Funkcjonalny język schematów blokowych (FBD) i jego zastosowanie

Jednym z najpopularniejszych języków programowania sterowników PLC - programowalnych sterowników logicznych, jest język graficzny schematów bloków funkcjonalnych FBD - Schemat bloków funkcyjnych. Ten język wraz z innymi językami IEC 61131-3, takimi jak na przykład język logiki drabinkowej (LD), wykorzystuje w swojej architekturze rodzaj obwodu elektronicznego.

Program napisany w tym języku dla kontrolera składa się z pewnej listy obwodów, które są wykonywane jeden po drugim od góry do dołu. Ponadto istnieje możliwość przypisania etykiet do poszczególnych łańcuchów, w tym przypadku będzie można skorzystać z instrukcji przejścia do etykiety, aby zmienić kolejność wykonywania łańcuchów oraz stworzyć warunki i cykle.

Tak więc program napisany w języku graficznym FBD jest zestawem funkcjonalnych bloków połączonych ze sobą, których wyjścia i wejścia są połączone liniami komunikacyjnymi. Linie komunikacyjne odzwierciedlają pewne zmienne programu, poprzez które dane są wymieniane z bloku do bloku.

Oddzielny blok pełni określoną funkcję (logiczne „i”, „nie”, licznik itp.), Podczas gdy jeden blok może mieć kilka wyjść i wejść. Początkowo wartości zmiennych są ustawiane przez stałe lub ze specjalnych wejść, a ich wyjścia są dalej łączone z innymi zmiennymi programu lub z wyjściami PLC.

Rysunek pokazuje przykładowy program napisany w funkcjonalnym języku schematów blokowych FBD. Jak widać, ten obraz programu bardzo wyraźnie odzwierciedla algorytm, co czyni ten język dość prostym i wygodnym do tworzenia oprogramowania dla sterowników PLC.

W procesie programowania w języku FBD stosowane są zarówno standardowe bloki z bibliotek, jak i bloki napisane w FBD lub w innych językach normy IEC 61131-3. Blok jest elementem programu, rodzajem podprogramu, blokiem funkcji lub funkcją (logiczne „NIE”, „LUB”, „I”, zegar, licznik, wyzwalacz, operacja matematyczna, przetwarzanie sygnału analogowego itp.).

Z tych bloków wyrażenia tworzące łańcuchy są kompilowane graficznie: następny blok jest połączony z wyjściem jednego bloku, a następnie drugiego bloku, i tak powstają łańcuchy. W trakcie obwodu kolejność wykonania bloków odpowiada kolejności ich połączenia, a wynik wykonania obwodu jest albo podawany na wyjście PLC, albo zapisywany do jakiejś zmiennej wewnętrznej.

Rozważ kawałek programu napisany w języku FBD: Pomnóż przez 4, następnie podziel przez A i zapisz wynik w zmiennej. W pseudokodzie będzie to wyglądać tak: wynik: = B * 4 / A. Możliwe jest również dodanie specjalnych bloków sterujących wyjściami EN i ENO do bloków w celu kontrolowania wywołań poszczególnych bloków: zero logiczne zastosowane do wejścia EN zablokuje wywołanie tego bloku, a wyjście ENO zgłosi to w przypadku błędu, a tym samym przerwie wykonanie obwodu do końca .

Jak widać, język FBD jest niezwykle wizualny, wygodny, a zatem łatwy do nauczenia nawet przez specjalistów aplikacji, którzy nie mają specjalnego szkolenia w dziedzinie informatyki. Kod jest wykonywany sekwencyjnie, struktura poleceń w kodzie jest prosta, dlatego program jest nadawany bardzo szybko, a zadanie wykonuje się niezawodnie.

Istnieją różne modyfikacje języka programowania FBD, charakteryzujące się występowaniem pewnych ograniczeń lub rozszerzeń.

Na przykład istnieje rodzaj FBC, który pozwala na stosowanie tylko czystych funkcji z jednym wyjściem bez zmiennych pośrednich - modyfikacja do programowania funkcjonalnego.

Lub modyfikacja CFC (Continuous Function Chart), która pozwala ustawić kolejność wykonywania wykresu nie tylko w łańcuchu sekwencyjnym, ale według uznania twórcy oprogramowania. Dzięki CFC deweloper zyskuje więcej swobody, chociaż kod jest dłuższy.

Zobacz także na ten temat:Języki programowania PLC i platforma oprogramowania do automatyzacji CoDeSys