Γλώσσα διαγράμματος λειτουργικών ομάδων (FBD) και η εφαρμογή της

Μία από τις πιο δημοφιλείς γλώσσες προγραμματισμού των PLC - προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών, είναι η γραφική γλώσσα των λειτουργικών διαγραμμάτων διαγράμματος FBD - Διάγραμμα λειτουργιών. Αυτή η γλώσσα, μαζί με άλλες γλώσσες του IEC 61131-3, όπως για παράδειγμα λογική γλώσσα σκάλα (LD), χρησιμοποιεί στην αρχιτεκτονική του ένα είδος ηλεκτρονικού κυκλώματος.

Ένα πρόγραμμα γραμμένο σε αυτή τη γλώσσα για έναν ελεγκτή αποτελείται από μια συγκεκριμένη λίστα κυκλωμάτων που εκτελούνται το ένα μετά το άλλο από πάνω προς τα κάτω. Επιπλέον, υπάρχει η δυνατότητα ανάθεσης ετικετών σε μεμονωμένες αλυσίδες, στην περίπτωση αυτή, η χρήση οδηγιών για την μετάβαση στην ετικέτα θα είναι διαθέσιμη προκειμένου να αλλάξει η ακολουθία εκτέλεσης αλυσίδων και να δημιουργηθούν συνθήκες και κύκλοι.

Έτσι, ένα πρόγραμμα γραμμένο στην γραφική γλώσσα FBD είναι ένα σύνολο λειτουργικών μπλοκ συνδεδεμένων μεταξύ τους, οι έξοδοι και οι εισόδους του οποίου συνδέονται μέσω γραμμών επικοινωνίας. Οι γραμμές επικοινωνίας αντανακλούν συγκεκριμένες μεταβλητές του προγράμματος μέσω των οποίων τα δεδομένα ανταλλάσσονται από το μπλοκ στο μπλοκ.

Ένα ξεχωριστό μπλοκ φέρει μια συγκεκριμένη λειτουργία (λογική "και", "όχι", μετρητής κ.λπ.), ενώ ένα μπλοκ μπορεί να έχει πολλές εξόδους και εισόδους. Αρχικά, οι τιμές των μεταβλητών ορίζονται από σταθερές ή από ειδικές εισόδους και οι εξόδους τους συνδέονται περαιτέρω με άλλες μεταβλητές προγράμματος ή με εξόδους PLC.

Το σχήμα δείχνει ένα παράδειγμα προγράμματος γραμμένο στη γλώσσα λειτουργικού διαγράμματος δομικής μονάδας FBD. Όπως μπορείτε να δείτε, μια τέτοια εικόνα του προγράμματος αντανακλά πολύ καθαρά τον αλγόριθμο, ο οποίος καθιστά αυτή τη γλώσσα αρκετά απλή και βολική για την ανάπτυξη λογισμικού PLC.

Στη διαδικασία προγραμματισμού στη γλώσσα FBD, χρησιμοποιούνται και τα πρότυπα τετράγωνα από βιβλιοθήκες και μπλοκ γραμμένα σε FBD ή σε άλλες γλώσσες του προτύπου IEC 61131-3. Ένα μπλοκ είναι ένα στοιχείο προγράμματος, ένα είδος υποπρογράμματος, ένα μπλοκ λειτουργιών ή μια συνάρτηση (λογικό "ΟΧΙ", "Ή", "ΚΑΙ", χρονοδιακόπτης, μετρητής, ενεργοποίηση, μαθηματική λειτουργία, επεξεργασία αναλογικού σήματος κλπ.).

Από αυτά τα μπλοκ, οι εκφράσεις που σχηματίζουν τις αλυσίδες συντάσσονται γραφικά: το επόμενο μπλοκ συνδέεται με την έξοδο ενός μπλοκ, έπειτα ένα άλλο μπλοκ, και έτσι σχηματίζονται οι αλυσίδες. Κατά τη διάρκεια του κυκλώματος, η σειρά εκτέλεσης των μπλοκ αντιστοιχεί στη σειρά της σύνδεσης τους και το αποτέλεσμα της εκτέλεσης του κυκλώματος είτε τροφοδοτείται στην έξοδο PLC είτε γράφεται σε κάποια εσωτερική μεταβλητή.

Εξετάστε ένα κομμάτι του προγράμματος γραμμένο στη γλώσσα FBD: Πολλαπλασιάστε με 4, στη συνέχεια διαιρέστε με A και γράψτε το αποτέλεσμα στο μεταβλητό αποτέλεσμα. Σε ψευδοκώδικα, θα μοιάζει με αυτό: αποτέλεσμα: = B * 4 / A. Είναι επίσης δυνατή η προσθήκη εξόδων ειδικών ελέγχων EN και ENO στα μπλοκ για τον έλεγχο των κλήσεων μεμονωμένων μπλοκ: ένα λογικό μηδέν που εφαρμόζεται στην είσοδο EN θα απαγορεύσει την κλήση αυτού του μπλοκ και η έξοδος ENO θα την αναφέρει σε περίπτωση σφάλματος και συνεπώς θα διακόψει την εκτέλεση του κυκλώματος στο τέλος .

Όπως μπορείτε να δείτε, η γλώσσα FBD είναι εξαιρετικά οπτική, βολική και επομένως εύκολη στην εκμάθηση ακόμη και από ειδικούς εφαρμογών που δεν έχουν ειδική εκπαίδευση στην επιστήμη των υπολογιστών. Ο κώδικας εκτελείται διαδοχικά, η δομή των εντολών μέσα στον κώδικα είναι απλή, επομένως το πρόγραμμα μεταδίδεται πολύ γρήγορα και η εργασία εκτελείται αξιόπιστα.

Υπάρχουν διάφορες τροποποιήσεις της γλώσσας προγραμματισμού FBD, που χαρακτηρίζονται από την παρουσία ορισμένων περιορισμών ή επεκτάσεων.

Για παράδειγμα, υπάρχει μια παραλλαγή του FBC που επιτρέπει τη χρήση καθαρών λειτουργιών με μόνο μία έξοδο χωρίς ενδιάμεσες μεταβλητές - μια τροποποίηση για λειτουργικό προγραμματισμό.

Ή μια τροποποίηση του CFC (Continuous Function Chart), η οποία σας επιτρέπει να ορίσετε τη σειρά εκτέλεσης γραφήματος όχι μόνο με μια διαδοχική αλυσίδα, αλλά κατά τη διακριτική ευχέρεια του προγραμματιστή λογισμικού. Με την CFC, ο προγραμματιστής έχει περισσότερη ελευθερία, αν και ο κώδικας είναι μεγαλύτερος.

Δείτε επίσης σχετικά με αυτό το θέμα:Γλώσσες προγραμματισμού PLC και πλατφόρμα λογισμικού αυτοματοποίησης CoDeSys