УДК 65.011.56

АЛГОРИТМ ЦИФРОВОЙ ЗАДЕРЖКИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЙ БИБЛИОТЕКИ

Жолобов Игорь Александрович
Волжский политехнический институт (филиал) ФГБОУ ВПО "Волгоградский государственный технический университет"
магистрант

Аннотация
Данная статья посвящена примеру расширения функциональных возможностей современных логических контроллеров путём создания пользовательских библиотек с различными алгоритмами. В частности, в статье в качестве примера рассматривается алгоритм цифровой задержки, его аналоги и реализация.

Ключевые слова: алгоритм цифровой задержки, задержка, пользовательская библиотека, реализация алгоритма, цифровая задержка


ALGORITHM OF DIGITAL DELAY FROM USER LIBRARY

Zholobov Igor Alexandrovich
Volzhsky Polytechnical Institute (branch of) State Educational Institution of Higher Professional Education "Volgograd State Technical University"
master student

Abstract
This article focuses on the example of extending the functionality of modern logic controllers by creating custom libraries with different algorithms. In particular, the article as an example of the algorithm of the digital delay, its analogs and implementation.

Keywords: a user library, algorithm digital delay, delay, digital delay, implementation of the algorithm


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Жолобов И.А. Алгоритм цифровой задержки пользовательской библиотеки // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 6. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/06/35601 (дата обращения: 29.09.2017).

Возникают ситуации, когда сигнал поступает в ПЛК с задержкой. Для необходимо задержать поступление сигнала на вычисление. Такая коррекция так же может быть применена для моделирования динамических свойств объекта [1].

Если обратиться к программному обеспечению, то можно отметить что в кросс-средстве Редитор для контроллера Ремиконт Р-130 имеется подобный алгоритм. Это алгоритм ЗАП (рисунок 1) [1].

Функциональная схема алгоритма «Запаздывание ЗАП».

Рисунок 1 – Функциональная схема алгоритма «Запаздывание ЗАП».

При этом стандартом программирования промышленных контроллеров МЭК 61131-3 также предусматривается реализация алгоритма цифровой задержки (рисунок 2) [2]. В таблице 1 представлен перечень входов и выходов функционального блока «DELAY» из стандарта МЭК 61131-3.

 

Функциональный блок цифровой задержки в стандарте МЭК 61131-3

Рисунок 2 – Функциональный блок цифровой задержки в стандарте МЭК 61131-3.

Таблица 1 – Входы и выходы алгоритма «DELAY» стандарта МЭК 61131-3.

Назначение

Входы/выходы

Тип переменной

Входы

Запуск алгоритма

RUN

BOOL

Основной вход

XIN

REAL

Значение задержки

IN

DWORD

Выход Основной выход

XOUT

REAL

Если обратиться к современным средам автоматизации, таким как Codesys [3], Step 7 [4, 5], PC Worx [6], TwinCat [7], то данный алгоритм отсутствует в стандартных библиотеках перечисленных средств программирования.

В данной статье предлагается рассмотреть возможность применения алгоритма цифровой задержки из пользовательской библиотеки упомянутой в статьях [8, 9, 10]. В качестве среды разработки для него было выбрана программная среда Codesys, поскольку среди перечисленных имеет широкий круг программируемых ПЛК. На рисунке 3 представлен внешний вид функционального блока «DELAY» на графических языках FBD / CFC. В таблице 2 представлены значения входных и выходных переменных функционального блока «DELAY».

Внешний вид функционального блока «DELAY» для пользовательской библиотеки

Рисунок 3 – Внешний вид функционального блока «DELAY»для пользовательской библиотеки.

Таблица 2 – Входы и выходы алгоритма «DELAY».

Назначение Входы/выходы Тип переменной
Входы Основной вход IN REAL
Значение задержки N INT
Сброс работы алгоритма RESET BOOL
Выход Основной выход OUT REAL
Сигнал о работе алгоритма Q BOOL

На рисунке 4 представлена реализация алгоритма цифровой задержки на языке ST. 

Реализация алгоритма «DELAY»на языке ST

Рисунок 4. Реализация алгоритма «DELAY» на языке ST.

При этом если на вход N, отвечающий за количество циклов задержки подано нулевое значение, или на вход RESET, отвечающий за сброс работы алгоритма подана значение TRUE, алгоритм не работает, о чем сигнализирует выход Q, принимающий значение FALSE, и на выход OUT подаётся вход IN. В противном случае Q принимает значение TRUE, а входная переменная буферизируется во временной переменной BUF. Далее организован цикл с накоплением переменной i. При этом выходной переменной OUT присваивается значение буфера BUF, что организует задержку.

Проверка работоспособности алгоритма «цифровой задержки DELAY» была проведена в среде Codesys в режиме эмуляции, а также при использовании контроллера ОВЕН ПЛК-150.У-М. Для этого была использована программа, представленная на рисунке 5, в результате работы программы была получена диаграмма, изображенная на рисунке 6.

Программа для проверки алгоритма «DELAY».

Рисунок 5. Программа для проверки алгоритма «DELAY».

Демонстрация работы алгоритма «DELAY».

Рисунок 6. Демонстрация работы алгоритма «DELAY».

На рисунке 6 изображена трассировка переменных с помощью, встроенной в среду Codesys возможности. Входной сигнал IN представляет собой синусоиду, подаваемый с генератора, Выходной сигнал OUT имеет задержку от входного сигнала на N циклов. В данном случае задержка N равна 60 циклам, в контроллере Овен ПЛК-150.У-М было установлено значение цикла в 2мс, это значит, что задержка функции происходила на 30 мс. Это значение можно выставить в диапазоне от 1 до 4095 циклов. Это значение – размер буфера памяти BUF и оно может быть отрегулировано в соответствии с нуждами пользователя.

Разработанный алгоритм имеет широкие возможности в области применения в различных программах. Помимо этого, данный алгоритм может быть использован в процессе обучения и исследования возможностей современных программных комплексов.


Библиографический список
  1. Микропроцессорный контроллер Ремиконт Р – 130. – М.:  НИИТЕПЛОПРИБОР, 1990. – 330с.
  2. Karl-Heinz John, Michael Tiegelkamp., IEC 61131-3: Programming Industrial Automation Systems. – Springer, 2001г – 376 p.
  3. Руководство пользователя по программированию ПЛК в CoDeSys 2.3 [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.kipshop.ru/CoDeSys/steps/codesys_v23_ru.pdf
  4. Hans Berger., Automating with STEP 7 in LAD and FBD, 2008 – 440p.
  5. Hans Berger., Automating with STEP 7 in STL and SCL, 2012 – 553p.
  6. User Manual UM QS EN PC WORX EXPRESS [Электронный ресурс]: Режим досступа: http://select.phoenixcontact.com/phoenix/dwld/um_qs_en_pc_worx_express_7632_en_02.pdf?cp=y&asid2=7541554902303
  7. Beckhoff New Automation Technology TwinCAT 2 [Электронный ресурс]: Manual. Режим доступа: ftp://ftp.beckhoffautomation.com/TwinCAT_Manual/TwinCAT%202%20Manual%20v3.0.1.pdf
  8. Севастьянов Б.Г., Жолобов И.А. Алгоритм таймера пользовательской библиотеки [Электронный ресурс] / Севастьянов Б.Г., Жолобов И.А. // Инженерный вестник Дона: электрон. науч. журнал. – 2013. – № 4. – C. Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/2207.
  9. Севастьянов Б. Г., Жолобов И. А., Севастьянов Д. Б. Принципы программирования контроллеров на языке FBD [Электронный ресурс] / Севастьянов Б.Г., Жолобов И.А., Севастьянов Д.Б. // Инженерный вестник Дона: электрон. науч. журнал. – 2014. – № 2. – C. Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2014/2344.
  10. Жолобов И.А., Казакова Л.Г., Корзин В.В. Программная реализация вычислительного блока струйной системы измерения температуры потока газа [Электронный ресурс] / Жолобов И.А., Казакова Л.Г., Корзин В.В. // Инженерный вестник Дона: электрон. науч. журнал. – 2014. – № 2. – C. Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2014/2329.


Все статьи автора «IngvarrNorsk»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: