné předvoly) jeden číselný výstup CV (typu INT) pro předání číselné hodnoty čítče. S kždou náěžnou hrnou n vstupu CU se o jedničku zvětší hodnot čítče (provede se čítání nhoru), která je předáván výstupem CV. Jestliže stv čítče dosáhne hodnoty předvoly, je výstup Q nstven n jedničkovou hodnotu (TRUE); do té doy yl nulový (n hodnotě FALSE). Vstup R se upltňuje přednostně jeho prvdivá hodnot (TRUE) má z následek reset čsovče (vynulování nčítné hodnoty), výstupů CV Q po celou dou trvání jedničkové hodnoty n vstupu R je činnost čítče lokován udržován ve stvu reset. Při nulové hodnotě n vstupu R je činnost čsovče uvolněn. Příkld čsového průěhu proměnných čsovče CTU je ukázán n or. 39. Čítč CTD, čítání dolů, zpětný čítč Funkční lok čítče CTD (Counter CTD, Counter Down) je rovněž ovládán dvěm vstupy pro dvouhodnotové proměnné typu BOOL (CD vstup pro čítání dolů LD vstup pro nstvení předvoly) číselným vstupem PV pro celočíselnou proměnnou typu INT ve význmu číselné předvoly stvu čsovče. Poskytuje jeden výstup dvouhodnotové proměnné Q typu BOOL (s informcí o dosžení nulové hodnoty) jeden číselný výstup CV (typu INT) pro předání číselné hodnoty čítče. S kždou náěžnou hrnou n vstupu CD se o jedničku zmenší hodnot stvu čítče, jestliže yl nenulová (provede se čítání dolů), která je předáván výstupem CV. Dosáhne-li stv čítče nulové hodnoty, je výstup Q nstven n jedničku (TRUE); do té doy yl nulový (n hodnotě FALSE). Vstup LD se upltňuje přednostně jeho prvdivá hodnot (TRUE) má z následek nstvení (set) čsovče přepsání dosvdní hodnoty čsovče spolu s výstupem CV n hodnotu předvoly vynulování Q. Po celou dou trvání jedničkové hodnoty n vstupu LD je činnost čítče lokován udržován ve stvu set. Při nulové hodnotě n vstupu LD je činnost čsovče uvolněn. Vstup LD lze povžovt z nlogii vstupu R pro čítč dolů. Je užitečné si uvědomit odlišnosti oou typů čsovčů čítč CTU po resetu (po vynulování proměnné R) čítá nhoru od nulové hodnoty ž k hodnotě předvoly, ztímco čítč CTD po nstvení (po vynulování proměnné LD) čítá od nstvené hodnoty předvoly dolů k nule. Příkld čsového průěhu proměnných čsovče CTD je zorzen n or. 4. Čítč CTUD, oousměrné čítání, reverziilní čítč Funkční lok čítče CTUD (Counter CTU CTD) je komincí oou předchozích typů čítčů. Je ovládán čtyřmi vstupy pro dvouhodnotové proměnné typu BOOL (CU vstup pro čítání nhoru, CD vstup pro čítání dolů, R resetovcí vstup LD vstup pro nstvení předvoly) číselným vstupem PV pro celočíselnou proměnnou typu INT ve význmu číselné předvoly stvu čsovče. Poskytuje dv výstupy dvouhodnotové proměnné typu BOOL (QU s informcí o dosžení předvolené hodnoty QD s informcí o dosžení nulové CU CD R LD CV QU QD t (s) Or. 4. Příkld čsových průěhů funkčního loku čítče CTUD (oousměrné čítání) pro hodnotu předvoly PV = 4 PV hodnoty) jeden číselný výstup CV (typu INT) pro předání číselné hodnoty čítče. S kždou náěžnou hrnou n vstupu CU se o jedničku zvětší hodnot stvu čítče (provede se čítání nhoru), s kždou náěžnou hrnou n vstupu CD se hodnot čsovče o jedničku zmenší (jestliže yl nenulová) provede se čítání dolů. Když stv čítče dosáhne hodnoty předvoly, je výstup QU nstven n jedničku, dosáhne- -li stv čítče nulové hodnoty, je n jedničku nstven výstup QD. Vstupy R LD se upltňují přednostně prvdivá hodnot R má z následek reset čítče, proměnná LD provede nstvení čítče. Po celou dou trvání jedničkové hodnoty n vstupu R neo LD je činnost čítče lokován udržován ve stvu reset neo set. Při nulových hodnotách n vstupech R LD je činnost čsovče uvolněn. Příkld čsového průěhu proměnných čsovče CTUD je n or. 4. Oprv: V textu minulé části seriálu (Autom č. /2 n str. 47) ylo pod or. 38 omylem uvedeno pojmenování čsovče TON správně má ýt TOF. Ldislv Šmejkl 36 AUTOMA

37 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (4) V této části seriálu pokrčuje řešení sekvenčních úloh čsového typu tentokrát složitějších, včetně úloh rozpoznání sekvencí tlčítek krátkého dlouhého stisku, jednoduchého dvojitého stisku. Zdné prolémy jsou zde stále řešeny intuitivními postupy. Systemtické postupy s využitím teorie konečných utomtů udou uvedeny v příštím pokrčování. Příkld 22: Generování impulzu s čsovčem TON Doposud yl ke generování impulzů zdné délky v tomto seriálu využíván funkční lok impulzního čsovče TP. Ten generuje impulz zdné délky, která je určen pouze číselným údjem čsové předvoly n vstupu čsovče (PT) nezávisí n hodnotě dvouhodnotové vstupní proměnné (IN) dou trvání generovného impulzu nelze ni zkrátit ni prodloužit. Impulz zdné délky lze generovt i s využitím čsovče TON, popř. TOF. Poždujme npř. impulz délky 2 min. Řešení: Řešení s využitím čsovče TON je uvedeno n or. 42 (ovody 2). Proměnné in_x out_y jsou líže neurčené proměnné jkéhosi technologického procesu. Výstupní impulz je zde určen jko logický součin: imp := in_x AND NOT out_y Součin je jedničkový, jestliže je vstupní proměnná in_x jedničková po dou, kdy je výstupní proměnná out_y nulová (čsovč ještě nedočsovl ). Uvedené řešení není rovnocenné s tím, co poskytuje čsovč TP, le někdy může ýt využito jko užitečná lterntiv. Je-li proměnná in_x jedničková po dou krtší, než je zdná do impulzu, ude i generovný impulz zkrácen n dou trvání vstupního impulzu. Řešení propouští n výstup i krátké impulzy vstupní proměnné. Úloh 57: Řešte zdný prolém s využitím čsovče TOF. Příkld 23: Generování impulzu od tlčítk s čsovčem TON Nyní je poždováno řešit generování impulzu komplexněji odvodit jej od mžikového tlčítk v inteligentní elektroinstlci, npř. s poždovnou doou osvětlení 3,5 min. Řešení : Jedn z lterntiv řešení je uveden n or. 43. Stisk tlčítk tl_ se v čse prodlouží zápisem instrukcí SET do pomocné proměnné trv_ (ovod ). Odoně jko v předchozím příkldu je vygenerován impulz imp_ pro ktivci svítidl (ovod 2). Ještě je nutné se postrt o vynulování proměnné Or. 42. Impulz generovný čsovčem TON (k příkldu 22) Or. 43. Generování impulzů od tlčítek (k příkldu 23) Or. 44. Generování přerušitelných prodloužitelných impulzů (k příkldům 24 25) trv_. Bylo y možné k tomu využít zvláštní vstup, npř. kontkt dolní polohy mžikového vypínče tl_d (ovod 3). Jednodušší je proměnnou trv_ vynulovt se sestupnou hrnou impulzu imp_ (ovod 4). Řešení 2: Jednodušší lterntivu řešení předstvuje progrm s ovody 5 6 n or. 43. Kontkt tlčítk tl_2 je opět v čse prodloužen nstvením (SET) proměnné svit, která je vynulován (resetován) jedničkovým výstupem čsovče TON. Proměnná svit má chrkter impulzu od stisku tlčítk do konce čsování čsovče TON trvá po dou zdné předvoly čsovče TON. Může tedy ýt využit jko výstupní proměnné pro ovládání svítidl. Příkld 24: Generování přerušitelného impulzu Může se stát, že do trvání impulzu pro osvětlení je nstven s rezervou pro nejhorší přípd, v ovyklých situcích stčí do podsttně krtší. Poždujme tedy možnost impulz zkrátit. Řešení : V situci, kdy jsou k dispozici kontkty od oou poloh mžikového tlčítk, lze použít progrm odoný řešení 2 předchozího příkldu (or. 44, ovody, 2) doplněný o ovod 3, kde je kontkt dolní polohy tlčítk tl3_d využit pro vynulování (reset) výstupní proměnné svit_. Řešení 2: Jestliže je k dispozici pouze jeden kontkt mžikového tlčítk, lze ktivitu svítidl přerušit opkovným stiskem tlčítk progrm je n or. 44. Nejprve je n výstupní proměnné svit relizován pměťový ovod typu T (viz postup z or. 3, ovod ve vydání Autom /22 n str. 38). Řešením je ovod 4 n or. 44. Postupem z předchozích příkldů je jedničkový stv proměnné svit_2 zkrácen n dou nstvené předvoly čsovče TON. Při poždvku n přerušení ktivity svítidl je opětovným stiskem tlčítk tl_4 vynulován proměnná svit_2, tím je přerušen i ktivit svíti- AUTOMA 37

38 Or. 45. Rozlišení krátkého dlouhého stisku (k příkldům 26 27) dl. Opkovného rozsvícení se dosáhne dlším stiskem tlčítk tl_4. Příkld 25: Generování prodloužitelného impulzu Ovyklá je situce, kdy člověk vstupuje do již osvětleného prostoru (místnosti, schodiště neo chody) je prvděpodoné, že do impulzu pro ovládání osvětlení rzy uplyne, je potřené impulz prodloužit, y yl jeho čs měřen od počátku. Odoně může ýt zpotřeí npř. prodloužit dou ktivity ventilátoru. Řešení: Odpovídjící progrm je uveden n or. 44 (ovody 6 ž 7). Od řešení 2 příkldu 24 se liší jen zřzením rozpíncího kontktu tlčítk tl_5 do série s kontktem proměnné svit_3 před vstup čsovče TON. Při opětném stisku tlčítk je čsování přerušeno po uvolnění tlčítk zčíná opět od zčátku. Po dou držení tlčítk čsování neproíhá, což není n závdu, protože tlčítko ývá tisknuto krátce. Úloh 58: Zoecněte řešení příkldů 23 ž 25 pro přípd ovládání ze dvou neo více míst (npř. pro ovládání schodiště neo chody). Úloh 59: Do řešení příkldu 2 ve 2. části seriálu ve vydání Autom /22 n str. 46 (ovody 2 ž 22 n or. 35) se vloudil chy odhlte její podsttu, nlyzujte chování chyného progrmu nvrhněte správné řešení. Příkld 26: Rozlišení krátkého dlouhého stisku tlčítk Vrťme se znovu k zdání příkldu 2. Je poždováno, y okmžitě po stisku mžikového tlčítk do horní polohy (kontkt tl_6) se ktivovlo svítidlo ovládné proměnnou svit_4. Jestliže stisk trvá krátce (npř. do 2 s), je svítidlo ovládáno impulzem trvjícím 2,5 min. Při delším stisku se svítidlo rozsvítí trvle ž do nejližšího vynulování npř. stisku dolní polohy mžikového tlčítk (kontkt tl_5d). Řešení : Zdání odpovídá progrm n or. 45 (ovody ž 3). Je-li kontkt tl_6 sepnut déle než 2,5 s, ktivuje se výstup čsovče TON nství pomocnou proměnnou dlouho. Její prvdivostní hodnot se logicky sčítá s výstupem čsovče TP, který je ktivován stiskem tlčítk tl_6. Výstupní proměnná svit _4 ovládá svítidlo. Proměnná dlouho se nuluje (resetuje) s proměnnou tl_6d. Řešení 2: Kdyy ylo poždováno využívt k ovládání pouze jediný kontkt tlčítk tl_6, lze nulování (reset) proměnné řešit podle ovodu 4 n or. 45 ude-li po dou trvání proměnné dlouho stisknuto tlčítko tl_6, provede se vynulování proměnné dlouho. Příkld 27: Impulzy od krátkého dlouhého stisku tlčítk Je poždováno modifikovt zdání příkldu 26 tk, y při držení tlčítk tl_7 déle než 2 s ylo svítidlo ovládáno impulzem v trvání 5 min. Řešení: Zdání odpovídá progrm n or. 45 (ovody 5 ž 6). Jestliže je kontkt tl_7 sepnut déle než 2 s, výstup čsovče TON ktivuje čsovč TP s doou předvoly 4 min 58 s (5 min zkrácených o 2 s). Jeho výstup se logicky sčítá s výstupem čsovče TP s předvolou 2 min 3 s (je ktivován stiskem tlčítk tl_7). Tk se vytváří proměnná svit_5. Příkld 28: Jednoduchý opkovný stisk Je poždováno rozlišit jednoduchý stisk tlčítk tl_8, při kterém se svítidlo rozsvítí n 3,5 min, opkovný stisk téhož tlčítk, po kterém se svítidlo rozsvítí ntrvlo (do nejližšího resetu). Řešení: Zdání odpovídá progrm n or. 46 (ovody ž 4). Se stiskem kontktu tl_8 se ktivuje čsovč TP s čsovou předvolou 3,5 min, což je do ktivity svítidl (ovládného proměnnou svit_6, ovod 3). Je-li ěhem této doy opkovně stisknut stejný kontkt (je vyhodnocen náěžná hrn kontktu tl_8), je generován proměnná podruhé, která se logicky přičítá k pro- měnné svit_6 viz ovod 2. Proměnnou podruhé lze vynulovt kontktem dolní polohy mžikového tlčítk tl_8d (je-li k dispozici neo je-li to žádoucí). Jestliže je žádoucí ovládání jediným kontktem, je k resetu proměnné podruhé potřené vyhodnotit třetí stisk tlčítk tl_8 (ovod ). Příkld 29: Jednoduchý dvojitý stisk Zdání předchozího příkldu předpokládá, že k opkovnému stisku může dojít kdykoliv v průěhu ktivity čsovče TP s předvolou 3,5 minut. To může ýt někdy příliš volný poždvek. Zvolme nyní přísnější zdání poždujme, y ke druhému stisku došlo v intervlu 2,5 s po prvním, jink neude druhý stisk kceptován. Řešení: Zdání odpovídá progrm n or. 47 (ovody ž 5). Se stiskem kontktu tl_9 se ktivuje čsovč TP s čsovou předvolou 3,5 min, což je do ktivity svítidl (ovládné proměnnou svit_7 ovod 3) odpovídjící jednoduchému stisku tl_9. Součsně je ktivován čsovč TP, který generu- Or. 46. Rozlišení jednoduchého dvojitého stisku (k příkldu 28) Or. 47. Rozlišení jednoduchého dvojitého stisku (k příkldu 29) 38 AUTOMA

39 je impulz v délce 2,5 s. Z podmínky, že je ěhem této doy opkovně stisknut stejný kontkt (je vyhodnocen náěžná hrn kontktu tl_9, tedy ovod 2), je generován proměnná podruhe_, která se logicky přičítá k proměnné svit_7. Proměnnou podruhé_ lze vynulovt kontktem dolní polohy mžikového tlčítk tl_9d (je-li k dispozici neo je-li to žádoucí). Jestliže je žádoucí ovládání jediným kontktem, je k resetu proměnné podruhé_ potřené vyhodnotit třetí stisk tlčítk tl_9 (viz ovod ). Úloh 6: Řešte modifikovná zdání příkldů tk, že při vyhodnocení dvojitého stisku ude vygenerován impulz délky 7 min. Úloh 6: V řešení příkldů (n or. 46 or. 47) jsou jednotlivé ovody zdánlivě nelogicky uspořádány. Npříkld proměnná intervl je generován ovodem 4, le je použit již v ovodu 2 ke generování proměnné podruhé_, která je použit již v ovodu ovody jsou řzeny v protisměru k pořdí vytvářených proměnných. Je to v pořádku? Neylo y lepší ovody uspořádt v pořdí, v jkém se proměnné vytvářejí? Poznámk: V příkldech 26 ž 29 ylo použito zjednodušené zdání příkldů úloh, kdy ktivity vyvolné krátkým neo dlouhým stiskem tlčítk neo jednoduchým či opkovným stiskem jsou stejné. Vždy jde o ktivci téhož svítidl (neo jiného spotřeiče), odlišná je jenom do trvání ktivity. Z tohoto předpokldu může ýt odezv okmžitá, ezprostředně po stisku tlčítk. Složitější y yl situce, kdy y yl poždován odlišná ktivit po krátkém dlouhém stisku neo po jednoduchém či opkovném stisku. Pk y ylo nutné čekt se zčátkem ktivit ž po vyhodnocení sekvence tlčítek. Ldislv Šmejkl Firm Regulus dodává ucelené vytápěcí systémy s využitím tepelných čerpdel, kumulce solárních termických pnelů. Tecomt Foxtrot v OEM verzích IR-2 IR-3 nprogrmovl jko inteligentní regulátor využívá ho nejen pro kompletci svých dodávek, le tk pro měřicí systém pro porovnání účinnosti solárních pnelů n střeše své vlstní udovy. Firm nsdil jeden tkový Foxtrot v českém pvilonu n výstvě EXPO 25 pro kompletní příprvu teplé vody. AUTOMA 39

40 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (5) V této části seriálu pokrčuje řešení složitějších sekvenčních úloh, které využívjí funkční loky čítčů čsovčů. V závěru je uveden i zákldní úloh řešená s využitím metodického prátu konečných utomtů systemtických prostředků sekvenčního progrmování (SFC) podle normy IEC/EN Dosud yl respektován zásd, že všechny výstupní vnitřní proměnné mjí unikátní jmén, y nemohly ýt ovlivňovány z jiných míst progrmu. Lze le předpokládt, že čtenáři příkldy ověřují jednotlivě nespojují je do jednoho dlouhého progrmu. Proto (v zájmu přehlednosti výkldu) není ndále zchováván zásd unikátních jmen proměnných. Příkld 3: Jednoduchý dvojitý stisk s využitím CTU Příkldy (viz Autom 4/23, str. 39) řešte s využitím stndrdního funkčního loku čítče CTU. Při jednoduchém stisku tlčítk T se má svítidlo ktivovt n krtší dou (npř. n 3 min) při opkovném stisku n delší dou (npř. n min). Řešení : Zdání odpovídá progrm v LD podle or. 48. N rozdíl od předchozích příkldů je zde využit stndrdní funkční lok čítče nhoru, CTU (Counter Up). S prvním stiskem tlčítk T se ktivuje první impulzní čsovč TP (csovc), který generuje krtší impulz pro rozsvícení svítidl (zde v trvá ní 3 min). Stv čítče se zvětší n hodnotu. Druhý stisk tlčítk T zvýší stv čítče n hodnotu 2, která je shodná s jeho předvolou. Výstup Q se tedy změní n hodnotu (true), nství proměnnou druhy ktivuje druhý čsovč TP, který generuje delší impulz (zde s doou trvání min). Výstup čítče je přiveden n jeho resetovcí vstup R, le upltní se ž v dlším výpočetním cyklu uvede čítč zpět do výchozího stvu. Proměnná druhy se vynuluje s uvolněním (sestupnou hrnou) druhého stisku tlčítk T. K resetu čsovče dojde i po skončení krátkého impulzu (NOT sviti), který následovl po ojedinělém stisku tlčítk provede se i po odeznění delšího impulzu, le v té situci je čítč již resetován jeho stv to již neovlivní. Řešení 2: V předchozím řešení neyl kontrolován délk intervlu mezi dvěm stisky tlčítk T s nevyřčeným předpokldem, že o stisky udou následovt dosttečně rzy po soě. Opožděný druhý stisk může mít z následek nnejvýš prodloužení prvního (krátkého) impulzu o ktivovný druhý Or. 48. Využití čsovče CTU k rozlišení jednoduchého dvojitého stisku (k řešení příkldu 3) Or. 49. K řešení 2 příkldu 3 (delší) impulz. Kdyy se druhý stisk uskutečnil ž po odeznění prvního impulzu, zvýší stv již vynulovného čítče n hodnotu, jko y šlo o stv po novém zčátku. Tento nedosttek odstrňuje řešení podle progrmu n or. 49. První impulzní čsovč odstup je ktivován prvním stiskem tlčítk T. Generuje impulz (zde 2,5 s), ěhem kterého je respektován druhý stisk tlčítk. Ten sice ktivuje výstup čítče Q pomocnou proměnnou druhy, která vzápětí způsoí reset čsovče vynuluje sm see, le čsovč druhého (dlouhého) impulzu je ktivován pouze z předpokldu, že se tk stlo po dou trvání proměnné intervl (s podmínkou druhy AND intervl). Čítč je tké resetován v přípdě, že odezní první (krtší) impulz, niž po něm následuje druhý stisk tlčítk. Poznámk: Kždá proměnná, která yl nstven příkzem SET, se stává výstupem pměťové funkce typu SR neo RS musí ýt vyřešeno i její nstvení do opčného stvu (vynulování) příkzem RESET neo prostým zápisem. V uváděném přípdě je vynulování proměnné druhy způsoeno (v oou předchozích vrintách řešení) resetováním s podmínkou součinu sestupné hrny proměnné T (F_TRIG) proměnné druhy. Řešení 3: Progrm z předchozího řešení lze zjednodušit s využitím skutečnosti, že výstup Q čítče CTU si svou jedničkovou hodnotu pmtuje, pokud jeho stv je shodný s nstvenou předvolou (viz or. 5). Změn oproti předchozímu řešení je jen ve způsou nstvení proměnné druhy jen kopíruje výstup čítče (neprovádí SET). V součsném cyklu progrmu stčí ještě ktivovt čsovč druhého (dlouhého) impulzu v následujícím cyklu se utomticky vynuluje v důsledku resetu čítče. Úloh 62: Vytvořte progrm pro modifikovné zdání, ve kterém je poždováno, y druhý stisk tlčítk T způsoil trvlou ktivci svítidl svit. Jkkoliv se ovládání svítidl zdá ýt jednoduché, z dosvdních příkldů je zřejmé, že tomu tk není. Stejný poždvek lze řešit různými vrintmi progrmu s identickou funkcí neo s dronými odlišnostmi v chování. Dále mjí různí uživtelé odlišné předstvy o stejné funkci. Jen v příkldech 28 ž 3 yly řešeny různé vrinty odoné úlohy ovládání svítidl pro jednoduchý dvojitý stisk tlčítk ( ylo y možné řešit dlší vrinty, příkldem je úloh 62). Všechny dosvdní příkl- 4 AUTOMA

41 AUTOMA dy oshovly předpokld, že ezprostředně po prvním stisku tlčítk se svítidlo ktivuje krátkodoě, ztímco při opkovném stisku se rozsvítí n delší dou, popř. ntrvlo. To odpovídá situci, kdy jednoduchým stiskem (jednodušší kcí) je ktivováno jen krátkodoé osvětlení, npř. přisvícení pro všeoecnou orientci, nsvícení prostoru pro jeho překonání k dlšímu vypínči (npř. n chodě neo n schodišti) neo pro čsově omezenou ktivitu. Dvojitý stisk (složitější kce) je pk využíván k zdání poždvku n trvlé neo dlouhodoé osvětlení. Trvlé rozsvícení v soě skrývá riziko, že uživtel zpomene zhsnout. Proto je výhodnější čsově omezený svit po přiměřeně dlouhou dou (tře i desítek minut neo hodin). Lze si le předstvit i opčný poždvek. Vychází z logiky, že dlouhodoé (trvlé) osvětlení ývá poždováno čstěji je přirozenější, více odpovídá dosvdním zvyklostem u trdičně řešené instlce, více vyhovuje strším oyvtelům hostům mělo y tedy ýt ktivováno jednodušší kcí (prvním stiskem). Krátkodoé osvětlení ývá méně frekventovné, tkže je k jeho ktivci vhodná složitější kce opkovný stisk. Příkld 3: Je poždováno, y jednoduchým stiskem ylo ktivováno trvlé osvětlení opkovným stiskem jen krátkodoé osvětlení. Řešení : Zdání odpovídá progrmu z or. 5. Prvním stiskem tlčítk T je ktivováno trvlé osvětlení (nstven pměť proměnné svit), které je přerušeno druhým stiskem (po liovolně dlouhé doě) ten součsně ktivuje impulzní čsovč, který generuje impulz pro krátkodoé osvětlení. Při poždvku n zhsnutí lze použít opčnou polohu vypínče (pokud existuje, zde T_dolni), jink je možné osvětlení zhsnout druhým stiskem tlčítk, le ž po odeznění krátkého impulzu. Řešení 2: Předchozí řešení nerespektovlo čsový odstup mezi dvěm stisky. Progrm z or. 52 je oecnější. První stisk tlčítk T rovněž ktivuje trvlý svit, který je přerušen druhým stiskem stejného tlčítk. První stisk součsně ktivuje impulzní čsovč, který odměřuje čsový odstup mezi stisky (zde 2,5 s). Je-li tlčítko T podruhé stisknuto s krátkým odstupem po prvním (součsně s proměnnou intervl), je ktivován impulzní čsovč, který odměří dou krátkého osvětlení. Trvlé osvětlení se tedy zhsne druhým stiskem tlčítk T. Jestliže druhý stisk následuje ezprostředně po prvním, je chápán jko poždvek n ktivci krátké doy osvětlení. Pozdější stisk je chápán jko poždvek n okmžité zhsnutí. Příkld 32: Nyní je poždováno, y jednoduchým stiskem tlčítk T ylo ktivováno dlouhodoé impulzní osvětlení (npř. 3 min) druhým stiskem, který po něm následuje s odstupem do 2,5 s, ylo svítidlo ktivováno krátkodoě (npř. n 3 min). Řešení: Zdání vyhovuje progrm podle or. 53. První stisk tlčítk ktivuje impulzní čsovč, který určuje čsový odstup mezi dvěm stisky tlčítk (odstup), součsně impulzní čsovč pro impulz dlouhodoého osvětlení (s proměnnou dlouze). Výstup čsovče do_dvou ktivuje výstup druhý. Jestliže se druhý stisk uskuteční ěhem trvání proměnné intervl, ude ještě ktivován impulzní čsovč pro krátkodoé osvětlení s výstupní proměnnou krtce. Aktivce svítidl svit je omezen n dou krátkého impulzu, Or. 5. K řešení 3 příkldu 3 Or. 5. K řešení příkldu 3 Or. 52. K řešení 2 příkldu 3 je-li ktivován, jink n dou dlouhého impulzu dlouze. Pokud ke druhému stisku dojde po skončení zdného odstupu (intervl), je svítidlo zhsnuto. Systemtický popis sekvenčních úloh Již dost ylo příkldů n vyhodnocení jednoho tlčítk. Úlohy čítání čsování udou proírány ještě později. Nyní ude text věnován metodice popisu složitějších sekvenčních úloh. Názorný výkonný prát k tomu poskytuje teorie konečných utomtů Petriho sítí. Z oou teorií vychází grfický progrmovcí prostředek s názvem Grfcet (zvedený frncouzskou firmou Telemechnique). Později yly vytvořeny jeho různé mutce pro progrmování PLC. Výsledkem jejich unifikce je prostředek sekvenčního progrmování SFC (Sequentil Function Chrt), který je zhrnut do normy IEC EN Grfcet SFC nejsou totožné Grfcet je oecnější, SFC je výsledkem kompromisu, který vznikl při vytváření normy. Zde půjde jen o zákldní myšlenku oou prostředků, která ude vysvětlen n nejjednodušších příkldech. Příkld 33: Popište nejjednodušší vrintu postupu ovládání venkovních žluzií v domě. Podoným postupem jsou ovládán jiná elektromechnická zřízení se dvěm stilními stvy (npř. rolety, mříže, mrkýzy, dveře, vrt, okn pod.). Předpokládejme ovládání tlčítky dolu, nhoru generování výstupů pro pohon směrem sthuj vythuj. Oě krjní polohy jsou indikovány koncovými spínči nhore dole. Řešení: Nejjednodušší postup je popsán přechodovým grfem n or. 54, který lze slovně interpretovt tkto: výchozí krok je klidový, všechny výstupy jsou nulové. Při stisku tlčítk dolu se ktivuje krok, který odpovídá řízení pohyu směrem dolů. V něm je výstup sthuj jedničkový výstup vythuj zůstává nulový. Dosžení dolní mezní polohy je indikováno koncovým spínčem dole uskuteční se přechod do kroku 2, td. Tkto lze jednoduše názorně slovně interpretovt i velmi složité sekvenční grfy. Zákldní prvky SFC Grfická podo sekvenčního postupu, vytvořená prostředky SFC neo Grfcet, je oznčován jko 4

42 Or. 53. K řešení příkldu 32 Or. 54. Sekvenční digrm ke zjednodušenému postupu ovládání venkovních žluzií (k řešení příkldu 33) přechodový digrm, přechodový grf neo též stvový digrm. Odélníkové znčky jsou symoly pro kroky sekvenčního lgoritmu (používá se i pojmenování stvy, podle zvyklostí v teorii konečných utomtů). Odpovídá jim situce, která je po určitou dou neměnná (setrvání v kroku). Dvojitá odélníková znčk (zde první nhoře) oznčuje počáteční krok neo též iniciální stv, v němž zčíná popisovný postup. Uvnitř znčky je vepsáno jméno kroku, které je kódovým znkem kroku, ovykle jeho pořdovým číslem. Vedle znčky jsou uvedeny ktivity odpovídjící setrvání v kroku zde jsou uvedeny pouze hodnoty odpovídjících výstupů. Mohou tm ýt uvedeny i dlší ktivity, čsové závislosti ovykle zvláštní symolikou neo progrmem ve zvoleném jzyce, popř. přechodovým grfem nižší úrovně (podgrfem, vnořeným grfem). Spojnice mezi kroky jsou oznčovány jko hrny. Vodorovné čárky, kterými jsou přeškrtnuty, znčí přechody (trnsitions). Vedle znčky přechodu je uveden podmínk přechodu. Je to dvouhodnotová proměnná, která může ýt jednoduchou proměnnou, logickým výrzem či progrmem ve zvoleném jzyce po dle normy. Aktivní stv je při interpretci grfu oznčován hvězdičkou. Přechod z předchozího kroku do následujícího se uskuteční, jestliže vychází z ktivního kroku součsně je splněn podmínk přechodu. Při této jednorázové události se ktivit přelije, přeskočí z výchozího kroku do následného výchozí stv přestne ýt ktivní ktivit je předán následnému stvu. Proztím výkld zůstává u jednoduchých lgoritmů, jejich přechodové grfy nejsou větvené, ovykle mjí tvr přímé linie (která zčíná v počátečním kroku končí v koncovém kroku) neo smyčky, jejíž koncový stv pokrčuje v počátečním stvu. Předstvení druhého utor Počínje tímto pokrčováním je seriál společným dílem dvou utorů. Novým spoluutorem je Josef Černý. Je mu 2 let studuje Fkultu doprvní ČVUT v Prze, studijní projekt Automtizce technická dignostik v doprvě. Ldislv Šmejkl, Josef Černý Ktmrn SLIM třídy Gunot 55 určený pro závody kolem svět postvili v Jižní Africe. Nmontovli do něj Foxtrot pro supervizi všech zřízení lodi přes tlet. Nprogrmovl ho firm B&R Design n dálku z Holndsk. A ěhem první plvy do Kriiku ještě doldili poslední detily podle přání posádky. Opět n dálku, přes stelit. 42 AUTOMA

43 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (6) Tto část seriálu se podroněji věnuje popisu prvidel grfického nástroje SFC (Sequentil Function Chrt) k progrmování sekvenčních úloh. Nástroj SFC je sice součástí normy IEC EN 63-3, le v prxi není příliš používán ne všichni výroci jej implementují ve svých vývojových systémech, ne všichni uživtelé jej zkoupí, ne všichni progrmátoři jsou ochotni kceptovt odlišné přístupy k progrmování. Přesto je účelné tento nástroj používt, i kdyy yl jen metodickou pomůckou sekvenční grfy yly vytvářeny jen jko kreslené orázky pro potřey návrhu dokumentce progrmů. Nástroj SFC totiž vychází ze stvového popisu lgoritmů, podoně jko konečné utomty Petriho sítě. Předstvuje systemtický přístup k progrmování. Zvyšuje produktivitu progrmátorské práce zkrcuje dou tvory progrmu, výrzně omezuje výskyt chy progrmátor, zpřehledňuje progrm usndňuje provádění změn v progrmu. Dosvdní příkldy sekvenčních funkcí v tomto seriálu (s výjimkou příkldu 33) yly řešeny intuitivně. Znmená to, že progrm je vytvářen ez jednotné systemtické metodiky. N zákldě intuice progrmátor jsou do progrmu umísťovány funkční loky s funkcemi pměti ( klopné ovody typu SR, RS, T, detekce hrn proměnných, čítčů čsovčů) mezi nimi jsou doplňovány prvky, které vytvářejí kominční logické funkce. Intuitivní návrh spočívá v postupu: je zde tře měřit čs, hodil y se nějký čsovč tdy je tře hodnotu zpmtovt, dáme tm klopák (zápis funkcí S neo R) je tře vyhodnotit počet události, dáme tm nějký čítč někm je tře doplnit podmínku, nvrhneme pro ni kominční logickou funkci td.. Pměťové funkce, které jsou zákldem relizce sekvenčního chování ( mezi ně se počítjí různé typy klopných ovodů, čítčů čsovčů, v nejhorším přípdě i zpětné vzy neo podmíněné příkzy), jsou v progrmu umístěny zcel choticky. N předchozích příkldech ylo vidět, že funkce progrmu někdy závisejí i n pořdí, v jkém jsou jednotlivé funkční loky příkzy v progrmu umístěny při změně pořdí se může změnit chování progrmu, ovykle směrem k chyě. Stejná vnitřní neo výstupní proměnná ývá oslovován z různých míst progrmu různým způsoem, npř. prostým zápisem, nstvením (SET) neo vynulováním (RESET). Stčí mlá nepozornost (ozvláště při dodtečných změnách neo oprvách progrmu) k tomu, y progrm vykzovl chyné chování. Vděčnými zdroji chy ývjí podmíněné příkzy v jzyce ST, popř. i zpětné vzy (těm je vhodné se v progrmu vyhnout, le někdy nejsou sndno rozpozntelné). Funkční vzy souvislosti může zkušený progrmátor podržet v hlvě u jednoduchých progrmů, po omezenou dou si lze pmto) ) c) d) Intuitivní přístup k progrmování AUTOMA e) f) g) h) i) Or. 55. Způsoy definování podmínky přechodu: () podmínkou v jzyce ST vprvo od znčky, (, c) podmínkou v LD FBD vlevo od znčky, (d) prostřednictvím konektoru směřujícího ke znčce přechodu, (e, f) konektorem směřujícím od podmínky definovné v LD neo v FBD, (g) proměnnou, jejíž hodnot se odděleně vyčíslí v progrmu příkzy TRANSITION END_TRAN- SITION: (h) v jzyce LD (i) v jzyce FBD 43

44 vt uživtelské funkce funkční loky. Pk lze úspěšně otestovt funkčnost lděné progrmové jednotky. Pro komplikovnější rozsáhlejší progrmy je to le téměř vyloučeno ozvláště vrcí-li se progrmátor k progrmu po delší doě od jeho vytvoření neo je nucen uprvovt cizí progrm. Pk kždá dodtečná změn neo oprv v soě nese riziko nových chy. ) ) c) d) Or. 56. Příkldy jednoduchých kcí přidružených ke krokům: () s funkcí zápisu ez pměti s kvlifikátorem N, () s pměťovou funkcí S R, (c) s dvojitou kcí krok, s kcí popsnou progrmem v ST Zdání příkldů sekvenčních funkcí z předchozích kpitol je možné povžovt spíše z nekomplikovné jejich řešení ylo několikrát kontrolováno. Přesto lze očekávt, že pozornému čtenáři se v některých podří odhlit chyky, nekorektní či diskutilní chování ozvláště v mezních situcích, o kterých se v zdání nemluvilo. Úloh 63: Anlyzujte řešení příkldů z předchozích pokrčování pokuste se v nich odhlit nekorektní chování (snd i chyky ) neo chování, u něhož nelze jednoznčně určit, zd je v souldu se zdáním, či nikoliv. Vše nálezy (i s utorstvím) zveřejníme v tomto seriálu utor odměníme ročním předpltným čsopisu Autom. Stvový přístup k progrmování Teoretické zákldy stvového přístupu k relizci sekvenčních funkcí ( většin úloh z prxe řeší sekvenční prolémy) tvoří teorie konečných utomtů Petriho sítí (P-sítí). Z nich vychází progrmový produkt Grfcet Or. 57. Oecná struktur loku kce přidružené ke stvu Or. 58. Vnější rozhrní neviditelného funkčního AC- TION_CONTROL nástroj SFC podle normy IEC EN O lze povžovt z hyrid, vycházející z relizce konečného utomtu Mooreov typu podskupiny Petriho sítí. Podsttným znkem stvového přístupu je skutečnost, že celá sekvenční úloh se rozloží (dekomponuje) n posloupnosti oddělených událostí. V nich lze chování progrmu popst kcemi. Akce ývjí reprezentovány jednoduchými příkzy, které ovykle ovlivňují stv souvisejících proměnných (vnitřních neo výstupních) s přípdnými čsovými závislostmi. Jko kce jsou le uváděny i úseky progrmu v některém z jzyků PLC, popř. podřízený sekvenční grf (podgrf). Dekompozice sekvenčního lgoritmu n události přechody vytváří předpokld k systemtickému progrmování. Sekvenční grf lze vytvářet ( následně číst) jko příěh typu: ve výchozím stvu cekej n odstrtování (rozsviť signálku priprven), pk přejdi do stvu npoustej (nstv proměnnou cerpdlo), čekej n spínč pln, který je podmínkou přechodu do stvu predpirej,. Většin strojů technologických procesů je řízen podle odoných lgoritmů, se strukturou posloupnosti událostí (kroků). Spojením symolů událostí přechodů mezi nimi vznikne grfický útvr síť, grf. Ovykle se nzývá síť SFC, grf SFC, sekvenční grf, stvový grf, přechodový grf, přechodový digrm (mnohoznčnost v názvech je způsoen odlišnostmi v terminologii výchozích teorií). V teorii konečných utomtů odpovídjí událostem stvy v sekvenčním grfu (přechodovém digrmu) jsou oznčovány kroužkem neo oválem. V teorii Petriho sítí odpovídjí událostem míst. V grfickém znázornění Petriho sítě jsou rovněž oznčovány kroužkem neo oválem. V progrmových nástrojích typu Grfcet neo SFC odpovídjí událostem kroky, které jsou oznčovány odélníkovou znčkou s vepsným jménem kroku. Počátečnímu kroku odpovídá odélník s dvojitým orámováním. Znčky se symoly událostí (stvy, míst, kroky) jsou podle potřey propojeny spojnicemi nzývjí se hrny. Vedle kždé hrny je uveden podmínk přechodu, která určuje vznik nové události. Přechod mezi událostmi znmená opuštění (dektivci) dosvdní události ktivci následující události. U konečných utomtů se podmínk přechodu vpisuje přímo ke hrně. U Petriho sítí se podmínk uvádí vedle znčky přechodu (trnsition), která protíná hrnu (ovykle vodorovně) je to tučná krátká úsečk neo úzký odélník. V přípdě nástroje Grfcet neo SFC je znčkou přechodu krátká úsečk, která vodorovně přetíná svislou hrnu. Je nutné, y se v grfu střídly symoly kroků se symoly přechodů. Není přípustná nepřerušovná sekvence dvou kroků z seou ni nepřerušená sekvence dvou přechodů. Poznámk: V přípdě konečných utomtů je událost chrkterizován termínem stv, ztímco u Petriho sítí oznčuje termín stv souhrnnou ktivitu všech míst sítě. Podoně i pro Grfcet SFC oznčuje termín stv ktivitu všech kroků sítě. Tto skutečnost je mtoucí pro progrmátory, kteří jsou zvyklí n používání konečných utomtů. Implementce sekvenčních grfů Existuje mnoho progrmových produktů určených pro popis sekvenčních úloh formou přechodového grfu konečného utomtu neo 44 AUTOMA

45 Or. 6. Jednoduchá sekvence v grfu SFC některého typu Petriho sítě. Existují i progrmy, které relizují různé vrice n tém Grf cet neo SFC, některé jsou uživtelsky velmi přívětivé. Npříkld může ýt n orzovce zorzen jen struktur přechodového grfu s kroky přechody. Teprve po kliknutí n zvolený krok se zorzí progrm kce, který tomuto kroku odpovídá při ktivci kroku se vykonává. Zde ude důsledně používán symolik SFC, zvedená v normě IEC EN 63-3, i když jen ke zjednodušenému popisu. Podronější popis uvádí norm [] třetí díl skript [7]. Je prvděpodoné, že implementce těchto nástrojů ve vývojových systémech různých výroců PLC se v detilech mohou lišit, le v důležitých zásdách y se měly shodovt. I v přípdě, že čtenář nemá k dispozici progrmový produkt pro implementci SFC neo Grfcet, je účelné tuto symoliku používt, tře jen pro ruční kreslení grfu v zájmu systemtického návrhu přehledné dokumentce progrmu. Přechodový digrm (v jkékoliv formě, tře i v symolice konečných utomtů) je dorým komunikčním prostředkem mezi projektntem či konstruktérem progrmátorem. Pro oě ktegorie tvůrčích prcovníků je přechodový digrm srozumitelný. Lze tk předejít nedorozuměním, čsovým ztrátám, sporům reklmcím. Grf SFC je velmi kvlitním zdáním progrmu PLC jeho ruční převod do progrmu PLC je jen nenáročnou rutinou s minimálním rizikem vzniku chy. Nástroj SFC je všeoecně vnímám jko grfický prostředek pro tvoru progrmu pro Or. 59. Tělo neviditelného funkčního ACTION_CONTROL PLC. Méně je známo, že existují dvě odlišné formy progrmu SFC. První je již zmíněná form grfu SFC. Stejnou strukturu grfu lze popst i textovou formou, odoně jko v jzyce ST, npř. s využitím příkzů: STEP ) ) c) d) END_STEP, TRANSITION END_ TRANSITION, ACTION END_ACTION. Krok jeho příznky Or. 6. Výlučné větvení grfu SFC: () zčátek větvení v přirozeném pořdí priorit zlev doprv, () explicitní určení pořdí priorit, (c) výlučnost větvení je zjištěn vylučující se prvdivostí podmínek, (d) závěr výlučného větvení ) ) Or. 62. Simultánní větvení grfu SFC () synchronizce () Symolem události v SFC je krok. Je tvořen odélníkovou znčkou s vepsným jménem kroku může jím ýt liovolný identifikátor. Ke kždému kroku je přiřzen příznk kroku (Step Flg). Je to proměnná typu BOOL, která je součástí struktury (pole) příznků všech kroků. Je oznčován jko jméno kroku, z nímž následuje tečk symol X(x), npř. krok.x. Příznk kroku nývá hodnotu (TRUE), jestliže je odpovídjící krok ktivní, jink má hodnotu (FALSE). Příznk liovolného kroku může ýt použit jko vstupní proměnná progrmu kce neo podmínky přechodu (v liovolném z jzyků). V grfické formě je k dispozici n prvé strně znčky kroku. Ke kroku je ještě přiřzen příznk doy setrvání v kroku (doy ktivity kroku). Oznčován je jko jméno kroku, z nímž následuje tečk symol T(t), npř. krok.t. Je typu TIME je součástí struktury (pole) čsových příznků pro všechny kroky. Při inicilizci grfu SFC neo v okmžiku ktivce stvu je příznk kroku vynulován (nstven n hodnotu T#s). V průěhu ktivce kroku jeho hodnot nrůstá při dektivci kroku uchovává poslední hodnotu z okmžiku dektivce. Příznk doy setrvání v liovolném kroku může ýt použit jko vstupní proměnná v progrmu kce neo podmínky přechodu (v liovolném z jzyků). AUTOMA 45

46 Or. 63. Přeskok posloupnosti kroků ) ) Or. 64. Zpětná vz překlenující posloupnost kroků: () stndrdní kreslení, () zdůrznění směru vývoje šipkmi Přechody Přechod předstvuje podmínku, která dovolí přechod z jednoho neo několik výchozích stvů do jednoho neo několik následných stvů. Může ýt dán podmínkou v jzycích ST, LD neo FBD (or. 55,, c), konektorem (or. 55d, e, f) neo proměnnou (or. 55g), jejíž hodnot se odděleně vyčíslí v progrmu příkzů TRANSITION END_ TRANSITION v jzyce LD (or. 55h) neo FBD (or. 55i). Ekvivlentní je textová konstrukce: TRANSITION FROM krok TO krok2 := sthuj & dole; END_TRANSITION Akce stvů Mohou existovt kroky, ke kterým není přiřzen žádná kce. Progrm v nich nic nevykonává, jen čeká n splnění podmínky přechodu do následujícího kroku. Nejčstěji se vyskytují kroky, jejichž kce jednoduchým způsoem ovládjí hodnoty zvolených proměnných. N or. 56 je v kroku krok zpisován hodnot (TRUE) do proměnné sthuj (kvlifikátor N znmená, že do oslovené proměnné je pouze zpisován hodnot příznku stvu zápis ez pměti). Ke kroku krok2 není přidružen žádná kce, krok jen čeká n konec své ktivce. Není osloven žádná proměnná, ni sthuj. Její hodnot se vrcí do nuly, protože příznk kroku (krok.x) je již nulový, nulová je tedy i jím ovládná proměnná sthuj. N or. 56 je stejná situce řešen odlišně. V kroku je proměnná sthuj nstven n hodnotu, ovšem S oznčuje zápis hodnoty s pmětí (s funkcí SET). Tto proměnná zchovává svou hodnotu, dokud není vynulován (zde kcí s kvlifikátorem R) u kce přidružené ke kroku krok2. Ke kroku může ýt přiřzeno několik kcí, npř. n or. 56c je ke kroku krok přidružen dlší kce, která nuluje (resetuje) proměnnou vythuj. Stejnou kci ) ) Or. 65. Mechnismus přechodu přechod je nemožný: () jednoduchý přechod, () synchronizce simultánní větvení ) ) Or. 66. Mechnismus přechodu přechod čeká n splnění podmínky: () jednoduchý přechod, () synchronizce simultánní větvení ) ) Or. 67. Mechnismus přechodu přechod se uskutečnil: () jednoduchý přechod, () synchronizce simultánní větvení řeší konstrukce n or. 56d, kdy je ve zvláštním poli uveden progrm (zde dv příkzy v jzyce ST), který provede poždovnou kci. V oecném přípdě může mít lok kce strukturu podle or. 57. V poli kvlifikátor je uveden symol poždovné kce ve význmu: žádný (None): zápis ez pměti, N (Not Stored): zápis ez pměti, R (Reset Overriding): reset přednostní, S (Set): zápis s pmětí, L (Time Limited): čsově ohrničený, D (Time Delyed): čsově zpožděný, P (Pulse): impulz náěžné hrny, SD (Stored nd Delyed), SL(Stored nd Limited), DS (Delyed nd Stored). Funkce v poli kvlifikátor jsou relizovány (pro uživtele neviditelným) funkčním lokem ACTION_CONTROL. Jeho vnější rozhrní je uvedeno n or. 58, tělo loku je n or. 59. Je-li kce deklrován jko ooleovská proměnná, je výstup Q tohoto loku zpisován do této proměnné. Jestliže je kce deklrován jko úsek progrmu (posloupnost příkzů v ST, IL neo ovodů v LD, FBD), tento úsek progrmu se ude průěžně vykonávt, dokud výstup Q ude mít hodnotu (TRUE). Nposledy se vykoná při sestupné hrně výstupu Q. V poli indikční proměnná lze volitelně doplnit ooleovské proměnné, které indikují npř. dokončení kroku, vypršení předepsné doy kroku (timeout), podmínky chyy v kroku td. Není-li toto pole uvedeno pole jméno kce specifikuje, že kcí je ooleovská proměnná, tto proměnná může ýt rovněž interpretován jko indikční proměnná. Vyhodnocení grfu SFC Čsto má grf SFC jednoduchou strukturu ve formě řetězce kroků přechodů, který končí v koncovém kroku neo se z koncového kroku vrcí zpět do počátečního. Je tvořen jednoduchými sekvencemi podle or. 6. Někdy je tře provést větvení grfu SFC. Podoně jko v přípdě konečných utomtů je tře zjistit, y v celém grfu yl ktivní jen jeden krok. Proto je zpotřeí při větvení (výěru sekvence) respektovt pořdí priorit pro jednotlivé větve. Přirozené je pořdí zlev doprv (n or. 6 je nejprve vyhodnocován podmínk pk c). Jestliže tento způso nevyhovuje, lze pořdí priorit jednotlivých větví explicitně určit čísly před znčkmi přechodů. Podmínky přechodů se pk stnovují v určeném pořdí. V situci n or. 6 se nejprve ude vyhodnocovt podmínk přechodu c pk teprve podmínk. Optimální situce nstává, 46 AUTOMA

47 Or. 68. Příkld neezpečné sítě Or. 69. Příkld nedosžitelné sítě, ezvýchodná situce jestliže se prvdivosti podmínek n zčátku větvení nvzájem vylučují. N or. 6c prvdivost první podmínky () vylučuje prvdivost druhé (NOT & c) nopk. Nevyřčenou podmínkou korektnosti grfu SFC je, že logický součet prvdivostí podmínek všech přechodů n zčátku větvení musí ýt roven jedné. Z toho vyplývá, že vždy je ktivován některá z větví. V opčném přípdě hrozí riziko, že žádná z větví neude ktivován vykonávání grfu se zlokuje. N or. 6d je zorzen závěr výlučně ktivovných větví. Existují stroje, linky technologické procesy, které vyždují, y yl hlvní proces rozdělen n dv neo více dílčích procesů, které proíhjí souěžně nezávisle n soě ž do fáze, kdy je tře je synchronizovt opět pokrčovt ve společném procesu. V grfu SFC to předstvuje nutnost rozdělit hlvní větev n několik souěžně ktivovných větví. Mluví se o simultánním větvení grfu. Příkld zčátku simultánního větvení je uveden n or. 62. Je-li ktivní krok k2 je splněn podmínk, udou ktivovány kroky k3 k4, popř. dlší kroky připojené pod dvojitou vodorovnou čáru ( krok k2 ude dektivován). Zčátek simultánního větvení je znázorněn dvojitou vodorovnou črou. Z kždého ze simultánně ktivovných kroků mohou vést liovolně strukturovné větve, které se vyvíjejí nezávisle n soě. Protějškem simultánního větvení je synchronizce, znázorněná n or. 62. K ktivci kroku k9 je nutné, y yly součsně ktivovány kroky k7 k8, popř. dlší kroky nd dvojitou črou splněn podmínk přechodu d. Před uskutečněním přechodu se počká, ž ude ktivní poslední z kroků, připojený shor ke dvojité čáře, teprve pk je vyhodnocen podmínk přechodu. Zvláštním přípdem výlučného větvení je situce podle or. 63, kdy jedn z větví (zde z podmínkou d) neoshuje žádný krok překlenuje větev s posloupností stvů. Opčným přípdem je zpětnovzení smyčk znázorněná n or. 64 or. 64. Je opět tvořen větví, která neoshuje žádné kroky, le směřuje opčným směrem od podmínky d vede zpět ke kroku k. Z or. 64 je sice zřejmý opčný směr větve, le jistější je potvrdit jej šipkou, podle or. 64. Postup vyhodnocení přechodů je názorně ukázán n or. 65 ž or. 67. N or. 65 je znázorněn situce, kdy nemůže dojít k přechodu (n or. 65 pro jednoduchý přechod, n or. 65 pro synchronizci simultánně ktivovných větví následné simultánní větvení). Pokud výchozí krok není ktivován, nemůže dojít k přechodu, ť je hodnot podmínky jkákoliv. N or. 66 je znázorněn situce, kdy výchozí krok je sice ktivní, le přechod se neuskuteční, dokud není podmínk splněn (zde má nulovou hodnotu). Podoná situce je znázorněn n or. 66, kde jsou ktivovány všechny tři výchozí kroky, le není splněn podmínk přechodu. Teprve or. 67 ukzuje situci, kdy yl splněn podmínk přechod se uskutečnil. Hvězdičkmi jsou oznčeny ktivní kroky. Použití grfu SFC k návrhu progrmu sice omezuje riziko chy progrmátor, le zcel je nemůže vyloučit i v SFC lze vytvořit chyné progrmy. N or. 68 je uveden příkld sítě SFC, která je oznčován jko neezpečná síť (unsfe). Předpokládejme, že po simultánním větvení po podmínce jsou kti vovány kroky k k2. Po splnění podmínky c se postupně ktivují kroky k4, k6, k opět jsou splněny předpokldy ktivce k s k2. Krok k le stále zůstává ktivní yl y ktivován podruhé, v dlším oěhu smyčky potřetí td. Může tk docházet k nekontrolovnému množení znček ktivce kroků. N or. 69 je uveden příkld sítě SFC, která je oznčován jko nedosžitelná (unrechle). Po simultánním rozvětvení jsou ktivovány kroky k k2. Je-li splněn podmínk, ude ktivován krok k3 po splnění podmínky d ude ktivován krok k5. K dlšímu přechodu le nemůže dojít, protože krok k6 nemůže ýt ktivován (stv je nedosžitelný). Při předpokldu, že po ktivci k2 ude splněn podmínk c pk e, ude ktivován k6. Opět tk nstává ezvýchodná situce, protože nelze ktivovt k5 ni přechod do kroku k s podmínkou f. Nstává tk situce, která je oznčován jko ezvýchodná, uzmčená (locked up). Poznámk: V seriálu se střetávjí dv styly textu. V textu jsou podle zásd mtemtické szy uváděn jmén proměnných kurzívou (npř. vstup, vstup2, vystup). Progrm v textové formě jzyk ST je le psán ve vývojovém systému, který nerozlišuje styl písm. Proto jsou tytéž proměnné v progrmu ST psány stojtým písmem: vystup := vstup AND vstup2; Podoná situce je i u orázků v této i v předchozích částech seriálu. Orázky předstvují frgmenty grfu SFC, který je v prxi rovněž vytvářen progrmem vývojového systému, texty v nich jsou tedy zorzovány stojtým písmem, proto je v textu uveden npř. proměnná krok stejná proměnná je v orázku vyznčen jko krok. Ldislv Šmejkl, Josef Černý Blck Se Terminl. Přečerpávání ázerájdžánské ropy z cisteren n námořní tnkery řídí od roku 26 Tecomty TC7. Dispečink je postven n SCADA systému Relince. AUTOMA 47

48 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (7) V minulé části seriálu (Autom 6/23 n str. 38) yly popsány zákldní prvky prostředku SFC. Do tohoto dílu jsou zřzeny ilustrční příkldy s řešením jednoduchých sekvenčních prolémů z ooru techniky udov. Odoné úlohy lze njít již vyřešené v podoě funkčních loků nízených dodvteli PLC. Npříkld n stránkách je volně dostupná knihovn BuildingLi, jejíž funkční loky řeší typické úlohy z ooru techniky udov, npř. schodišťový utomt, ovldč žluzií, termostty, převodník čísl n pulzně šířkovou modulci PWM. Knihovní loky jsou komplexní již ověřené, připrvené k použití le jsou uzvřené, jejich řešení není viditelné. Zde uváděné příkldy jsou sice zjednodušené, le názorně ilustrují metodiku možných postupů při řešení podoných prolémů s využitím SFC. Příkld 34: Rozlišení krátkého dlouhého stisku Vytvořte progrm s využitím SFC, který rozlišuje krátký dlouhý stisk tlčítk krtší neo delší než 2 s. Řešení: Zdání odpovídá progrm podle or. 7. Oproti příkldům z předchozích částí seriálu je řešení zjednodušeno tk, že provádí pouze smotné rozlišení délky držení tlčítk, le už se nezývá ovládáním kčních členů (npř. svítidel, popř. ventilátorů, pohonů) to už lze sndno doplnit podle konkrétní situce poždvků uživtele. Progrm generuje výstupy stisk (příchod tlčítk z klidového stvu), krtky dlouhy (rozpoznná délk držení tlčítk). Z výchozího kroku k se po stisku tlčítk tl ktivuje krok k. V něm je generován výstup stisk je ktivován vnitřní proměnná limit ve formě impulzu délky 2 s. Aktivuje jej kce s kvlifikátorem SL, T #2s, která prodlouží příznk stvu k.x (nství jeho pměť set) vygeneruje od něj impulz limit v délce 2 s. Dlší přechod se uskuteční ž po uvolnění tlčítk tl jestliže se tk stne v doě trvání impulzu limit, ktivuje se krok k2 (který po dou své ktivity generuje výstup krtky), jink je ktivován krok k3 generován výstup dlouhy. V oou těchto krocích jsou generovány zpožděné proměnné prodl_ prodl_2 (zde oě se zpožděním s, v důsledku kce D, T#s), které zjistí potřenou dou trvání výstupů potlčí odezvu n přípdné opkovné stisknutí tlčítk. Po této prodlevě je ktivován krok k4 v přípdě, že neylo opětně stisknuto tlčítko tl, je okmžitě ktivován klidový krok k. Příkld 35: Rozlišení jednoduchého dvojitého stisku Vytvořte progrm s využitím SFC, který rozlišuje jednoduchý dvojitý stisk tlčítk tl v intervlu 3 s. Or. 7. Sekvenční grf SFC pro rozpoznání krátkého dlouhého stisku tlčítk (k příkldu 34) Or. 7. Sekvenční grf SFC pro rozpoznání jednoduchého dvojitého stisku tlčítk (k příkldu 35) Řešení: Zdání odpovídá progrm podle or. 7. Po prvním stisku tlčítk tl (z výchozího kroku k) je ktivován krok k. Jeho kce generuje výstup první vnitřní impulzní proměnnou limit s doou trvání 3 s. Dlší přechod se ktivuje s uvolněním tlčítk. Jestliže se tk stne po ukončení impulzu limit, je ktivován krok k7 s výstupem dlouhe prodlevou prodl_3 v délce s, po níž se ktivuje společný závěrečný krok k6. Bylo-li z kroku k tlčítko tl uvolněno znovu stisknuto ěhem limitu, jsou postupně ktivovány kroky k2 k3 v k3 je generován výstup druhé. Dlší přechod se uskuteční s uvolněním tlčítk tl. Stihne-li se to ještě v limitu, je v kroku k4 generován výstup v_lim (trvání oou stisků ylo v limitu) v opčném přípdě se uskuteční přechod do kroku k5, který generuje výstup po_lim (druhý impulz skončil po limitu). Po prodlevě s (prodl_, prodl_2, prodl_3) je ktivován závěrečný krok k6 po něm (při klidném tlčítku) výchozí krok k. Do kroku k5 směřuje i přechod z kroku k2 v přípdě, že podruhé ylo tlčítko stisknuto ž po uěhnutí limitu. Poznámk: Popsný progrm řeší i zdání příkldu 34 výstup dlouhy nese informci o tom, že ylo jednou stisknuto tlčítko, to po dou delší, než je limit 3 s. Z osttních výstupních proměnných lze logickým vyhodnocením odvodit, zd ylo tlčítko stisknuto jednou krátce, neo dvkrát ( ylo uvolněno ještě v limitu, neo ž po něm). Úloh 64: V předchozích částech seriálu vyhledejte příkldy zdání úloh, které se zývly rozpoznáním různých sekvencí stisků tlčítk řešte je znovu s využitím prostředku SFC. Příkld 36: Ovládání rolet žluzií s hlídáním čsových limitů Vytvořte progrm pro ovládání rolet, mříží, venkovních žluzií podoných dvoupolohových mechnismů. Kromě zákldních funkcí rozpoznejte ještě i typické chyové stvy (řešte dignostiku). Řešení: Příkld 33 (or. 54) v ptnácté části seriálu (květnovém čísle n str ) yl věnován podoné úloze, řešil ji le velmi zjednodušeně. N or. 72 je uveden progrm oecnější vrinty řešení. Vyhodnocuje 48 AUTOMA

49 čsové limity (wtch dog hlídcí pes ) pro doy vykonání zdných opercí. Po překročení některého z limitů se uskuteční přechod do stvu, který odpovídá rozpoznné chyě generuje chyové hlášení. Tkto jsou řešeny zákldní dignostické funkce. Řešení předpokládá, že mechnismus je spouštěn v horní výchozí poloze. Jko počáteční je tedy zvolen krok hore. Progrm vyhodnocuje dvě vstupní proměnné od tlčítek (tl_dolu, tl_nhoru), od dvou koncových spínčů (k_hore, k_dole) generuje dvě výstupní proměnné pro řízení pohonů (dolu, nhoru). Všechny mjí zdroj neo použití přímo v řízeném mechnismu. V chyových stvech jsou generovány dignostické proměnné nerozjel_d, nerozjel_h (po odstrtování dolů neo nhoru zůstává stále sepnutý koncový spínč horní neo dolní polohy ptrně prolém související s tlčítkem, pohonem neo s koncovým spínčem), nedojel_d, nedojel_h (po rozjezdu dolů neo nhoru nedosáhl včs odpovídjící krjní polohy ptrně chy související s pohonem neo s koncovým spínčem) vypcil (ez poždvku n pohy yl přerušen koncový spínč dolní polohy ptrně pokus o vypáčení, le možná jen chy koncového spínče neo uvolněného spoje). Protože jde o mimořádné situce, nejsou výstupy chyových hlášení využity v místě ovládného zřízení, jsou jko lrmy indikovány zorzovcími prostředky řídicího systému, popř. jsou komunikčním systémem předávány dále. V kroku strt_d je nstven výstupní proměnná dolu (kcí S) součsně je spuštěno generování vnitřní proměnné Wstrt_d s náěhem zpožděným o s (kcí D, T#s). Je-li do té doy rozpojen koncový spínč k_hore, znmená to, že se pohon rozjel je ktivován krok jede_d, v opčném přípdě je po uěhnutí doy prodlevy ktivován krok Err_, který generuje příznk chyy nerozjel_d. Podoný mechnismus pro zjištění překročených čsových limitů (wtch dog) je využit i v osttních situcích. Chyové stvy (kroky Err_ ž Err_5) jsou ve schémtu kresleny jko ezvýchodné nemjí pokrčování v dlších krocích. Předpokládá se, že odpovídjící chyy mjí příčinu ve hmotě (v hrdwru, npř. v pohonu, koncovém spínči, uvolněném přívodu, popř. v páčidle nrušitele) nelze je utomticky odstrnit vrátit se do ěžného provozního stvu. Je tře přivolt člověk, který situci posoudí zřídí náprvu. Po oprvě uvedení do výchozího stvu (do horní polohy) je z centrálního prcoviště ktivován progrm z počátečního kroku hore. Poznámk: Zde yly pro nstvení výstupních proměnných použity příkzy kcí typu S (set, nstvení pměti) k jejich vynulování kce R (reset, vynulování pměti). Proměnná nývá jedničkové (prvdivé) hodnoty od prvního nstvení kcí S ž do prvního výskytu kce R to i přes několik kroků, jejichž kcemi není osloven. Pro kždou tkto nstvovnou proměnnou je le nutné pmto- Or. 72. Sekvenční grf pro řízení rolet žluzií podle příkldu 36 Or. 73. Sekvenční grf pro řízení rolet žluzií podle příkldu 37 vt n to, že po kždé kci S musí někdy následovt zkončovcí kce R (tře i několik kcí R, pro rozvětvený progrm). Rovnocenně lze le výstupní proměnné ovládt kcí typu N (not stored), který oslovenou proměnnou rovněž nství do jedničkové hodnoty, le jen n dou ktivce odpovídjícího kroku (jedničkové hodnoty jeho příznku x), v osttních přípdech se proměnná vynuluje. Je-li tedy tře zchovt jedničkovou hodnotu proměnné po dou několik po soě jdoucích kroků, je nutné v kždém kroku zopkovt kci typu N pro tuto proměnnou. Kždá z uvedených zásd má své výhody nevýhody. Používání kce N je sice grficky ojemnější (vyžduje větší plochu), le n první pohled je viditelné, kdy je která proměnná jedničková neo nulová. Při používání kcí typu S, R hrozí riziko nedůslednosti že někdy uživtel opomene nstvenou proměnnou vynulovt. O přístupy lze podle potřey nvzájem kominovt. Příkld 37: Ovládání rolet s možností přerušení reverzce pohyu Vytvořte progrm pro ovládání rolet podoných dvoupolohových mechnismů s možností zstvení reverzce pohyu. Mechnismus se ovládá podoně jko v příkldu 36 dvěm vstupními proměnnými od tlčítek (tl_ dolu, tl_nhoru), od dvou koncových spínčů (k_hore, k_dole) generuje dvě výstupní proměnné pro řízení pohonů (dolu, nhoru). Jestliže je ěhen pohyu stisknuto kterékoliv z tlčítek tl_dolu, tl_nhoru, je pohy zstven po odeznění nstvené čsové prodlevy lze mechnismus uvést do pohyu opětovným stiskem liovolného tlčítk (odpovídjícím směrem). Nvíc je oproti příkldu 36 poždováno, y mechnismus mohl ýt ovládán z liovolné výchozí polohy (horní, dolní neo z mezipolohy). Řešení: Progrm v SFC je uveden n or. 73. Výchozím je zde stv nevi předpokládá se neznlost skutečné polohy mechnismu. Pohy je zstven je ktivován vnitřní proměnná čsové prodlevy s pockej. Při sepnutém koncovém spínči k_dole neo k_hore se uskuteční přechod do odpovídjícího kroku dole neo hore, jink se po čsové prodlevě pockej uskuteční přechod do kroku vyckl. Ten je určen pro čekání n stisk některého z tlčítek tl_dolu, tl_nhoru, kterými se AUTOMA 49

50 ude ktivovt pohy do některé z krjních poloh. Je-li při pohyu dolu, nhoru stisknuto některé tlčítko (tl_dolu OR tl_nhoru), uskuteční se přechod do čekcího kroku stop, ve kterém se pohy zství, po čsové prodlevě (náěhu proměnné revers) je po stisku tlčítk opět možné ktivovt pohy odpovídjícím směrem. Jestliže při pohyu vyprší čsová prodlev Wdolu neo Wnhoru, je ktivován krok Err_ neo Err_2 nstveno odpovídjící chyové hlášení nedojel_d neo nedojel_h. Úloh 65: Spojte zdání příkldů do jednoho vytvořte progrm pro komplexní ovládání dvoupolohových mechnismů. Úloh 66: Seznmte se s funkčními loky z knihovny funkčních loků BuildingLi pro techniku udov, která je volně dostupná n (npř. jednotlčítkový stmívč, schodišťový utomt se signlizcí před vypnutím, schodišťový utomt se stmíváním, ovldč roletových žluzií), vytvořte podle zdání své vlstní rovnocenné řešení, popř. vytvořte vlstní lterntivy zdání odoných prolémů vyřešte je. Relizujte jejich účelné zjednodušení neo zoecnění. Podle možností relizujte ekvivlenty funkčních loků z knihoven jiných výroců PLC. Ldislv Šmejkl, Josef Černý V Kolíně v elektrárně n iomsu s výkonem 6 MW dodl firm SEA sestvu Tecomtů TC7 Foxtrot n řízení kotle jeho odprášení. 5 AUTOMA

51 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (8) Dosud se utoři tohoto seriálu zývli nástrojem SFC. Jeho přínos spočívá v možnosti rozložit prolém n posloupnost elementárních událostí, kterým odpovídjí kroky k nim přidružené kce. Smotný přechod je zde povžován z ezvýznmnou, mžikovou událost, při které se nic neodehrává není k ní přidružen žádná kce. V teorii konečných utomtů tuto vlstnost vykzují utomty Mooreov typu. V prxi se le vyskytují i prolémy, pro jejichž popis jsou důležité právě přechody jim přiřzené hodnoty výstupních či vnitřních proměnných neo doprovodné kce. Tkový model sekvenčního chování se nzývá konečný utomt Melyho typu. Příkld 38: Rozpoznání směru pohyu osoy dvěm nepřekrývjícími se senzory PIR Předpokládejme chodu vyvenou dvojicí infrčervených senzorů pohyu PIR. Zde není důležité, jkým způsoem ovládjí osvětlení, le jk lze jejich informci využít k rozpoznání směru pohyu jedné osoy k určení míst, kde chodu opustil. Předpokládejme, že zorná pole oou senzorů se nvzájem nepřekrývjí (or. 74). Dále předpokládejme, že do chody lze vstoupit jen n jejích koncích že podél chody neexistuje žádný prostor, km y oso mohl vstoupit neo se z něj vynořit. Mlčky předpokládejme, že oso chodou projde ez dlouhých zstávek (y ji senzory PIR stále vnímly ) ez návrtů (reverzcí směru). Zóny Z Z4 lze povžovt z okrje chody, km senzor PIR již nedohlédne, le především jsou prostorem mimo chodu (npř. předsíň, schodiště, vchod do místnosti, východ z domu), km oso mohl vstoupit neo odkud se může n chodě vynořit. Řešení : Zorná pole oou senzorů vymezují v prostoru chody pět pásem zóny Z ž Z4. Kldnému směru zde odpovídá pohy vprvo, zápornému směru pohy vlevo. Výskyt osoy v jedné ze zón nese informci o její ktuál ní poloze, nikoliv o směru jejího pohyu. Teprve změn ktivity liovolného senzoru signlizuje pohy osoy do sousední zóny. Principiální přechodový digrm, jko zjednodušený model sekvenčního vyhodnocení, je uveden n or. 74. K odpovídjícímu přechodu jsou přidruženy kce, které nesou informci o směru pohyu impulzní výstupní proměnné p, m při překročení hrnic pásem při opuštění chody ještě proměnné vprvo, vlevo. Intervly mezi impulzy p, m mohou ýt využity k výpočtu rychlosti pohyu po chodě nepřímo k identifikci osoy AUTOMA neo jejího stvu. Proměnné vprvo, vlevo lze využít k informci o oszenosti odpovídjících místností neo ytu. V zájmu zjednodušení jsou jednotlivé zóny kroky konečného utomtu zorzeny stejnými symoly Z ž Z4. Při první ktivci je nstven počáteční krok nevi, protože o situci není nic známo, není registrován ) ) c) d) Or. 74. Rozpoznání směru pohyu osoy dvěm nepřekrývjícími se senzory PIR k příkldu 38 ) situce jko kldný směr (p) je oznčen pohy ze zóny Z směrem k zóně Z4, ) principiální přechodový digrm, c) přechodový digrm ez dvojznčností pro pohy jedné osoy n konec chody zpět, d) přechodový digrm pro situci, kdy druhá oso projde chodou stejným směrem ) ) c) Or. 75. Rozpoznání směru pohyu osoy dvěm překrývjícími se senzory PIR k příkldu 39 ) situce jko kldný směr (p) je oznčen pohy ze zóny Z směrem k zóně Z4, ) přechodový digrm pro pohy jedné osoy n konec chody zpět, c) přechodový digrm pro situci, kdy druhá oso projde chodou stejným směrem žádná oso. V tomto kroku model setrvává, dokud se nějká oso nevyskytne v zorném poli jednoho ze senzorů,. Pk je uskutečněn přechod uď do kroku Z (při ktivci senzoru ), neo do Z3 při ktivci senzoru. Při přechodu z počátečního kroku není přesně znám směr pohyu ni odpovídjící hodnoty výstupů mohou ýt tedy nulové. Při předpokldu, že oso n chodu vstoupil n jednom z jejích konců s cílem ji celou projít, je možné směr pohyu odhdnout tk, že přechod do kroku Z je doprovázen nenulovou hodnotou výstupní proměnné p při přechodu do Z3 je ktivován výstup m. Dlší vývoj je ptrný z přechodového digrmu jde o konečný utomt Melyho typu. Řešení 2: V přechodovém digrmu z or. 74 odpovídjí kldnému směru přechody s kcemi, které generují impulzy p (jsou kresleny vlevo od kroků). V prvé části grfu jsou zkresleny přechody, které odpovídjí zápor- 5

52 nému směru pohyu generují impulzy proměnné m. Zjednodušený model z or. 74 je le dvojznčný. Z kroku Z při splnění podmínky NOT AND NOT vedou dv přechody (kždý vyhodnocuje jiný směr pohyu), podoně z kroku Z3. Model je proto nepoužitelný. Korektní je teprve model z or. 74c. Vychází z předpokldu, že oso vstoupí n okrj chody se záměrem ji celou projít ž n opčný konec (nikoliv y jen poškádlil senzor PIR ) že je vyloučen možnost, kdy y se oso vynořil odnikud v prostoru chody. Přechodový grf je tvořen dvěm větvemi, jednou pro pohy vprvo (s kroky P, P2, P3) druhou pro opčný směr (s kroky M, M2, M3). I zde jsou impulzy p, m generovány i při přechodech z počátečního kroku nevi. Řešení 3: Model z or. 74c opět řeší jen zjednodušený přípd, kdy celou chodou prochází jediná oso postupně oěm směry (ze zčátku n konec pk zse zpět). Oecnější situce, kdy chodou mohou ještě postupně procházet osoy jedním směrem (s dosttečným odstupem druhá vstoupí, ž když první již prošl), je řešen v grfu n or. 74d. Ani tento model není zcel oecný. Zjednodušení spočívá npř. v tom, že nepředpokládá váhjící osou její možná zstvení (kdy ji senzor PIR přestne vnímt), návrty změny pohyu v prostoru chody. Všechny modely pltí z předpokldu, že chodou se pohyuje jediná oso, popř. dvojice či hlouček oso v zákrytu, tkže je senzory nerozliší. Bylo y sice možné snžit se grf zoecnit i pro více oso součsně se pohyujících po chodě. Dv senzory PIR jejich uspořádání ez překrytí k tomu poskytuje příliš málo informcí. Model y vykzovl ) ) c) Or. 76. Situce pro rozpoznání směru pohyu osoy třemi senzory PIR (k úloze 7) ) nepřerývjí se, ) s jedním překrytím, c) s dvojnásoným překrytím; jko kldný směr (p) je oznčen pohy ze zóny Z směrem k zóně Z6 Or. 77. Grf SFC, ekvivlentní přechodovému digrmu n or. 75c ) ) c) Or. 78. Příkldy provedení jednoduchých senzorů rotčního neo přímočrého pohyu ) rotující clonk, ) clonk ve tvru děrovného kotouče, c) clonk ve tvru děrovného prvítk příliš mnoho nejistot. Je účelné grf zoecnit tk, y všechny neovyklé situce směřovly do společného kroku (npř. nevi), ve kterém nejsou generovány žádné výstupní proměnné. Teprve při výskytu ovyklé situce y se onovil ovyklý režim vyhodnocení. Úloh 67: Doplňte konečný utomt z or. 74c tk, y (v mezích možností) rozpoznl krátké úseky reverzce směru váhjící osoy v prostoru chody. Úloh 68: Anlyzujte chování konečného utomt z or. 74c vyhodnoťte jeho chování, jdou- --li po chodě dvě osoy jedním směrem neo v protisměru v různých odstupech. Příkld 39: Rozpoznání směru pohyu osoy se dvěm překrývjícími se senzory PIR Předpokládejme chodu vyvenou dvojicí infrčervených senzorů pohyu PIR, jejichž zorná pole se nvzájem překrývjí (or. 75). Řešení: Zorná pole oou senzorů opět vymezují v prostoru chody pět pásem zóny Z ž Z4. Pohy osoy podél chody popisuje konečný utomt, jehož přechodový digrm je n or. 75. Ten le rozpoznává jen pohy jedné osoy ze zčátku chody n její konec zse zpět neumí rozeznt opkovný průchod dlších oso stejným směrem. To zvládne ž utomt podle or. 75c. Rozmístění senzorů s překrývjícími se zornými poli poskytuje více informce větší jistotu správného rozpoznání (dovoluje větší roustnost rozpoznávcího lgoritmu). Konečný utomt npř. dokáže správně vyhodnotit i návrty váhání osoy v prostoru chody (krátké návrty s reverzcí). Úloh 69: Doplňte konečný utomt z or. 75, c tk, y rozpoznl situci, kdy se v zóně Z2 oso ztrtí ze zorného pole oou senzorů (prvděpodoně updl). Úloh 7: Anlyzujte chování konečného utomt z or. 75, c vyhodnoťte jeho chování, jdou-li po chodě dvě osoy jedním směrem neo v protisměru v různých odstupech. Úloh 7: Pro trojici senzorů PIR s různým uspořádáním podle or. 76,, c nvrhněte přechodové digrmy konečných utomtů pro různé rozpozntelné situce. Příkld 4: Převod přechodového digrmu n grf SFC Přechodový digrm z or. 75c převeďte n rovnocenný grf SFC. Řešení: Prolém spočívá v tom, že konečný utomt Mooreov typu, stejně tk i grf SFC, dokáže rozhodovt o větvení v dopředném směru (při přechodech do následujících stvů), le nedokáže rozpoznt větvení ve zpětném směru (kterým přechodem yl ktivován ktuální krok). Prolém lze vyřešit npř. tím, že v místech přechodů se vytvoří pomocné kroky s krátkou doou život (le minimálně n dou jednoho cyklu progrmu). V nich 52 AUTOMA

53 Or. 79. Průěhy proměnných při vyhodnocení pohyu k příkldu 4 Or. 8. Přechodový digrm konečného utomtu pro vyhodnocení pohyu k příkldu 4 se přechod zdrží stne se krokem, ke kterému již lze přidružit odpovídjící kci. Je to ptrné z or. 77 (pro přehlednost je vypuštěn krok nevi spolu s odpovídjícími přechody). Jmén pomocných kroků jsou zde tvořen jko komince zdrojového cílového kroku. Jko podmínky přechodů, které vycházejí z pomocných AUTOMA kroků, je zvolen logická jedničk (ooleovská konstnt TRUE). Je to možné z předpokldu, že při implementci nástroje SFC je vyloučeno, y se po relizci jednoho přechodu okmžitě (ještě v témže cyklu progrmu) uskutečnil přechod následující. V opčném přípdě y ylo nutné uměle prodloužit dou život pomocných kroků, npř. čsovým zpožděním. Příkld 4: Rozlišení směru pohyu u technických systémů Podoný princip jko v příkldu 39 lze použít i v technice, npř. při rozpoznání směru pohyu vozidel neo vgonů při jejich počítání, le i při měření polohy pohyu strojních zřízení. Vyhodnoťte směr přírůstky úhlu ntočení s využitím půlkruhové clonky z or. 78. Řešení : N or. 78 je uveden příkld půlkruhové clonky n hřídeli, která periodicky zkrývá dvě fotouňky, jež jsou proti soě přeszeny o čtvrtinu ovodu kružnice. Při rovnoměrném otáčení jsou tk generovány dv periodické npěťové signály odélníkového průěhu fázově posunuté o čtvrtinu periody. Podoného efektu lze dosáhnout i uspořádáním podle or. 78 (děrovný kotouč) neo Or. 8. Úplný přechodový digrm, který oshuje přechody pro všechny komince vstupních proměnných i ty, které nemění stv (krátké smyčky), negenerují žádné výstupní proměnné neo generují příznky chyy (proměnná e) Přechodové digrmy konečných utomtů Konečné utomty jsou používány jko mtemtický model sekvenčního chování různých mechnismů, strojů či utomtizovných celků, při zdávání poždvků n jejich řízení, osluhy neo technologických receptur. Jsou dorým podkldem k preciznímu zdání progrmu PLC pro řízení technickou dignostiku. K popisu funkce se ovykle používjí přechodové digrmy, též nzývné jko stvové grfy či stvové digrmy. Jejich symolik je využíván při řešení příkldu 38 dlších. Je určen pro ruční kreslení. Její výhodou je přehlednost, názorný popis mlé poždvky n zorzovcí plochu. Je odlišná od zásd nástroje SFC, který je určen pro utomtické kreslení přechodových digrmů progrmem vývojového systému je přímo grfickou formou progrmu pro PLC. V přechodovém digrmu jsou kroky znčeny kroužky neo ovály, přechody spojnicemi mezi nimi hrnmi v grfu. V grfech konečných utomtů Melyho typu jsou podmínky přechodu jim odpovídjící kce uváděny vedle hrn grfu ve formě zlomku, kde podmínk přechodu je před lomítkem z lomítkem je kce přidružená k přechodu. Krokům není přiřzen žádná kce. Nproti tomu u grfů konečných utomtů Mooreov typu jsou u hrn uváděny jen podmínky přechodů kce jsou přidruženy ke krokům. V zájmu přehlednosti jsou v přechodových di grmech k řešení příkldu 38 dlších dodržovány zvyklosti Booleovy lgery: negce je znčen jko pruh nd proměnnou, ve funkci operátoru OR je používán symol součtu + operátor AND je nhrzen symolem násoení (tečk neo nic). V textu je le i ndále používán form logických výrzů podle zásd jzyk strukturovného textu (ST). V teorii konečných utomtů se používá jiná terminologie symolik než při popisu nástroje SFC. Ztímco se u konečných utomtů mluví o stvech, v terminologii SFC se ve stejném význmu používá pojmenování krok stvem je oznčován souhrnná ktivit celé sítě ktivit všech kroků grfu. Zde se utoři rovněž přiklánějí k pojmenování krok. Přechodové digrmy konečných utomtů Melyho i Mooreov typu jsou velmi názornou formu zorzení jejich lgoritmů. Jsou vhodné především pro počáteční fáze vývoje, pro rychlé ruční skici nvrhovných lgoritmů. Lze je doporučit konstruktérům strojů neo utomtizovných zřízení k popisu jejich funkce, pro precizní zdání progrmu PLC pro komunikci s progrmátorem. Ušetří se tk mnoho čsu předejde se stresu při diskusích nd zdáním při řešení přípdných sporů o chyné funkci, popř. při řešení reklmcí penále. Jsou vhodné i pro názorný popis funkce v dokumentci progrmu neo řízeného celku, le i k popisu postupu doporučené osluhy. Vytvoření grfu (sítě) podle zásd SFC je vhodné ž v konečné fázi progrmování. Pro přechodové digrmy konečných utomtů Mooreov typu jde jen o formální úprvu, většinou rutinního chrkteru (v podsttě jen o překreslení podle zásd SFC). U utomtů Melyho typu je le zpotřeí provést podsttnější změny struktury digrmu, ovykle přidt dlší kroky. Z teorie konečných utomtů vyplývá, že utomty oou typů mjí shodnou lgoritmickou sílu jsou nvzájem převoditelné. 53

54 po dle or. 78c (děrovné prvítko). V přípdě děrovného kotouče nemusí ýt senzory umístěny tk, y rozteč oou senzorů yl shodná s průměrem otvoru neo mezery mezi nimi (jko n or. 78), le mohou ýt umístěny o jeden otvor, podoně jko n or. 78c. Jko senzory nemusí ýt použity fotouňky, mohou to ýt npř. senzory přilížení u ozueného kol neo hřeene. Or. 82. Progrm v LD, který řeší zdání příkldu 42 dvě rovnocenné vrinty ) s použitím funkčních loků R_TRIG F_TRIG, ) s využitím utomtického generování hrn N or. 79 jsou uvedeny čsové průěhy oou signálů pro o směry pohyu (proměnné, ). Jejich komince definují kroky Z ž Z3. Stvu z or. 78 ž 78c (o senzory jsou viditelné nezkryté) odpovídá krok Z2. Pohyu v kldném směru odpovídá periodická posloupnost hodnot proměnných, podle grfu v levé části or. 79, zápornému směru pohyu odpovídá posloupnost hodnot podle grfu v prvé části orázku. Logickým vyhodnocením lze získt sérii čtyř impulzů ) ) ) ) c) d) Or. 83. Krnughovy mpy (K-mpy) pro generování výstupních proměnných při rozlišení směru pohyu ) pro impulzy kldného směru p, ) pro záporný směr m, c) pro příznk chyy e, d) sdružená K-mp pro všechny proměnné p, m, e p (pro směr plus) neo čtyř impulzů m (pro směr minus) v průěhu jedné periody. N or. 8 je je uveden přechodový digrm konečného utomtu, který rozpoznává směr pohyu jeho čtyři fáze. N or. 8 je jeho úplná verze. Kroky jsou zde uspořádány do kruhu. Při vyhodnocení pohyu je přípustná pouze změn jedné ze vstupních proměnných,. Tomu odpovídá přechod do jednoho ze sousedních stvů, podle směru pohyu (jko y se kruh s kroky ntočil v odpovídjícím směru). Oproti ovykle kresleným přechodovým digrmům jsou zde uvedeny přechody, které odpovídjí všem komincím hodnot podmínkových proměnných, i těm, které nemění stv žádné výstupy negenerují, jen potvrzují setrvání v součsném kroku ( krátké smyčky ). Některé komince zdánlivě nemohou nstt, le přesto se někdy vyskytnou v důsledku chyy (zde je to ovykle překročení povolené rychlosti, vd senzoru neo rušení). Jim odpovídjí přechody s příznky chyy zde chyu indikuje proměnná e = v situci, kdy se součsně změnily hodnoty oou podmínkových proměnných,. Dále je n uvážení návrháře, do kterého kroku nsměruje přechody s chyovými příznky. V uváděném přípdě se při chyě stv nemění, le mohl y se uskutečnit npř. přechod do kroku nevi neo do protilehlého kroku (npř. z kroku Z do Z2, ze Z do Z3 pod.) neo do zvláštního kroku pro chyové stvy. Příkld 42: Progrm rozlišení směru komince hldin hrn Z or. 79 je zřejmé, že výstupní proměnné p m mjí chrkter krátkých impulzů vyskytují se v okmžicích hrn (náěžných neo sestupných) vstupních proměnných,. Lze je popst logickými výrzy mezi ustálenými hodnotmi proměnných, impulzními proměnnými od jejich hrn. Relizujte tento progrm v jzyce LD. Řešení: Dvě vrinty progrmu, který řeší zdání, jsou uvedeny n or. 82. V první vrintě (or. 82) jsou impulzy od náěžných sestupných hrn generovány funkčními loky R_TRIG F_TRIG, ve druhé (or. 82) jsou impulzy generovány utomticky. Nvíc je zde uvedeno zjednodušené použití funkčního loku oousměrného čítče CTUD, který čítá pulzy pro o směry, generuje tk výslednou polohu neo ntočení. Reálná situ ce y si yl složitější rozsh číselných hodnot čítče y ptrně nepostčovl ylo y zpotřeí zvětšit jeho rozsh kskádováním. Dále je nutné uprvit zorzení záporných hodnot výsledku zvolit podmínky pro nulování čítče. Příkld 43: Progrm rozlišení směru minulé součsné vzorky Pro generování impulzů od hrn logických proměnných jsou vyhodnocovány vzorky dvou čsových úrovní součsné minulé. Použijte je přímo ke generování impulzů o směru pohyu. Řešení: N or. 83,, c jsou uvedeny K-mpy pro výstupní impulzní proměnné rozlišení směru (p, m) proměnnou e, která indikuje chyu (součsnou změnu dvou vstupních proměnných). Or. 83d zorzuje sdruženou K- -mpu pro všechny tři proměnné. Symoly, oznčují minulé vzorky, oznčují součsné (ktuální) vzorky. Různými postupy lze z uvedených mp získt různé 54 AUTOMA

55 formy ekvivlentních logických výrzů. Ptrně nejlíže k minimální formě jsou výrzy: p := ( XOR ) AND ( XOR XOR XOR ) ; m := ( XOR ) AND ( XOR XOR XOR ) ; e := ( XOR ) AND NOT( XOR XOR XOR ) ; := ; := ; Úspornější je tto form výrzů: spol := XOR XOR XOR ; p := ( XOR ) AND spol ; m := ( XOR ) AND spol ; e := ( XOR ) AND NOT spol ; := ; := ; Uvedené logické výrzy lze chápt jko úseky progrmu v jzyce strukturovného textu ST. Ve všech třech výrzech první vrinty se vyskytuje výlučný součet (XOR) všech operndů XOR XOR XOR, který je ve druhé vrintě vytknut před závorku formou pomocné proměnné spol. Po vyčíslení logických výrzů jsou ktulizovány hodnoty minulých vzorků součsný vzorek se v příštím progrmovém cyklu stne minulým. N or. 84 je ekvivlent druhé (úspornější) vrinty progrmu v jzyku LD. Or. 84. Progrm v LD pro druhou vrintu řešení vyhodnocení směru pohyu Úloh 72: Ověřte, že uvedený progrm odpovídá K-mpám z or. 83. Úloh 73: Podle mp n or. 83 vytvořte vlstní verze logických výrzů podle ovyklých postupů Booleovy lgery (s využitím operátorů AND, OR, NOT), pokuste se je minimlizovt převést n progrm PLC. Porovnejte složitost svého nejlepšího řešení s výsledky, které poskytují operátory XOR. Poznámk: Dvojice odélníkových fázově posunutých průěhů jsou ovyklým typem výstupů senzorů polohy pohyu (v ooru oráěcích strojů se mluví o odměřování). Prolemtikou se zývl čsopis Autom v dvojčísle 8-9/23 n str. 56 ž 57 (přehled trhu senzorů pro odměřování). Při měření polohy pohyu n oráěcích jiných prcovních strojích (npř. n tvářecích řezcích strojích, n rootech mnipulátorech, pilách, nůžkách, doprvních mnipulčních zřízeních) je le nutné měřit s extrémním rozlišením při extrémních rychlostech pohyu. Zde již nelze k řešení použít uživtelský progrm PLC. Vyhodnocení pohyu pk řeší specilizovné moduly řídicích systémů CNC, moduly řízení servopohonů, popř. specilizovné moduly PLC (zde se ovykle mluví o ooru Motion Control MC). I mlé progrmovtelné utomty (npř. Tecomt Foxtrot) jsou schopny vyhodnocovt pohy polohu průmyslových mechnismů, ovšem ne n úrovni uživtelského progrmu, le prostřednictvím specilizovných rychlých vstupů, které jsou vyhodnocovány vnitřním systémovým progrmem (firmwre). Ldislv Šmejkl, Josef Černý Firm Brintrst nszuje Tecomty do těžkého průmyslu. Vlevo je ukázk řízení žíhcích pecí, vprvo vizulizce tchogrfu těžního stroje. AUTOMA 55

56 Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 (9) Tímto pokrčováním končí seriál o progrmování PLC podle normy IEC/EN V předchozích částech seriálu yly postupně předstveny různé typy konečných utomtů kominční, se vstupní pmětí, utomt Mooreov Melyho typu síť SFC. Zejmén poslední tři jmenovné typy jsou mocnými nástroji při nvrhování lgoritmů progrmování úloh z prxe. N závěr ude uvedeno jejich porovnání souvislosti mezi nimi. Dosud yl k řešení příkldů používán především jzyk LD někde zákldní příkzy jzyk ST. V závěru plní utoři svůj sli předkládjí řešení jednoduchého příkldu ve zývjících jzycích: FBD, IL CFC. Souvislosti mezi konečnými utomty Dosud se čtenáři setkávli s různými mtemtickými modely sekvenčního chování s jejich ekvivlenty použitelnými v prxi při tvorě progrmů. Význmnou roli mezi nimi sehrávjí konečné utomty. V tomto seriálu není dosttek prostoru pro detilní teoretický výkld ni pro popis jejich relizce progrmem PLC. Stručný přehled konečných utomtů se schémty je uveden n or. 85. Kominční utomt Kominční utomt (or. 85) převádí součsné hodnoty vstupních proměnných x k n hodnoty výstupních proměnných y k. Relizuje kominční logické funkce, jejichž výstupní proměnné jsou logickými funkcemi komince ktuálních vstupních proměnných: y k = f(x k ). Symoly x y oznčují vstupní výstupní vektory, tj. souory vstupních výstupních proměnných zkráceně vstupy výstupy. Lze je rozepst jko souor dvouhodnotových (ooleovských) proměnných: x = (x, x 2, x n ) y = (y, y 2, y m ), kde n je počet vstupních proměnných (délk vstupního vektoru) m je počet výstupních proměnných (délk výstupního vektoru). Vektorový zápis vektorové funkce lze rozepst jko souor jednoduchých ooleovských funkcí kominčního typu: y = f (x, x 2, x n ), y 2 = f 2 (x, x 2, x n ), y m = f m (x, x 2, x n ). Index k oznčuje, že jde o součsné (ktuál ní) hodnoty proměnných. Typickými předstviteli kominčních logických funkcí jsou npř. převodníky kódů (dekodéry), prhové funkce, oecné symetrické funkce funkce relizovné logickými výrzy mezi ktuálními vstupními proměnnými. Většin postupů z učenic Booleovy lgery se zývá syntézou kominčních logických funkcí. Automt se vstupní pmětí Tké utomt se vstupní pmětí (or. 85) zprcovává součsné vzorky vstupních proměnných x k, le nvíc ještě historické vzorky vstupů x k-, x k-2, x k-n do určité hlouky n úrovní y k = f(x k, x k-, x k-2, x k-n ). Nejjednoduššími předstviteli jsou funkční loky, které generují impulzy od náěžných hrn (R_TRIG), sestupných hrn (F_TRIG), impulzy změn inárních proměnných (od liovolných hrn) neo impulzy rozlišení směru pohyu z příkldu 43. Zprcovávjí vzorky vstupů jen do hlouky první úrovně historie x k, x k-. Vzorky vstupních proměnných hluších úrovní lze využít npř. při řešení úloh filtrce vstupních proměnných k odstrnění rušivých krátkých impulzů. ) ) c) d) Or. 85. Přehled typů konečných utomtů: ) kominční utomt, ) utomt se vstupní pmětí, c) Mooreův utomt, d) Melyho utomt Konečný utomt Mooreov typu Chování většiny mechnismů neo výroních procesů lze popst jko konečné utomty Mooreov typu neo též Mooreovy konečné utomty (or. 85c), které modelují jejich sekvenční funkce. S jejich využitím je možné popst jejich poždovnou činnost, postup řízení, výroní postupy receptur, le i zásdy doporučené osluhy neo řešení technické di gnostiky. Konečné utomty Mooreov typu se někdy nzývjí sekvenční řdiče. Jejich přechodová funkce q k = g(x k, q k- ) zprcovává součsný vzorek vstupních proměnných x k spolu s informcí o dosvdním (ktuálním) kroku q k- (komincí vnitřních stvových proměnných) generuje informci o novém kroku q k. Tkto je relizován přechod. Symol d znázorňuje čsové zpoždění o jeden výpočetní krok čsový odstup mezi právě generovným krokem q k minulým krokem q k-, který yl do té doy ktuální. Výstupní funkce zprcovává informci o kroku generuje hodnoty výstupních proměnných y k = h(q k- ), popř. y k = h(q k ). Není význmný rozdíl v tom, zd zprcovává informci v dosvdním q k- či nově vygenerovném kroku q k. Proto jsou v přechodovém digrmu Mooreov utomtu uváděny hodnoty výstupů jko přidružené kce ke krokům u hrn (přechodů) jsou uváděny jen jejich podmínky (vstupní proměnné). Ve zvláštních přípdech mohou ýt ve funkci výstupů využity přímo vnitřní stvové proměnné výstupní proměnné jsou shodné s vnitřními proměnnými, které kódují kroky y k = q k-, popř. y k = q k. Nemění-li přechodová funkce hodnotu kroku (konečný utomt setrvá v nezměněném kroku, nedochází k přechodu), nemění se ni hodnoty výstupních proměnných. Tkovéto přechody ovykle ni nejsou zkreslovány v přechodovém digrmu kresleny jsou jen přechody, které směřují do jiného kroku. Mooreův konečný utomt může v ktuálních krocích setrvávt znčně dlouho (ovykle po dou, než se provede odpovídjící technologická operce, což ovykle trvá v rozshu sekund ž hodin). Jeho chování je tk téměř sttické spíše lze říci stcionární. Je užitečné si uvědomit, že výstupní funkce konečného utomtu Mooreov typu je kominční funkcí vnitřních stvových proměnných, která trnsformuje hodnotu kroku n kominci výstupních proměnných y k = h(q k- ), popř. y k = h(q k ): y = h (q, q 2, q l ), y 2 = = h 2 (q, q 2, q l ), y m = h m (q, q 2, q l ), kde q, q 2, q l jsou vnitřní stvové proměnné, které kódují hodnotu kroku q k- neo q k, 56 AUTOMA

57 h, h 2, h m jsou kominční logické funkce, které generují hodnoty dvouhodnotových výstupních proměnných, l je počet vnitřních stvových proměnných (délk vektoru q k neo q k- ). Podoně je přechodová funkce q k = g(x k, q k- ) kominční funkcí vstupních vnitřních stvových proměnných: q = g (x, x 2, x n, q, q 2, q l ), q 2 = g 2 (x, x 2, x n,, q, q 2, q l ), q l = g l (x, x 2, x n, q, q 2, q l ), kde stvové proměnné q, q 2, q l n levé strně dílčích logických výrzů kódují nový krok q k, ztímco stejně oznčené proměnné v rgumentu kódují předchozí krok q k-. Podsttou sekvenčního chování konečného utomtu Mooreov typu je zpětná vz, která se uskutečňuje n úrovni jeho vnitřních stvových proměnných (všech neo jen některých). Zvláštními přípdy utomtu Mooreov typu jsou krokové řdiče, jejichž vývoj postupuje v cyklech jejich přechodový digrm má tvr smyčky není větvený z koncového kroku se vrcí n zčátek do počátečního stvu. Čsto jde o čsový řdič, nzývný též čsový progrmátor neo čsový procesor. Podmínkmi přechodů nejsou vstupní proměnné (neo jen v omezené míře), le převážně čsové údje. Mohou ýt typu Time (přírůstkovým čsem měřeným od zhájení technologického procesu) jsou používány převážně při řízení technologických procesů. Čsové údje mohou ýt i typu Dte ve význmu solutního čsu v rozshu denních klendářních údjů. Tkto jsou ovykle řízeny technologické procesy v udovách (osvětlení, vytápění neo chlzení, zvlžování, nucené větrání) neo v energetice (řízení spotřey elektrické energie, ktivce spotřeičů kumulčního chrkteru pod.). Je tk relizováno řízení v denních, týdenních neo ročních cyklech. Zoecněním konečného utomtu Mooreov typu je síť SFC neo Grf cet. Ztímco v konečném utomtu může ýt ktivní vždy jen jediný krok, v síti SFC (po simultánním větvení) může ýt ktivováno více kroků tk je řízeno několik prlelních procesů. Konečný utomt Melyho typu Schém konečného utomtu Melyho typu (Melyho utomt) je zorzeno n or. 85d. Jeho přechodová funkce q k = g(x k, q k- ) i výstupní funkce y k = h(x k, q k- ) zprcovávjí ktuální vstupní proměnné x k informce o dosvdním ktuálním kroku (vnitřní stvové proměnné) q k-. Při kždém přechodu jsou tedy generovány výstupní proměnné y k součsně i nový krok q k. V přechodovém digrmu je proto u kždého přechodu (hrny grfu) uváděn podmínk přechodu (před lomítkem) hodnoty výstupů generovné při přechodu. Situce, kdy je tře přiřdit hodnoty výstupů i při setrvání ve stvu, jsou řešeny fiktivními přechody, které nemění informci o kroku, jen generují výstupy. V přechodovém digrmu jim odpovídjí krátké AUTOMA smyčky, které směřují do stejného kroku, ze kterého vycházejí. Mohou existovt i souěžné přechody, které vycházejí ze společného stvu směřují do shodného cílového stvu liší se jen podmínkmi přechodu odpovídjícími výstupy. Použití konečných utomtů Konečný utomt Melyho typu je tedy schopen modelovt podsttně dynmičtější procesy než konečný utomt Mooreov typu, ovykle i jednorázové děje neo mžikové události, které odpovídjí jedinému Or. 86. Progrm úlohy rozlišení směru z příkldu 43 v jzyce FBD přechodu. Při zoecněném pohledu lze Mooreův i Melyho konečný utomt povžovt z kominční utomt se skokově se měnící strukturou (přepínnou strukturou). Kždému kroku odpovídá jiná kominční funkce, která trnsformuje vstupní proměnné n výstupní. Oznčení konečný utomt vyjdřuje, že počet komincí vstupních výstupních proměnných (znků vstupní výstupní ecedy) je konečný, stejně jko počet kroků. V uvedených typech jsou funkce f(x k ), f(x k, x k-, x k-2, x k-n ), g(x k, q k- ), h(q k ), h(x k, q k- ) kominčními funkcemi svých rgumentů. Symoly psné tučnými znky oznčují vstupní x k, x k-, x k-2, x k-n neo výstupní y k vektory souory vstupních neo výstupních proměnných (zkráceně vstupů výstupů). Kominční utomty mohou relizovt jen kominční funkce (ktuální hodnoty výstupů závisejí jen n ktuální hodnotě vstupů) žijí v přítomnosti. Automty se vstupní pmětí mohou relizovt i jednoduché sekvenční funkce díky možnosti zprcovávt historické vzorky vstupů žijí v dohledné minulosti. Složitost sekvenčních logických funkcí je le omezen počtem úrovní historických vzorků vstupů hloukou zásoníku vstupní pměti. Nelze tkto relizovt ni tk jednoduché sekvenční funkce, jko je npř. pměťový ovod RS, jehož relizce y vyždovl nekonečnou hlouku vstupní pměti. Konečné utomty Mooreov Melyho typu jsou někdy souhrnně nzývány jko stvové utomty. Mjí stejnou lgoritmickou mohutnost mohou relizovt i velmi složité sekvenční funkce téměř všechny, které jsou v technologické prxi potřené. O typy jsou nvzájem převoditelné, mohou tk relizovt shodné funkce, ovšem s odlišnou strukturou utomtů (pro relizci stejné funkce vyžduje Mooreův utomt větší počet kroků). Jejich sekvenční chování je zloženo n využití informce o kroku (stvu) zpětné vzě při relizci přechodové funkce q k = g(x k, q k- ) or. 85c, d. K tomuto účelu je v oou schémtech použito zpoždění o jeden výpočetní krok (oznčené symolem d), y ylo zřejmé, že symoly q k- q k n oou strnách rovnice q k = g(x k, q k- ) sice předstvují komince stejných vnitřních stvových proměnných, ovšem různé historické úrovně. Symol q k- v rgumentu přechodové funkce předstvuje dosvdní krok, ztímco q k n levé strně rovnice předstvuje právě vygenerovný krok, kterým je dosvdní krok nhrzen (jsou přepsány hodnoty vnitřních stvových proměnných). V hodnotě kroku je soustředěn informce o dosvdním vývoji (historii) konečného utomtu. Orzně lze říci, že stvové utomty žijí v nedohledné (nekonečné) minulosti. Při relizci konečného utomtu progrmem PLC ývjí kroky interpretovány dvěm způsoy: jko souor jednoitových příznků (itová mp) neo jko víceitový kód kroku (nejčstěji jeho pořdové číslo index). První způso je oecnější vyhovuje i při relizci sítě SFC (při součsné ktivci více kroků je nstveno více itových příznků). Druhý způso dovoluje efektivnější implementci konečných utomtů s využitím dtových struktur (tulek). Funkce konečných utomtů je ovykle popisován formou přechodových digrmů. V prxi jsou le používány i různé typy tulkového popisu, zejmén pro jednodušší typy utomtů, npř. pro krokové řdiče neo čsové procesory. V teoretické litertuře v učenicích se lze setkt s konečnými utomty pro dvě olsti použití. V učenicích Booleovy lge- 57

58 ry nvrhování pevné logiky je přechodový di grm použit k popisu lgoritmu sekvenční funkce. Vstupy výstupy jsou reálné vstupní výstupní proměnné z procesu. Kždý ze vstupů výstupů má svůj individuální fyzikální význm. Předpokládá se, že fyzicky relizovný utomt je ktivován nepřetržitě že hodnoty jednotlivých proměnných se mohou měnit kdykoliv ve spojitém čse (synchronně) neo synchronně v rytmu vnitřních řídicích proměnnými (hodinových signálů neo jiných synchronizčních proměnných). Jestliže se při opkovné ktivci utomtu nemění hodnoty vstupních proměnných, znmená to, že se nemění ni jejich fyzická reprezentce. Následně je přechodový digrm převeden do ekvivlentní formy tulek (vývojové tulky tulky výstupní funkce), které jsou podkldem pro rozkld n síť pměťových ovodů n kominční síť jejich udicích funkcí. Postup ovykle ývá rozšířen o řešení prolému optimálního kódování kroků, o redukování počtu kroků o minimlizci struktury logické sítě. Metodik není jednoduchá v prxi je využíván jen výjimečně. Pro vytvoření progrmu PLC je zcel nevhodná zytečně komplikovná. Druhým trdičním oorem použití konečných utomtů je teorie grmtik překldčů progrmovcích jzyků. Konečné utomty jsou zde využívány k vyhodnocení posloupnosti kódovných symolů (ovykle znků ecedy), k rozpoznání grmtik, konstrukcí progrmu vyhodnocovného jzyk následně pro překld zdrojového textu progrmovcího jzyk do jeho cílové formy. Vstupy utomtu mjí význm kódových komincí jednotlivých znků neo znkových řetězců. Jednotlivé vstupní proměnné nemjí svůj individuální fyzikální význm, jsou jen součástí kódové komince. Automt je ktivován nespojitě, jen při příchodu nového znku. Jestliže se při opkovné ktivci utomtu komince vstupních proměnných nemění, znmená to, že je opkovně zprcováván stejný znk. Při konstrukci překldčů jsou využívány i složitější typy utomtů (ne vždy konečných), npř. nedeterministické, oousměrné, zásoníkové jiné, popř. Thuringovy stroje neo Petriho sítě různých typů. Prolemtik překldčů progrmovcích jzyků le (zprvidl) není řešen s použitím progrmu PLC. Při progrmování PLC je le odoným prolémem vyhodnocení posloupnosti tlčítek tisknutých operátorem neo osluhou operátorského pnelu. Formou konečného utomtu může ýt popsán relizován i komunikční protokol mezi PLC periferním modulem. Ovyklé je využití konečných utomtů neo sítí SFC při progrmování úloh řízení. Konečný utomt neo síť SFC jsou určeny nejenom k názornému popisu sekvenčního chování řízeného ojektu k zdání progrmu PLC (ovykle formou přechodového digrmu neo tulkou). Může ýt přímo implementován progrmem PLC Or. 87. Progrm úlohy rozlišení směru z příkldu 43 v jzyce CFC využit jko model předepsného chování. Bývá využíván přímo k řízení fyzické vstupy PLC jsou pk využity jko podmínky přechodů výstupy (popsné jko kce přidružené ke krokům) jsou využity jko fyzické výstupy PLC, kterými je zřízení ovládáno. Při řešení technické dignostiky je nprogrmovný model chápán jko ideální předpis funkce stroje neo technologického procesu. Chování modelu je porovnáváno s chováním reálného zřízení. Při nesouldu je indikován chy. Může jít o úplné zhroucení funkce neo jen nesould v čsech opercí, popř. o zjištěný trend ve změnách jejich hodnot. Podoně lze popst správný postup osluhy zřízení jko doporučené posloupnosti stisků tlčítek jiných ovládcích prvků v různých stvech zřízení. Nprogrmovné zřízení může ýt využito jko trenžér při výuce zškolování operátorů. Může le i provádět dignostiku operátor, porovnávt posloupnost jeho zákroků s poždovnými záshy. Lze testovt nejenom správné pořdí záshů, le i doy mezi záshy, pohotovost operátor, jeho únvu způsoilost (či nezpůsoilost) k osluze. Tyto možnosti jsou dosud v prxi málo využívány ke škodě dodvtelů jejich uživtelů. Závěrečné příkldy Norm IEC/EN definuje čtyři progrmovcí jzyky pro PLC (LD, IL, ST, FBD) nástroj SFC pro popis sekvenčních úloh. Nd rámec normy je někdy používán grfický jzyk CFC (Continuous Function Chrt), který je příjemnější formou jzyk lokových schémt. Není popsán normou, le ývá jejím ndstndrdním rozšířením využívá její syntxi. Umožňuje rychlou, přehlednou pohodlnou tvoru ldění progrmů v grfické podoě (or. 87). Progrmy pro dosud uváděné příkldy yly zpsány jen v jzycích LD (Lder Digrm, jzyk kontktních schémt), s využitím zákldních příkzů jzyk ST (Structured Text, jzyk strukturovného textu) yl popsán nástroj SFC (Sequentil Function Chrt). Pro ilustrci ude nyní uveden ukázk zápisu jednoduché úlohy (rozlišení směru z příkldu 43) v osttních jzycích. Progrm v jzyce FBD (Function Block Digrm, jzyk lokových schémt) je uveden n or. 86. V textovém jzyce IL (Instruction List, jzyk seznmu instrukcí, jzyk mnemokódů) lze stejnou úlohu zpst jko posloupnost zkrtkových jmen (mnemokódů) instrukcí: LD XOR XOR XOR ST spol LD XOR AND spol ST p LD XOR AND spol ST m LD XOR ANDN spol ST e LD ST LD ST U progrmu v jzyce ST nezáleží n pořdí závorkovných výrzů. Progrm spol := XOR XOR XOR ; p := spol AND ( XOR ) ; m := spol AND ( XOR ) ; e := NOT spol AND ( XOR ) ; := ; := ; je rovnocenný progrmu z příkldu 43. V jzyce IL mu le odpovídá jiná (delší) form progrmu: LD XOR XOR XOR ST spol LD spol AND( XOR ) ST p LD spol AND( XOR 58 AUTOMA

59 ) ST m LDN spol AND( XOR ) ST e LD ST LD ST Je n uživteli, y si podle svého uvážení zvolil progrmovcí jzyk, který ude používt. Záleží n jeho oliě, le i n chrkteru progrmovné úlohy. Pro mnoho progrmátorů, kteří jsou v progrmování PLC spíše liky řeší jednoduché úlohy logického typu (npř. náhrdu dosvdní reléové logiky neo jednoduché úlohy chytré elektroinstlce ), ude ptrně nejpřístupnější jzyk LD. Pro progrmátory, kteří jsou zvyklí n řešení pevné logiky s integrovnými ovody neo n schémt regulčních úloh, ude prvděpodoně olíenější jzyk FBD neo CFC. Jzyk ST si nepochyně olíí progrmátoři zvyklí n textové jzyky pro progrmování počítčů mikrořdičů (npř. Pscl různé vrinty jzyk C). Je ptrně nejvýhodnější pro progrmování náročnějších úloh logického chrkteru, výpočetních úloh, úloh regulce číslicového zprcování signálů neo sttistického zprcování rovněž relizce konečných utomtů, jestliže není k dispozici implementce nástroje SFC. Nástroj SFC je výhodný pro relizci sekvenčních funkcí modelů sekvenčně prcujících zřízení. Může ýt kominován s liovolným z jzyků podle normy. Asi nejméně příznivců si získá textový jzyk IL, který nemá žádné význmné výhody, progrm v něm zpsný je dlouhý nepřehledný. Snd jej udou používt jen progrmátoři, kteří dosud používli některý z jzyků typu ssemler. Norm připouští v jedné progrmové orgnizční jednotce POU (v progrmu, funkčním loku neo funkci) použít jen jediný typ progrmovcího jzyk. Nelze tedy psát různé úseky progrmu v odlišných jzycích. Je le přípustné zpst v liovolném jzyce progrmy pro různé progrmové orgnizční jednotky (tedy funkce, funkční loky neo progrmy). Je tk možné npř. hlvní progrm zpst v jednom jzyce (npř. LD) progrm některých funkčních loků zpst v jiných jzycích (npř. ve ST). Závěr Seriál Espernto progrmátorů PLC: progrmování podle normy IEC/EN 63-3 dospěl k závěru. Jeho cílem ylo seznámit se zásdmi normy IEC/EN 63-3 n příkldech uvést možnosti progrmování PLC podle ní. Většin příkldů yl uváděn v grfickém jzyce LD, částečně i v jzyce ST s využitím jeho zákldních příkzů. Pozornost yl věnován nástroji SFC prolemtice konečných utomtů, protože je utoři povžují z velmi mocný nástroj pro řešení úloh prxe. Většin uvedených příkldů yl z ooru techniky udov jejich inteligentní elektroinstlce. Příkldy z tohoto ooru lze sndno i vysvětlit nvíc jde o perspektivní oor. Neylo cílem (ni y to neylo reálné) proměnit čtenáře n profesionální progrmátory PLC. Záměrem ylo proudit zájem o profesi progrmování PLC o normu, která se skutečně stl jkýmsi esperntem jednotným progrmovcím prostředkem pro progrmátory PLC od různých výroců. Je tře si uvědomit, že znlost progrmovcího jzyk je jen nutnou podmínkou k zvládnutí profese progrmátor. Důležitější je znlost metodiky progrmování lgoritmizce různých typů úloh prxe v progrmování. Lze konsttovt, že progrmování se učíme progrmováním. Ldislv Šmejkl, Josef Černý Interiér námořní jchty Domino holndské firmy Mulder pojli designeři jko plnohodnotný luxusní oytný prostor. Systém Foxtrot zde má nd vším dohled přes jeho vestvěné weové stránky může posádk vše ovládt. N orázku je jko příkld orzovk s uživtelským nstvením světelných scén. Foxtrot dodl nprogrmovl holndská firm B&R Design. AUTOMA 59

60 Pro váš chytrý dům přinášíme Foxtrot SYSTÉM INTELIGENTNÍHO OVLÁDÁNÍ DOMU Tecomt řídicí systémy pro stroje, procesy, doprvu udovy