基于plc的自动化制造系统外文翻译.docx

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基于plc的自动化制造系统外文翻译

录1：

外文资料翻译译文

基于PLC的自动化制造系统

15.梯形图逻辑函数

主题：

•数据处理、数学运算、数据转换、阵列操作、统计、比较、布尔量运算等函数

•设计实例

宗旨：

•理解基本函数,允许计算和比较

•了解使用了内存文件的数组函数

15.1介绍

梯行图逻辑输入触点和输出线圈之间允许简单的逻辑判断。

这些函数把基本的梯形图逻辑延伸到其他控制形式中。

例如，附加的定时器和计数器允许基于事件的控制。

在下图15.1中有一个较长的关于这些函数的表。

这包括了组合逻辑和事件函数。

本章将会研究数据处理和数值的逻辑。

下一章将介绍表、程序控制和一些输入和输出函数。

剩下的函数会在后面的章节中讨论

组合逻辑函数

继电器触点

线圈

事件函数

计时显示

计数显示

数据处理函数

移动

数学运算

转换

数字逻辑函数

布尔量运算

比较

列表函数

转移入栈/出栈

序列发生器

程序控制函数

分支/循环

立即输入/输出

错误/中断检测

输入输出函数

PID

通讯

高速计数器

字符串函数

图15.1基本PLC函数分类

大多数的函数会使用PLC的存储单元获取值、储存值和跟踪函数状态。

一般大部分函数当输入值是“真”时，会被激活。

但是，有些函数，如延时断开定时器，可以在无输入时，保持激活状态。

其它的函数仅当输入由“假”变“真”时，才会被执行，这就是所谓的上升沿触发。

想想，一计数器仅仅是输入由“假”变“真”时才会计数，输入为“真”状态的持续时间并不影响函数动作。

而下降沿触发函数仅当输入由“真”变“假”时才会触发。

多数函数并非边沿触发：

除非有规定说明函数不是边沿触发。

标签：

我并没有像说明书或者软件里那样准确的画出这些函数。

因为

这样会节省空间并且易于阅读，但是所有的必要信息我都给出了。

15.2数据处理

15.2.1传递函数

有两种基本的传递函数；

MOV（值,操作数）-把值传递到指定的存储位置。

MVM（值,标号,操作数）-把值传递到指定的存储位置，但是用标号来指定一个传递的位。

这个MOV函数从一个存储空间取出一个值放置到另外一个存储空间里。

下图15.2给出了MOV的基本用法。

当A为“真”，MOV函数把一个浮点数从原操作数传递到操作数存储位置。

原操作数地址中的数据没有改变。

当B为“真”时，原操作数中的浮点数将被转换成整数存储在操作数存储区中。

浮点数会被四舍五入成整数。

当C为“真”时，整数“123”将被存储在整数文件N7:

23中。

标签：

当函数值改变时，除了输入与输出，其值是瞬间改变的。

试想：

图15.2中，如果ABC都为“真”，那么F8:

23的值将会在下一个指令到来前

就变化。

这与输入输出扫描只发生在逻辑扫描之前或者之后不同。

图15.2MOV的基本用法

下图15.3给出了更多更复杂的MOV函数用法。

当A为“真”时，第一个模块将会把值“123”送入N7:

0，同时第二个模块将会把值“-9385”从N7:

1送到N7:

2中（这个值之所以为负数，是因为我们使用了2S的compliment）。

对于基本的MOV函数使用中，二进制数值不是必要的；但是在MVM函数中，二进制数值却是必要的。

这个模块中从N7:

3移动二进制数值到N7:

5中。

但是这些“位”在N7:

4中仍为“ON”，操作数的其他位将不会受到影响。

请注意：

N7:

5的第一位N7:

5/0在指令执行前后仍为“ON”,但是在N7:

4中却不同，MVM函数当应用在个别二进制位的处理中时非常有用，但是处理实数却是用处不大了。

之前数据

之后数据

地址

二进制

十进制

二进制

十进制

N7:

0

B#0000000000000000

0

B#0000000010000010

130

N7:

1

B#110110*********1

-9385

B#110110*********1

-9385

N7:

2

B#1000000000000000

-32768

B#110110*********1

-9385

N7:

3

#010*********

22715

B#110110*********1

-10053

N7:

4

B#0010101010101010

10922

B#0010101010101010

10922

N7:

5

B#0000000000000001

1

B#00001000101010

2219

N7:

6

B#110111*********1

B#110111*********1

标签：

标号的概念非常重要，并且也可以用在其他函数中。

标号允许指令改变一个二进制数据的其中四位，而不用改变它的全部数值。

当你使用二进制数据中的位来表示声明，模式或者状态等内容时，你会很希望这么做。

图15.3是MOV和MVM函数对二进制数值的操作例子

图15.3MOV和MVM函数的使用实例

15.2.2数学函数

数学函数将检索一个或多个值，执行一个操作然后把结果储存在内存中。

图15.4展示的是一个ADD函数从N7:

4和F8:

35中读取数据操，把他们转换成操作数的地址格式，把两个浮点数相加，结果储存在F8:

36中。

该函数有两个原操作数记做“原操作数A”、“原操作数B”。

对于该函数来说原操作数顺序可以改变，但是这对于“减法函数”或“除法函数”等其他操作来说却不一定正确，下面列出了其他一些基本的数学函数。

其中的一些，如“取负”是一元的函数，也就是说它只有一个原操作数。

加（值1，值2，操作数）-累加两个值

减（值1，值2，操作数）-值1减值2给操作数

乘（值1，值2，操作数）-值1乘值2给操作数

除（值1，值2，操作数）-值1除值2给操作数

取反（值，操作数）-将值取反送给操作数

清除（值）-将值存储区清零

标签：

为了节省空间上图给出了函数的缩略符号，例如函数ADD（值1，值2，操作数）需要两个原操作数，并把值存入操作数。

为了减少描述函数时的空间这些符号将被用在很多地方

图15.4数学函数

图15.5列出了数学函数的用法，多数函数的执行会给出我们期待的结果，第二个ADD函数从N7：

3中取了一个值，加1然后送入原操作数，这就是通常所说的“自加”操作。

第一个DIV,执行操作整数25除以整数10，结果四舍五入为最接近的整数，这时，结果被储存在N7:

6中。

NEG指令取走了新数“-10”，而不是源数据“0”，从N7:

4取出的数据符号被取反，结果存入N7:

7。

地址

之前值

之后值

N7:

0

10

10

N7:

1

25

25

N7:

2

0

35

N7:

3

0

1

N7:

4

0

-10

N7:

5

0

250

N7:

6

0

3

N7:

7

0

10

N7:

8

100

0

F8:

0

10.0

10.0

F8:

1

25.0

25.0

F8:

2

0

2.5

F8:

3

0

2.5

图15.5数学函数例子

标签：

调用，整数范围从-32768到32767并且没有小数。

图15.6列出了更多的高级函数。

这个列表包括基本的三角函数、取绝对值函数、对数函数、取二次方根函数。

最后一个函数CPT能接受表达式并且可以执行一个复杂的运算。

ACS（值,操作数）-反余弦

COS（值,操作数）-余弦

ASN（值,操作数）-反正弦

SIN（值,操作数）-正弦

ATN（值,操作数）-反正切

TAN（值,操作数）-正切

XPY（值1,值2，操作数）-X的Y次幂

LN（值,操作数）-自然对数

LOG（值,操作数）-以10为底的对数

SQR（值,操作数）-开二次方根

CPT（操作数,表达式）-做运算

图15.6高级数学函数

图15.7展示的是把表达式转化成梯形图逻辑。

转换的第一步是把表达式的变量存入PLC中没被使用过的存储区中。

接下来拥有很多嵌套运算的方程就可以被转化，例如LN函数。

这时LN函数的运算结果被保存在其他存储空间中，之后会被调用。

其它的一些操作会应用在相似的情况下。

（注意：

这些方程可能应用在其他场合中，占用更少的存储空间。

）

图15.7用梯形图表示的方程

和图15.7中一样的方程被应用于图15.8所示的CPT函数中。

存储区也和上图使用的一样。

该表达式被直接输进了PLC程序中。

图15.8利用CPT函数计算

数学函数可以导致诸如溢出，进位等状态标识位变化，注意要尽量避免出现像“溢出”这样的问题。

但是使用浮点数时这种问题会少一点。

而整数极易出现这样的问题，因为它们受到-32768—32767这样一个数据范围的限制。

15.2.3转换函数

梯形图中的转换函数列在了图15.9中。

例子中的函数将会从D存储区读取一个BCD码数据，然后把它转换为浮点数存储在F8:

2中。

其它的函数将把二进制负数转换成BCD码数据，下面的函数也包含了弧度数和角度的转化。

TOD（value,destination）–把BCD码转换为二进制数

FRD（value,destination）-把二进制值转换为BCD码

DEG（value,destination）–把弧度数转换为度数

RAD（value,destination）-把度数转换为弧度数

图15.9转换函数

图15.10给出了转换函数的例子。

这些函数读取一个源数据后，开始转换，结束后储存结果。

TOD函数转换成BCD码将会出现“溢出”错误。

地址

之前值

之后值

N7:

0

0

1793

N7:

1

548

548

F8:

0

3.141

3.141

F8:

1

45

45

F8:

2

0

180

F8:

3

0

0.785

D9:

0

0000000000000000

0000010101001000

D9:

1

0001011110010011

0001011110010011

图15.10转换例子

15.2.4矩阵函数

矩阵可以储存多列数据。

在PLC中这将是一系列的整数数字，浮点数或者

其它类型的数据。

例如，假定我们测量和保存一块封装芯片的重量时要使用浮点数存储区F8:

20。

每十分钟要读取一次重量数据，并且一小时后找出平均重量。

这一节我们将聚焦于矩阵中多组数据的处理技术，也就是说明书中所谓的“块”。

15.2.4.1-统计

这些函数也是可以处理统计数据的。

图15.11列出了这些函数，当A变为“真”AVE函数的转换操作从存储区F8:

0开始，并算出四个数的平均值。

控制字R6:

1被用来跟踪运算的进程，并判断运算何时结束。

这些运算还有其它的一些是边沿触发的。

该次运算可能会需要经过多个扫描周期才能完成。

运算结束后，平均值被储存在F8:

0中，同时R6:

1/DN位被置ON。

AVE（开始值,操作数,控制字,长度）–求平均值

STD（开始值,操作数,控制字,长度）–求标准差

SRT（开始值,控制字,长度）–排列一串值

图15.11统计函数

如图15.12给出的统计函数例子，它拥有一个有四个字长从F8:

0开始的数组数据。

每次执行平均值运算的结果储存在F8:

4中，标准差储存在F8:

5中。

一系列数值被存放在从F8:

0到F8:

3的按升序排列的存储区中。

为防止出现数据覆盖现象，每个函数都应该有自己的控制存储器。

同时触发该函数与其他运算不是一个明智的选择，因为在计算期间该函数会移动数据，这会导致错误的结果。

地址

之前

A导通后

B导通后

C导通后

F8:

0

3

3

3

1

F8:

1

1

1

1

2

F8:

2

2

2

2

3

F8:

3

4

4

4

4

F8:

4

0

2.5

2.5

2.5

F8:

5

0

0

1.29

1.29

图15.12统计运算

旁白：

这些函数允许SPC（统计）数据控制中的实数运算。

仅

有的不是这样的PLC函数是随机函数，它允许出现随机样本数据。

15.2.4.2-块操作

图15.13给出了最基本的块函数。

这个COP函数将会拷贝从N7:

50到N7:

40拥有十个数据的数组。

FAL函数将会通过一个表达式执行数学运算。

FSC函数通过使用表达式允许数组之间进行比较。

FLL函数会利用一个数据把块存储区填充起来。

COP（开始值,操作数,长度）

拷贝一个数据块

FAL（控制字,长度,模式,操作数,表达式）

为得到一个多重值而执行基本的数学运算

FSC（控制字,长度,模式,操作数,表达式）

为得到一个多重值而作一个比较

FLL（值,操作数,长度）

把一个单一值拷贝到一个数据块

图15.13块操作函数

图15.14显示的是拥有不同地址模式的FAL函数使用例子。

第一个FAL函数将会执行下列运算：

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.

第二个FAL函数中在表达式值之前缺少“#”标识，因此运算将变为：

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.

当B为真，且为模式2时该指令在每次扫描周期到来时执行两个运算。

最后一个FAL运算的结果为：

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.

最后一个操作貌似没什么用处，但是请注意，该运算是增值的。

在C上升沿到来时该运算都会执行一次。

每次扫描周期经过时，这几个运算将执行所有的5个操作一次。

用来指示每次扫描运算的编号，而插入一个号码也是有可能的。

由于有较大的数组，运算时间可能会很长，同时尝试每次扫描时执行所有运算也将会导致看门狗超时错误。

图15.14文本代数函数例子

15.3逻辑函数

15.3.1数值比较

图15.15所示为比较函数，先前的函数块是输出，它取代了输入联系。

例子展示的是比较两个浮点数大小的函数EQU。

如果数值相当，则输出位B3:

5/1为真，否则为假。

其他形式的相等函数也裂了出来。

EQU（值1，值2）

相等

NEQ（值1，值2）

不相等

LES（值1，值2）

小于

LEQ（值1，值2）

小于等于

GRT（值1，值2）

大于

GEQ（值1，值2）

大于等于

CMP（表达式）

比较两值是否相等

MEQ（值，符号，临界值）

使用一个符号来比较值是否相等

LIM（低限，值，高限）

检测值是否在范围内

图15.15比较函数

图15.16展示了六个基本的比较函数。

图右边是比较函数的操作例子，

图15.16比较函数例子

图15.16中的梯形图程序在图15.17中又用CMP函数表达了一遍，该函数可以使用文本表达式。

图15.17使用CMP函数的等价表述

表达式可以被用来做许多复杂运算，如图15.18所示。

表达式将会判断F8:

1是否介于F8:

0和F8:

2之间。

图15.18一个更加复杂的比较函数

LIM和MEQ函数如图15.19所示。

前三个函数将会判断待检测值是否处在范围内。

如果上限值大于下限值且待测值介于限值之间或者等于限值，那么输出为真。

如果下限值大于上限值，则只有待测值在范围之外时输出值才为真。

地址

十进制（之前值）

二进制（之前值）

二进制（之后值）

N7:

0

1

0000000000000001

0000000000000001

N7:

0

5

0000000000000101

0000000000000101

N7:

0

11

0000000000001011

0000000000001011

N7:

0

15

0000000000001111

0000000000001111

N7:

0

8

0000000000001000

0000000000001000

N7:

0

0

0000000000000000

0000000000001101

图15.19复杂的比较函数

图15.20LIM函数的线段表示

图15.20展示的线段可以帮助我们判断待测数值是否在限值内。

在图15.21中使用FSC指令进行文件与文件的比较也是被允许的。

该指令使用了控制字R6:

0。

它将解释表达式10次，做两次比较在每次逻辑扫描中（模式2）。

比较为：

F8:

10

0,F8:

11

0然后F8:

12

0,F8:

13

0然后F8:

14

0,F8:

15

0然后F8:

16

0,F8:

17

0然后是F8:

18

0,F8:

19

0。

函数将会继续执行除非发现一个错误状态或者完成比较。

如果比较完成没有发现错误状态那么输出A将为“真”。

在一个扫描周期中该模式也会一直执行所有比较。

或者当函数前面的输入为真时就更新增量---在这种情况下输入为一条线，而一直为真。

图15:

21使用表达式的文件比较

15.3.2布尔函数

图15.22显示的是布尔代数函数。

函数显示从位存储单元获取数据字，执行一个AND操作，把结果储存在一个新的位逻辑单元。

这些函数都是面向“字”层面的运算。

执行布尔运算的能力，该能力允许不止单一位上的逻辑运算。

AND（值1，值2，操作数）

二进制“与”函数

OR（值1，值2，操作数）

二进制“或”函数

NOT（值1，值2，操作数）

二进制“非”函数

XOR（值1，值2，操作数）

二进制“异或”函数

图15.22布尔函数

图15.23展示了布尔函数的使用。

前三个函数需要两个参数，最后一个函数只需要一个参数。

与函数只有两个操作数同时为真结果位才会被置ON。

或函数只要两个操作数中任意一个为ON，那么它就将结果位置ON。

异或函数两操作数中有且仅有一个为ON那么结果位才会被置ON。

非函数将字中所有位取反。

附录2：

外文原文

AutomatingManufacturingSystemswithPLCs

15.LADDERLOGICFUNCTIONS

Topics:

•Functionsfordatahandling,mathematics,conversions,arrayoperations,statistics,

comparisonandBooleanoperations.

•Designexamples

Objectives:

•Tounderstandbasicfunctionsthatallowcalculationsandcomparisons

•Tounderstandarrayfunctionsusingmemoryfiles

15.1INTRODUCTION

Ladderlogicinputcontactsandoutputcoilsallowsimplelogicaldecisions.Functions

extendbasicladderlogictoallowothertypesofcontrol.Forexample,theadditionof

timersandcountersallowedeventbasedcontrol.Alongerlistoffunctionsisshownin

Figure15.1.CombinatorialLogicandEventfunctionshavealreadybeencovered.This

chapterwilldiscussDataHandlingandNumericalLogic.Thenextchapterwillcover

ListsandProgramControlandsomeoftheInputandOutputfunctions.Remainingfunctions

willbediscussedinlaterchapters.

Figure15.1BasicPLCFunctionCategories

MostofthefunctionswillusePLCmemorylocationstogetvalues,storevalues

andtrackfunctionstatus.Mostfunctionwillnormallybecomeactivewhentheinputistrue.But,somefunctions,suchasTOFtimers,canremainactivewhentheinputisoff.Otherfunctionswillonlyoperatewhentheinputgoesfromfalsetotrue,thisisknownaspositiveedgetriggered.Consideracounterthatonlycountswhentheinputgoesfromfalsetotrue,thelengthoftimetheinputistruedoesnotchangethefunctionbehavior.Anegativeedgetriggeredfunctionwouldbetriggeredwhentheinputgoesfromtruetofalse.Mostfunctionsarenotedgetriggered:

unlessstatedassumefunctionsarenotedgetriggered.

15.2DATAHANDLING

15.2.1MoveFunctions

Therearetwobasictypesofmovefunctions;

MOV（value,destination）-movesavaluetoamemorylocation

MVM（value,mask,destination）-movesavaluetoamemorylocation,butwitha

masktoselectspecificbits.

ThesimpleMOVwilltakeavaluefromonelocationinmemoryandplaceitin

anothermemorylocation.ExamplesofthebasicMOVaregiveninFigure15.2.WhenAistruetheMOVfunctionmovesafloatingpointnumberfromthesourcetothedestinationaddress.Thedatainthesourceaddressis