Сравнение и анализ методов присвоения значений управляющих сигналов RLO в языке FBD

1. Сравнение и анализ методов присвоения значений управляющих сигналов RLO в языке FBD

Выпускная квалификационная работа
Специальность 15.02.14 Оснащение средствами автоматизации
технологических процессов и производств (по отраслям)
Грачев Константин Михайлович, студент группы 010982
Руководитель: Моисеев Вячеслав Игоревич

2.

Актуальность
Целью выпускной квалификационной работы является изучение, сравнение и
анализ методов присвоения значений управляющих сигналов RLO в языке FBD, их
применение на практике и приведение примеров программ, написанных на языке
FBD

3. FBD

FBD (англ. Function Block Diagram) — графический язык программирования стандарта МЭК 61131-3.
Предназначен для программирования программируемых логических контроллеров (ПЛК). Программа
образуется из списка цепей, выполняемых последовательно сверху вниз. Цепи могут иметь метки.
Инструкция перехода на метку позволяет изменять последовательность выполнения цепей для
программирования условий и циклов.
При программировании используются наборы библиотечных блоков и собственные блоки, также
написанные на FBD или других языках МЭК 61131-3. Блок (элемент) — это подпрограмма, функция
или функциональный блок (И, ИЛИ, НЕ, триггеры, таймеры, счётчики, блоки обработки аналогового
сигнала, математические операции и др.).

4.

5. Логическое кодирование

Логическое кодирование употребляется для совершенствования потенциальных кодов на подобии:
Потенциальный код с инверсией при единице NRZI;
Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией AMI;
Потенциальный код 2B1Q.
Логическое кодирование используется для уменьшения длинных последовательностей одинаковых
бит, приводящие к неизменному потенциалу, вставками бинарных единиц.
Для логического кодирования разработаны два основных способа уменьшения длинных
последовательностей одинаковых бит:
избыточные коды;
скремблирование.

6. Избыточные коды

Избыточные коды базируются на разделение начальной последовательности бит на порции, которые
нередко именуют символами. После чего, исходный символ подменяют на новый, содержащий
наибольшее количество бит нежели исходный.
В свою очередь логический код 4В/5В, применяющийся в технологиях локальных сетей: FDDI и
FastEthernet, заменяет подряд идущие 4 бита исходной последовательности на 5 бит. Из-за чего
размер передаваемых данных увеличивается. В результате, вместо 16 битовых комбинаций,
получаем 32 битовых комбинации, в которых можно выбрать такие комбинации бит, которые будут
содержать наименьшее количество подрят идущих одиннаковых последовательностей бит. А
оставшиеся 16 комбинаций пометить как запрещенные, что придает избыточному коду свойство
распозновать искаженные биты. Если поступила запрещенная комбинация - сигнал исказился.

7.

8. Скремблирование

Скремблирование (англ. scramble — перемешивать) — разновидность кодирования информации, для
передачи
по
каналам
связи
и
хранения,
улучшаюшая
спектральные
и
статиcтические
характеристики.
Скремблирование есть приведение информации к виду, по различным характеристикам похожему на
случайные данные.
Перемешивание данных скремблером перед передачей их в линию с помощью потенциального кода
является другим способом логического кодирования.
Методы скремблирования заключаются в побитном вычислении результирующего кода на
основании бит исходного кода и полученных в предыдущих тактах бит результирующего кода.

9. Скремблирование

Например, скремблер может реализовывать следующее соотношение:
где Вi, — двоичная цифра результирующего кода, полученная на i-м такте работы скремблера, Ai —
двоичная цифра исходного кода, поступающая на вход скремблера, Вi-3 и Bi-5 — двоичные цифры
результирующего кода, полученные на предыдущих тактах работы скремблера, соответственно на 3
и на 5 тактов ранее текущего такта, операция исключающего ИЛИ (сложение по модулю 2).

10. Примеры программ

Язык функциональных блок-схем FBD, использующий графический стиль потока данных, является
наиболее широко используемым языком программирования ПЛК.
Преимущество языка FBD перед языком релейных диаграмм LD возрастает с увеличением сложности
алгоритма управления. Алгоритм управления написанный в FBD, позволяет легче, чем в LD,
отслеживать изменения в программе и искать возможные ошибки во время отладки.
В целом, принципы работы обоих языков очень похожи. Своей популярностью они обязаны
прозрачности обозначений, благодаря которой код относительно небольших программ можно быстро
понять, даже без особых знаний программирования.
Согласно IEC 611313, основными элементами языка FBD являются: переменные, функции,
функциональные блоки и соединения.

11.

12.

13.

14.

15. Вывод

В этот раз за полчаса на языке FBD была реализована простенькая игра «Пятнашки». При этом все
используемые алгоритмы простые и понятные. Вся логика обработки сигналов очевидная. Разобраться
в такой программе не составит труда любому человеку, знакомому с азами логики и основами языков
программирования МЭК 61131.
Другими словами, язык FBD это простой и понятный язык, предназначенный для далеких от
программирования людей. Программировать простые задачки на нем легко. И разобраться в
принципах работы программы, написанной другим человеком тоже обычно, не составляет большой
проблемы.

16. Заключение

В ходе выполнения данной квалификационной работы мною был разобран язык программирования
FBD, обозначения в программах, логическое кодирование и управляющие значения. Приведены
примеры программ с их разбором, в ходе разбора становится понятнее, как присваиваются
управляющие значения сигналов результата логической операции и как в принципе пишутся
программы с помощью данного языка программирования.

17. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Грачев Константин Михайлович, студент группы 010982