Giáo trình Hệ thống sản xuất tự động hóa với PLCs

15. NHỮNG HÀM LOGIC BẬC THANG

Chủ đề:

 Các hàm cho xử lý dữ liệu, toán học, chuyển đổi, phép toán với mảng, thống

kê, so sánh và các phép toán Bun.

 Các ví dụ thiết kế.

Mục tiêu:

 Hiểu được các hàm cơ bản mà chúng cho phép các tính toán và các so sánh.

 Hiểu được các hàm mảng bằng cách sử dụng các tệp bộ nhớ.

15.1 GIỚI THIỆU

Các công tắc đầu vào và các cuộn dây đầu ra logic bậc thang cho phép các quyết

định logic đơn giản. Các hàm mở rộng logic bậc thang cơ bản để cho phép các loại

khác của điều khiển. Ví dụ, phép cộng của các bộ bấm giờ và các bộ đếm đã cho phép

điều khiển dựa trên sự kiện. Một danh sách dài hơn của các hàm được chỉ ra trong

hình 15.1. Các hàm logic và sự kiện kết hợp đã được đề cập rồi. Chương này sẽ thảo

luận xử lý dữ liệu và logic số. Chương tiếp theo sẽ đề cập các danh sách và điều khiển

chương trình và một vài các hàm đầu vào và đầu ra. Các hàm còn lại sẽ được thảo

luận trong các chương sau.

Combinatorial Logic

- relay contacts and coils

Events

- timer instructions

- counter instructions

Data Handling

Logic tổ hợp

- Các công tắc rơ le và các cuộn dây

Các sự kiện

- Các dòng lệnh bộ bấm giờ

- Các dòng lệnh bộ đếm

Xử lý dữ liệu

- moves

- mathematics

- Dịch chuyển

- Toán học

- conversions

- Chuyển đổi

Numerical Logic

- boolean operations

- comparisons

Logic số

- Các phép toán Bun

- Các phép so sánh

Lists

Liệt kê

- shift registers/stacks

- sequencers

- Dịch chuyển các thanh ghi/các ngăn xếp

- Các bộ sắp xếp dãy

Program Control

- branching/looping

- immediate inputs/outputs

- fault/interrupt detection

Điều khiển chương trình

- Rẽ nhánh/vòng lặp

- Các đầu vào/các đầu ra tức thời

- Phát hiện lỗi/ngắt

Input and Output

- PID

Đầu vào và đầu ra

- PID

- communications

- high speed counters

- ASCII string functions

- Truyền thông

- Các bộ đếm tốc độ cao

- Các hàm xâu ASCII

Figure 15.1 Basic PLC Function Categories – Các loại hàm PLC cơ bản

Hầu hết các hàm này sẽ dùng các vị trí bộ nhớ PLC để lấy các giá trị, lưu các giá

trị và theo dõi trạng thái hàm. Hầu hết hàm sẽ trở nên kích hoạt một cách bình

thường khi đầu vào là đúng. Nhưng một vài hàm, như là các bộ bấm giờ TOF, có thể

duy trì kích hoạt khi đầu vào là tắt. Các hàm khác sẽ chỉ làm việc khi đầu vào đi từ sai

tới đúng, nó được biết như là khía cạnh được kích hoạt tích cực. Xem xét một bộ

đếm mà nó chỉ đếm khi đầu vào đi từ sai tới đúng, độ dài của thời gian mà đầu vào là

đúng không thay đổi cách ứng xử của hàm này. Một hàm khía cạnh được kích hoạt

tiêu cực sẽ được kích hoạt khi đầu vào đi từ đúng tới sai. Hầu hết các hàm không là

khía cạnh được kích hoạt: trừ ra các hàm giả thiết được công khai là không khía cạnh

được kích hoạt.

GHI CHÚ: Tôi không vẽ các hàm một cách chính xác như chúng xuất hiện trong

các sách hướng dẫn và phần mềm lập trình. Điều này giúp tiết kiệm giấy và làm các

chỉ dẫn (dòng lệnh) hơi dễ đọc hơn. Tất cả các thông tin cần thiết đều được đưa ra.

15.2 XỬ LÝ DỮ LIỆU

15.2.1 Những hàm di chuyển

Có hai loại hàm dịch chuyển cơ bản:

MOV(value,destination) - MOV(giá trị,đích) – chuyển một giá trị tới một vị trí

bộ nhớ

MVM(value,mask,destination) - MVM(giá trị,mặt nạ,đích) – chuyển một giá

trị tới một vị trí bộ nhớ, nhưng với một mặt nạ để lựa chọn các bit cụ

thể.

Hàm MOV đơn giản sẽ lấy một giá trị từ một vị trí trong bộ nhớ và đặt nó trong

một vị trí bộ nhớ khác. Các ví dụ của hàm MOV được cho trong hình 15.2. Khi A là

đúng hàm MOV di chuyển một số dấu phảy động từ địa chỉ nguồn tới địa chỉ đích. Dữ

liệu trong địa chỉ nguồn là còn lại không bị thay đổi. Khi B là đúng số dấu phảy động

trong nguồn sẽ được chuyển tới một số nguyên và được lưu trong địa chỉ đích trong

bộ nhớ số nguyên. Số dấu phảy động sẽ được làm tròn lên hay xuống thành số

nguyên gần nhất. Khi C là đúng giá trị số nguyên này của 123 sẽ được đặt trong tệp

số nguyên N7:23.

GHI CHÚ: Khi một hàm nào đó thay đổi một giá trị, trừ các đầu vào và các đầu

ra, giá trị này được thay đổi một cách tức thời. Xem xét hình 15.2, nếu A, B và C đều

là đúng, thì giá trị trong F8:23 sẽ thay đổi trước khi dòng lệnh tiếp theo bắt đầu. Điều

này là khác so với các quét đầu vào và đầu ra mà các quét này chỉ xuất hiện trước và

sau quét logic.

Figure 15.2 Examples of the MOV Function – Các ví dụ về hàm MOV

Một ví dụ phức tạp hơn của các hàm di chuyển được chỉ ra trong hình 15.3. Khi

A trở thành đúng câu lệnh di chuyển đầu tiên sẽ chuyển giá trị của 130 vào trong

N7:0. Và, câu lệnh di chuyển thứ hai sẽ chuyển giá trị -9385 từ N7:1 tới N7:2. (Ghi

chú: Số này được chỉ ra như là số âm bởi vì ta đang dùng phần bù 2s). Đối với các

lệnh MOV đơn giản các giá trị nhị phân là không cần thiết, nhưng với câu lệnh MVM

các giá trị nhị phân là cần thiết. Câu lệnh này di chuyển các bit nhị phân từ N7:3 tới

N7:5, nhưng chỉ những bit mà chúng cũng trên trong mặt nạ N7:4, các bit khác trong

đích sẽ được để lại không được đụng đến. Nhớ rằng bit đầu tiên N7:5/0 là đúng

trong địa chỉ đích trước và sau, nhưng nó không đúng trong mặt nạ này. Hàm MVM

là rất hữu ích cho các ứng dụng ở đó các bit nhị phân cá biệt được thực hiện, nhưng

chúng là kém hữu ích khi làm việc với các giá trị số thực sự.

GHI CHÚ: Ý tưởng của một mặt nạ là rất hữu ích, và nó sẽ được sử dụng trong

các hàm khác. Các mặt nạ cho phép các câu lệnh thay đổi một vài bit trong một số

nhị phân mà không phải thay đổi toàn bộ số đó. Bạn có thể muốn làm điều đó khi

bạn đang sử dụng các bit trong một số để đại diện các trạng thái, các chế độ, v.v...

Figure 15.3 Example of the MOV and MVM Statement with Binary Values

Ví dụ về câu lệnh MOV và MVM với các giá trị nhị phân

15.2.2 Những hàm toán học

Các hàm toán học sẽ lấy một hay nhiều giá trị, thực hiện một phép toán và lưu

kết quả trong bộ nhớ. Hình 15.4 chỉ một hàm ADD mà hàm này sẽ lấy các giá trị từ

N7:4 và F8:35, chuyển cả hai tới kiểu của địa chỉ đích, thêm các số dấu phảy động, và

lưu kết quả trong F8:36. Hàm này có hai nguồn được gán nhãn nguồn A và nguồn B.

Trong trường hợp của các hàm ADD trình tự có thể thay đổi, nhưng điều này là

không đúng cho các phép toán khác như là trừ và chia. Một danh sách của hàm số

học đơn giản khác theo sau. Một vài hàm, như hàm âm là chỉ có một đối, vì thế nó

chỉ có một nguồn.

ADD(value,value,destination) - add two values

SUB(value,value,dest ination) - subtract

MUL(value,value,dest ination) - multiply

DIV(value,value,destination) - divide

Cộng hai giá trị

Trừ

Nhân

Chia

NEG(value,destination) - reverse sign from positive/negative Lấy số đối

CLR(value) - clear the memory location

Xóa vị trí bộ nhớ

GHI CHÚ: Để tiết kiệm không gian các loại hàm được chỉ ra trong các ký hiệu

được rút ngắn ở trên. Ví dụ hàm ADD(giá trị,giá trị,đích) yêu cầu hai giá trị nguồn và

sẽ lưu nó trong một đích. Sẽ dùng ký hiệu này trong một vài nơi để giảm số lượng

của các mô tả hàm.

Figure 15.4 Arithmetic Functions – Các hàm số học

Một ứng dụng của hàm số học được chỉ ra trong hình 15.5. Hầu hết các phép

toán cung cấp các kết quả ta sẽ mong đợi. Hàm ADD thứ hai lấy một giá trị từ N7:3,

thêm 1 và ghi đè vào nguồn – điều này thông thường được biết như một phép toán

tăng giá trị. Câu lệnh DIV đầu tiên chia số nguyên 25 cho 10, kết quả được làm tròn

tới số nguyên gần nhất, trong trường hợp này là 3, và kết quả được lưu trong N7:6.

Câu lệnh NEG làm cho giá trị mới thành -10, không phải giá trị ban đầu là 0, từ N7:4

chuyển ngược dấu và lưu nó trong N7:7.

Figure 15.5 Arithmetic Function Example – Ví dụ hàm số học

(Ghi chú của người gõ: nhắc lại, các giá trị số nguyên được giới hạn giữa -32768

và 32767, và không có phân số nào.)

Một danh sách của các hàm nâng cao hơn được cho trong hình 15.6. Danh sách

này bao gồm các hàm lượng giác, hàm mũ, lô ga và căn bậc hai. Hàm cuối CPT sẽ cho

phép một biểu thức và thực hiện một tính toán phức tạp.

ACS(value,destination) - inverse cosine

COS(value,destination) - cosine

Nghịch đảo cos

Cos

ASN(value,destination) - inverse sine

SIN(value,destination) - sine

Nghịch đảo sin

Sin

ATN(value,destination) - inverse tangent

TAN(value,destination) - tangent

Nghịch đảo tang

Tang

XPY(value,value,destination) - X to the power of Y X mũ Y

LN(value,destination) - natural log

Lô ga tự nhiên

LOG(value,destination) - base 10 log

SQR(value,destination) - square root

CPT(destination,expression) - does a calculation

Lo ga cơ số 10

Căn bậc hai

Làm một phép tính

Figure 15.6 Advanced Mathematical Functions

Các hàm toán học nâng cao

Hình 15.7 chỉ một ví dụ trong đó một phương trình đã được chuyển tới logic bậc

thang. Bước đầu tiên trong phép chuyển đổi này là chuyển các biến trong phương

trình tới các vị trí bộ nhớ trống trong PLC. Phương trình này có thể sau đó được

chuyển đổi bằng cách sử dụng các tính toán lồng nhau nhất trong phương trình ấy,

như hàm LN. Trong trường hợp này các kết quả của hàm LN được lưu trong một vị trí

bộ nhớ khác, được nói lại sau. Các phép toán khác được thực thi trong một cách

tương tự. (Ghi chú: Phương trình này có thể đã được thực thi trong các dạng khác,

bằng cách sử dụng các vị trí bộ nhớ ít hơn).

Cho:

A= ꢀln B + e^ꢁacos (D)

Ký hiệu: A = F8:0

B = F8:1

C = F8:2

D = F8:3

Figure 15.7 An Equation in Ladder Logic – Một phương trình ở dạng logic bậc thang

Phương trình tương tự trong hình 15.7 có thể đã được thực thi với một hàm

CPT như được chỉ ra trong hình 15.8. Phương trình này dùng cùng các vị trí bộ nhớ

được lựa chọn trong hình 15.7. Biểu thức này được gõ trực tiếp vào trong phần mềm

lập trình của PLC này.

Figure 15.8 Calculations with a Compute Function

Các tính toán với một hàm tính toán

Các hàm toán học có thể đưa đến các cờ trạng thái như là tràn ô nhớ, chuyển

mang, v.v... sự quan tâm phải được thực hiện để tránh các vấn đề như là tràn ô nhớ.

Các vấn đề này là ít phổ biến hơn khi dùng các số dấu phảy động. Các số nguyên là dễ

xảy ra hơn trong các vấn đề này bởi vì chúng bị hạn chế trong khoảng từ -32768 tới

32767.

15.2.3 Những hàm chuyển đổi

Các hàm chuyển đổi logic bậc thang được liệt kê trong hình 15.9. Hàm ví dụ này

sẽ lấy một số BCD từ bộ nhớ kiểu D (BCD) và chuyển nó sang một số dấu phảy động

mà số này sẽ được lưu trong F8:2. Hàm kia sẽ chuyển từ nhị phân phần bù 2s tới

BCD, và giữa các ra đi an và các độ.

TOD(value,destination) - convert from BCD to 2s

compliment

FRD(value,destination) - convert from 2s

compliment to BCD

DEG(value,destination) - convert from radians to

degrees

RAD(value,destination) - convert from degrees to

radians

Chuyển từ BCD tới phần bù 2s

Chuyển từ phần bù 2s tới BCD

Chuyển từ radian sang độ

Chuyển từ độ sang radian

Figure 15.9 Conversion Functions – Các hàm chuyển đổi

Các ví dụ của các hàm chuyển đổi được cho trong hình 15.10. Các hàm này tải

vào một giá trị nguồn, làm sự chuyển đổi, và lưu giữ các kết quả. Sự chuyển đổi TOD

sang BCD có thể gây ra một lỗi tràn ô nhớ.

Figure 15.10 Conversion Example – Ví dụ chuyển đổi

15.2.4 Những hàm dữ liệu mảng

Các mảng cho phép ta lưu giữ nhiều giá trị dữ liệu. Trong một PLC điều này sẽ là

một dãy liên tiếp của các số nguyên, dấu phảy động, hay các ô nhớ khác. Ví dụ, giả

thiết ta đang đo và lưu trọng lượng của một gói khoai tây trong bộ nhớ dấu phảy

động bắt đầu tại #8:20 (Nhớ rằng dấu ‘#’ dùng cho một tệp dữ liệu). Ta có thể đọc

một giá trị trọng lượng mỗi 10 phút một, và mỗi giờ sẽ thấy trung bình 6 trọng lượng.

Mục này sẽ tập trung vào các kỹ thuật mà các kỹ thuật này thực hiện các nhóm của

dữ liệu được tổ chức trong các mảng, cũng được gọi là các khối (blocks) trong các tài

liệu hướng dẫn.

15.2.4.1 – Thống kê

Các hàm là có sẵn mà chúng cho phép các phép tính thống kê. Các hàm này

được liệt kê trong hình 15.11. Khi A trở thành đúng và chuyển đổi trung bình (AVE) sẽ

bắt đầu tại vị trí bộ nhớ F8:0 và tính trung bình một tổng gồm 4 giá trị. Từ điều khiển

R6:1 được dùng để theo dõi tiến trình của thao tác này, và để xác định khi thao tác

ấy là hoàn thành. Thao tác này, và các thao tác khác, là khía cạnh kích hoạt. Thao tác

này có thể yêu cầu nhiều quét để được hoàn thành. Khi thao tác này được làm xong

giá trị trung bình được lưu tại F8:4 và bit R6:1/DN sẽ được bật.

AVE(start value,destination,control,length)

STD(start value,destination,control,length)

SRT(start value,control,length)

Trung bình các giá trị

Độ lệch chuẩn của các giá trị

Sắp xếp một dãy các giá trị

Figure 15.11 Statistic Functions – Các hàm thống kê

Các ví dụ của các hàm thống kê được cho trong hình 15.12 cho một mảng của

giá trị mà nó bắt đầu tại F8:0 và dài 4 giá trị. Khi làm xong giá trị trung bình sẽ được

lưu tại F8:4, và độ lệch chuẩn sẽ được lưu tại F8:5. Tập các giá trị này sẽ cũng được

sắp xếp theo thứ tự tăng dần từ F8:0 tới F8:3. Mỗi hàm trong số hàm này phải có bộ

nhớ điều khiển của chúng để chống lại sự trùng lặp. Không là ý tưởng tốt để kích

hoạt các phép sắp xếp và các phép toán khác tại cùng một thời điểm, vì phép so sánh

có thể chuyển các giá trị trong khi tính toán, gây ra các tính toán sai.

Figure 15.12 Statistical Calculations – Các tính toán thống kê

THÊM: Các hàm này sẽ cho phép một tính toán thời gian thực của dữ liệu SPC

cho các giới hạn điều khiển, v.v... Chỉ hàm PLC còn thiếu là một hàm ngẫu nhiên mà

hàm này sẽ cho phép các thời gian mẫu ngẫu nhiên.

15.2.4.2 – Phép toán khối

Một hàm khối cơ bản được chỉ trong hình 15.13. Hàm COP (sao chép) này sẽ sao

chép một mảng gồm 10 giá trị bắt đầu từ N7:50 tới N7:40. Hàm FAL sẽ thực hiện các

phép toán toán học bằng cách sử dụng một xâu biểu thức, và hàm FSC này sẽ cho

phép hai mảng được so sánh bằng cách sử dụng một biểu thức. Hàm FLL sẽ làm đầy

một khối của bộ nhớ với một giá trị đơn lẻ.

COP(start value,destination,length) - copies a block Sao chép một khối các giá trị

of values

FAL(control,length,mode,destination,expression) - Thực hiện các phép toán toán

will perform basic math operations to multiple

values.

học cơ bản cho nhiều giá trị

FSC(control,length,mode,expression) - will do a

comparison to multiple values

Làm một so sánh với nhiều giá

trị

FLL(value,destination,length) - copies a single value Sao chép một giá trị đơn tới

to a block of memory một khối bộ nhớ

Figure 15.13 Block Operation Functions – Các hàm tính toán khối

Hình 15.14 chỉ ra một ví dụ của hàm FAL với các chế độ địa chỉ khác nhau. Hàm

FAL đầu tiên sẽ làm các tính toán sau N7:5=N7:0+5, N7:6=N7:1+5, N7:7=N7:2+5,

N8:7=N7:3+5, N7:9=N7:4+5. Câu lệnh FAL thứ hai không có một ký hiệu tệp ‘#’ ở phía

trước của giá trị biểu thức, vì thế các tính toán sẽ là N7:5=N7:0+5, N7:6=N7:0+5,

N7:7=N7:0+5, N8:7=N7:0+5, N7:9=N7:0+5. Với một chế độ của hai câu lệnh sẽ làm

hai trong số các tính toán này khi có một khía cạnh tích cực từ B (ví dụ: một chuyển

đổi từ sai thành đúng). Kết quả của câu lệnh FALl cuối cùng sẽ là N7:5=N7:0+5,

N7:5=N7:1+5, N7:5=N7:2+5, N7:5=N7:3+5, N7:5=N7:4+5. Phép toán cuối cùng sẽ

dường như là vô ích, nhưng nhớ rằng chế độ này là gia tăng. Chế độ này sẽ làm một

tính toán cho mỗi chuyển đổi tích cực của C. Tất cả các chế độ này sẽ thực hiện cả

năm tính toán trong một quét đơn bất cứ khi nào có một khía cạnh tích cực trên đầu

vào này. Có thể được để đặt trong một số mà số đó sẽ chỉ thị số lượng của các phép

toán trong một quét. Thời gian tính toán có thể dài cho các mảng lớn và việc cố gắng

làm tất cả các phép toán trong một quét có thể dẫn tới một lỗi quá thời gian giám

sát.

Figure 15.14 File Algebra Example – Ví dụ đại số tệp

15.3 NHỮNG HÀM LOGIC BậC THANG

15.3.1 So sánh các giá trị

Các hàm so sánh được chỉ ra trong hình 15.15. Các khối hàm trước là các đầu ra,

những cái này thay thế các công tắc đầu vào. Ví dụ này chỉ ra một hàm EQU (bằng -

equal) mà hàm này so sánh hai số dấu phảy động. Nếu các số này là bằng nhau, bit

đầu ra B3:5/1 là đúng, ngược lại nó là sai. Các kiểu khác nhau của các hàm đẳng thức

cũng được liệt kê.

EQU(value,value) - equal

Bằng

NEQ(value,value) - not equal

LES(value,value) - less than

LEQ(value,value) - less than or equal

GRT(value,value) - greater than

Không bằng

Nhỏ hơn

Nhỏ hơn hay bằng

Lớn hơn

GEQ(value,value) - greater than or equal Lớn hơn hay bằng

CMP(expression) - compares two values

for equality

So sánh hai giá trị cho đẳng thức

MEQ(value,mask,threshold) - compare

for equality using a mask

So sánh cho đẳng thức bằng cách dùng

một mặt nạ

LIM(low limit,value,high limit) - check for Kiểm tra cho một giá trị giữa các giới hạn

a value between limits

Figure 15.15 Comparison Functions – Các hàm so sánh

Ví dụ trong hình 15.16 chỉ ra sáu hàm so sánh cơ bản. Về phía phải của hình này

là các ví dụ về các phép toán so sánh.

Figure 15.16 Comparison Function Examples – Các ví dụ hàm so sánh

Logic bậc thang trong hình 15.15 được tạo lại trong hình 15.17 với hàm CMP mà

hàm này cho phép các biểu thức chữ.

Figure 15.17 Equivalent Statements Using CMP Statements

Các câu lệnh tương đương bằng cách sử dụng các câu lệnh CMP

Các biểu thức cũng có thể được dùng để làm nhiều phép so sánh phức tạp hơn,

như được chỉ ra trong hình 15.18. Biểu thức này sẽ xác định nếu F8:1 là ở giữa F8:0

và F8:2.

Figure 15.18 A More Complex Comparison Expression

Một biểu thức so sánh phức tạp hơn

Các hàm LIM và MEQ được chỉ trong hình 15.19. Ba hàm đầu tiên sẽ so sánh

một giá trị thử nghiệm cho các giới hạn cao và thấp. Nếu giới hạn cao này là cao hơn

giới hạn thấp và giá trị thử nghiệm là ở giữa hay bằng với một giới hạn, thì nó sẽ là

đúng. Nếu giới hạn thấp là cao hơn giới hạn cao thì hàm này là chỉ đúng cho các giá

trị thử nghiệm bên ngoài khoảng này. Mặt nạ bằng nhau này sẽ so sánh các bit của

hai số, nhưng chỉ những bit là đúng trong mặt nạ ấy.

Figure 15.19 Complex Comparison Functions – Các hàm so sánh phức tạp

Hình 15.20 chỉ ra một dòng số mà dòng số này giúp xác định khi hàm LIM sẽ là

đúng.

Figure 15.20 A Number Line for the LIM Function – Một dòng số cho hàm LIM

Tệp cho các so sánh tệp cũng được cho phép bằng cách dùng các dòng lệnh

được chỉ ra trong hình 15.21. Dòng lệnh này sử dụng từ điều khiển R6:0. Nó sẽ diễn

dịch biểu thức này 10 lần, làm hai so sánh trong một quét logic (chế độ là 2). Các so

sánh sẽ là F8:10<F8:0, F8:11<F8:0 sau đó F8:12<F8:0, F8:13<F8:0 sau đó F8:14<F8:0,

F8:15<F8:0 sau đó F8:16<F8:0, F8:17<F8:0 sau đó F8:18<F8:0, F8:19<F8:0. Hàm này

sẽ tiếp tục cho tới khi một câu lệnh sai được phát hiện, hay phép so sánh là hoàn

thành. Nếu phép so sánh là hoàn thành với không dòng lệnh lỗi nào đầu ra A sẽ là

đúng. Chế độ này có thể cũng đã là tất cả để thực thi mọi phép so sánh trong một

quét, hay tăng lên để cập nhật khi đầu vào này tới hàm ấy là đúng – trong trường

hợp này đầu vào là một dây đơn giản, vì thế nó luôn là đúng.

Figure 15.21 File Comparison Using Expressions

So sánh tệp bằng cách dùng các biểu thức

15.3.2 Các hàm Bun

Hình 15.22 chỉ ra các hàm đại số Bun. Hàm được chỉ ra này sẽ nhận các từ dữ

liệu từ bộ nhớ bit, thực hiện một phép toán, và lưu các kết quả trong một vị trí mới

trong bộ nhớ bit. Các hàm này tất cả đều được hướng tới các phép toán mức độ từ.

Khả năng thực hiện các phép toán Bun cho phép các phép toán logic trên nhiều hơn

một bit đơn lẻ.

AND(value,value,destination) - Binary and function

OR(value,value,destination) - Binary or function

NOT(value,value,destination) - Binary not function

XOR(value,value,destination) - Binary exclusive or

function

Nhị phân và hàm

Nhị phân hay hàm

Nhị phân không hàm

Nhị phân dành riêng hay hàm

Figure 15.22 Boolean Functions – Các hàm Bun

Việc sử dụng các hàm Bun được chỉ trong hình 15.23. Ba hàm đầu tiên yêu cầu

hai đối, trong khi hàm cuối cùng chỉ yêu cầu một . Hàm AND sẽ chỉ bật các bit trong

kết quả mà kết quả đó là đúng trong cả hai từ nguồn. Hàm OR sẽ bật một bit trong từ

kết quả nếu một trong hai bit từ nguồn là bật (on). Hàm XOR sẽ chỉ bật một bit trong

từ kết quả nếu bit này là bật trong chỉ một giá trị của các từ nguồn. Hàm NOT đảo

ngược tất cả các bit trong từ nguồn.

Figure 15.23 Boolean Function Example – Ví dụ hàm Bun

15.4 NHỮNG VẤN ĐỀ CỦA THIẾT KẾ

15.4.1 Tính toán đơn giản

Bài toán: Một chuyển mạch sẽ tăng một bộ đếm lên khi được kích hoạt. Bộ đếm

này có thể được đặt lại bởi một chuyển mạch thứ hai. Giá trị trong bộ đếm này phải

được nhân với 2, và sau đó được hiển thị như một đầu ra BCD bằng cách sử dụng

(O:0.0/0 – O:0.0/7).

Giải pháp:

Figure 15.24 A Simple Calculation Example – Một ví dụ tính toán đơn giản

15.4.2 Vòng lặp For-Next

Bài toán: Thiết kế một vòng lặp for-next mà vòng lặp này tương tự như các vòng

lặp được thấy trong các ngôn ngữ lập trình truyền thống. Khi A là đúng logic bậc

thang này phải kích hoạt trong 10 quét, và các số quét này từ 1 đến 10 phải được lưu

trong N7:0.

Giải pháp:

Figure 15.25 A Simple Comparison Example – Một ví dụ so sánh đơn giản

15.4.3 Tính toán theo loạt

Bài toán: Tạo một chương trình logic bậc thang mà nó sẽ bắt đầu khi đầu vào A

được bật và tính toán theo loạt dưới đây. Giá trị của n sẽ bắt đầu tại 1 và với mỗi

quét của logic bậc thang n sẽ tăng lên cho đến khi n=100. Trong khi trình tự này đang

được tăng lên, bất cứ thay đổi nào trong A sẽ bị bỏ qua.

x = 2(n - 1)

A = I:000/00

n = N7:0

x = N7:1

Giải pháp:

Figure 15.26 A Series Calculation Example – Một ví dụ tính toán theo loạt

15.4.4 Đèn nhấp nháy

Bài toán: Ta đang thiết kế một mái rạp chiếu phim, và họ muốn các đèn nháy

truyền thống. Các đèn này đã được kết nối tới các đầu ra của PLC từ O:001/00 tới

O:001/17. Khi PLC được bật, mỗi giây một đèn phải sáng. Cứ mỗi nửa giây các đèn

này phải đảo lại. Kết quả sẽ là trong một giây hai đèn sẽ sáng cùng nhau trong một

nửa giây mỗi đèn.

Giải pháp:

Figure 15.27 A Flashing Light Example – Một ví dụ đèn nhấp nháy

15.5 TÓM TẮT

 Các hàm có thể lấy các giá trị từ bộ nhớ, làm các phép toán đơn giản, và trả

kết quả về bộ nhớ.

 Các hàm khoa học toán học và các hàm thống kê toán học là có sẵn.

 Các hàm mặt nạ cho phép các phép toán mà các phép toán này chỉ thay đổi

một vài bit.

 Các biểu thức có thể được sử dụng để thực hiện các phép toán phức tạp hơn.

 Các chuyển đổi là có sẵn cho các góc và các số BCD.

 Các lệnh tệp hướng mảng cho phép nhiều phép toán trong một quét.

 Các giá trị có thể được so sánh để ra quyết định.

 Các hàm Bun cho phép các phép toán mức bit.

 Hàm thay đổi giá trị trong bộ nhớ dữ liệu một cách lập tức.

15.6 BÀI TẬP THỰC HÀNH

1. Làm tính toán sau bằng logic bậc thang:

N7:2 = -(5 - N7:0 / N7:1)

2. Thực hiện hàm sau:

ꢃ + log(ꢃ)

ꢂ = atan (ꢃ(

))

ꢃ + 1

3. Một chuyển mạch sẽ tăng một bộ đếm bật lên khi được kích hoạt. Bộ đếm này có

thể được đặt lại bởi một chuyển mạch thứ hai. Giá trị trong bộ đếm này phải được

nhân với 5, và sau đó được hiển thị như một đầu ra nhị phân bằng cách sử dụng

(O:000).

4. Tạo một chương trình logic bậc thang mà chương trình này sẽ bắt đầu khi đầu vào

A được bật và tính toán loạt dưới đây. Giá trị của n sẽ bắt đầu từ 0 và với mỗi quét

của logic bậc thang này n sẽ tăng lên 2 cho đến khi n=20. Trong khi trình tự này đang

được tăng, bất cứ thay đổi nào trong A sẽ bị bỏ qua.

( )

ꢂ = 2(log ꢄ − 1)

A = B3/10

n = N7:0

x = F8:15

5. Chương trình sau sử dụng các địa chỉ gián tiếp. Chỉ ra cái mà các giá trị mới trong

bộ nhớ sẽ trở thành khi nút A được bấm sau các dòng lệnh đầu tiên và thứ hai.

6. Một thẻ đầu vào nút bấm bánh xe có được cả thảy bốn chữ số BCD. Một cảm biến

phát hiện vật thể rơi xuống một cái máng. Khi số lần rơi bằng với giá trị BCD máng

này bị đóng lại, và một đèn sẽ được bật cho đến khi một nút đặt lại nào đó được

bấm. Một nút bắt đầu phải được bấm để bắt đầu việc cung cấp vật thể. Phát triển

logic bậc thang cho bộ điều khiển này. Sử dụng một kỹ thuật thiết kế có cấu trúc như

là một sơ đồ trạng thái.

INPUT

ĐẦU VÀO

I:000 - BCD input card

I:001/00 - part detect

I:001/01 - start button

I:001/02 - reset button

Thẻ đầu vào

Phát hiện vật thể

Nút bắt đầu

Nút đặt lại

OUTPUT

O:002/00 - chute open

O:002/01 - light

ĐẦU RA

Mở máng

Đèn

7. Mô tả sự khác nhau giữa gia tăng, tất cả và một số cho dòng lệnh hướng tệp, như

là FAL.

8. Số lượng cực đại của các yếu tố mà các yếu tố này được di chuyển với một dòng

lệnh tệp là gì? Cái gì có thể xảy ra nếu quá nhiều được chuyển trong một quét?

9. Viết một chương trình logic bậc thang để làm tính toán sau. Nếu kết quả là lớn hơn

20,0, thì đầu ra O:012/15 sẽ được bật.

ꢊ

ꢋ

Trong đó, A = F8:0

ꢅ = ꢆ − ꢇꢈ^ꢉ

B = F8:1

C = F8:2

D = F8:3

T = F8:4

10. Viết logic bậc thang để đặt lại một bộ đếm RTO (T4:0) mà không dùng câu lệnh

RES.

Giáo trình Hệ thống sản xuất tự động hóa với PLCs - Phần 15: Những hàm logic bậc thang