3.2 Теоретическое введение

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Используя широтно-импульсную модуляцию, осуществляется преобразование аналогового значения управляющей переменной u(t) в последовательность импульсов «имп» с периодом T_период (см. рис. 3.1).

Рис. 3.1 Временная диаграмма ШИМ

Обзор инструкций

Битовые логические инструкции работают с двумя числами - 1 и 0. Эти две цифры образуют базис системы счисления, называемой двоичной системой. Цифры 1 и 0 называются двоичными цифрами (binary digits) или просто битами. При работе со схемами, использующими контакты и катушки, значение 1 означает активное состояние или протекание тока, а 0 – неактивное состояние или отсутствие протекания тока.

Битовые логические инструкции интерпретируют состояния сигналов 1 и 0 и комбинируют их по правилам булевой логики. Эти комбинации дают результат 1 или 0, называемый Результатом Логической Операции (RLO).

Нормально открытый контакт (Адрес)

Обозначение:

Параметр	Тип данных	Область памяти	Описание
<адрес>	BOOL	I,Q,M,L,D,T,C	Адрес опрашиваемого бита

Описание:

Нормально открытый контакт будет замыкаться при состоянии бита, указанного в качестве <адреса>, равном 1 . Если состояние сигнала по указанному адресу равно 1, то контакт замкнут, и результат логической операции равен 1. Если состояние сигнала по указанному адресу равно 0, то контакт разомкнут, и команда дает результат логической операции равный 0.

Нормально замкнутый контакт (Адрес)

Обозначение:

Параметр	Тип данных	Область памяти	Описание
<адрес>	BOOL	I,Q,M,L,D,T,C	Адрес опрашиваемого бита

Описание:

Нормально замкнутый контакт будет замыкать цепь при состоянии бита, указанного в качестве <адреса>, равном 0. Если состояние сигнала по указанному адресу равно 0, то контакт замкнут, и результат логической операции равен 1. Если состояние сигнала по указанному адресу равно 1, то контакт разомкнут, и команда дает результат логической операции равный 0.

Инверсия результата логической операции

Обозначение:

Описание:

Инструкция инверсия результата логической операции выполняет изменение на противоположное значение результата логической операции.

Выходная катушка

Обозначение:

Параметр	Тип данных	Область памяти	Описание
<адрес>	BOOL	I,Q,M,L,D	Управляемый бит

Описание:

Выходная катушка работает как катушка в цепи управления релейно-контактной схемы. Если к катушке подводится ток, бит <адрес> устанавливается в «1». Если к катушке не подводится ток, бит <адрес> устанавливается в «0». Выходную катушку можно установить только на правом конце логической цепи. Возможно использование нескольких выходных катушек (максимум 16).

Выделение отрицательного фронта логической операции

Обозначение:

Параметр	Тип данных	Область памяти	Описание
<адрес>	BOOL	I,Q,M,L,D	Адрес указывает, какой бит памяти будет хранить RLO предыдущего цикла

Описание:

Инструкция Выделение отрицательного фронта RLO обнаруживает изменение с 1 на 0 (падающий фронт) по указанному адресу и отображает это установкой RLO в 1 после выполнения инструкции. Текущее состояние RLO сравнивается с состоянием сигнала операнда (бит памяти фронта). Если состояние сигнала операнда равно 1, а RLO перед выполнением инструкции равен 0, то RLO после выполнения инструкции будет равен 1 (импульс). Во всех остальных случаях RLO равен 0. Входной RLO затем сохраняется в указанном бите памяти.

Выделение положительного фронта логической операции

Обозначение:

Параметр	Тип данных	Область памяти	Описание
<адрес>	BOOL	I,Q,M,L,D	Адрес указывает, какой бит памяти будет хранить RLO предыдущего цикла

Описание:

Инструкция Выделение положительного фронта RLO обнаруживает изменение с 0 на 1 (нарастающий фронт) по указанному адресу и отображает это с помощью значения RLO, равного 1, после выполнения инструкции. Текущее состояние RLO сравнивается с состоянием сигнала операнда (бит памяти фронта). Если состояние сигнала операнда равно 0, а RLO перед выполнением инструкции равен 1, то RLO будет равен 1 (импульс) после выполнения инструкции. Во всех остальных случаях RLO равен 0. Входной RLO затем сохраняется в указанном бите памяти.

Таймеры

Основные понятия

Таймеры (Timers) – это ячейки памяти, используемые для реализации интервалов ожидания и мониторинга.

Таймеры позволяют программно реализовать последовательности синхронизации, такие как интервалы ожидания и наблюдения, измерение интервалов или генерирование импульсов.

Существуют следующие типы таймеров:

1. Импульсные таймеры (Pulse timers);

2. Импульсные таймеры с памятью (Extended pulse timers);

3. Таймеры задержки включения (On-delay timers);

4. Таймеры задержки включения с запоминанием (Retentive on-delay timers);

5. Таймеры задержки выключения (Off-delay timers).

Таймер	Описание
S_PULSE Таймер «Импульс»	Максимальное время в течение которого выходной сигнал остается равным 1, совпадает с запрограммированным временем T. Выход сбрасывается раньше, если входной сигнал меняет состояние на 0.
S_PEXT Таймер «Импульс с памятью»	Выходной сигнал остается равным 1 в течение запрограммированного времени независимо от того, как долго остается равным 1 входной сигнал.
S_ODT Таймер «Задержка включения»	Выходной сигнал устанавливается в 1 только по истечении запрограммированного времени, при этом входной сигнал все еще должен быть равен 1.
S_ODTS Таймер «Задержка включения с памятью»	Выходной сигнал устанавливается в 1 только по истечении запрограммированного времени независимо от того, как долго остается равным 1 входной сигнал.
S_OFFDT Таймер «Задержка выключения»	Выходной сигнал устанавливается в 1, когда устанавливается в 1 входной сигнал, и остается равным 1, пока таймер работает. Отсчет времени начинается, когда входной сигнал меняется с 1 на 0.

Далее рассмотрим только S_PULSE и S_PEXT, которые используются при выполнении лабораторной работы.

S_PULSE: Задание параметров и запуск таймера «Импульс»

Обозначение:

Параметр	Тип данных	Область памяти	Описание
Т no.	TIMER	T	Номер таймера. Диапазон номеров зависит от CPU
S	BOOL	I,Q,M,D,L	Вход запуска
TV	S5TIME	I,Q,M,D,L	Установка времени (от 0-9990)
R	BOOL	I,Q,M,D,L	Вход сброса
BI	WORD	I,Q,M,D,L	Остаток времени (значение в двоичном коде)
BCD	WORD	I,Q,M,D,L	Остаток времени (значение в формате BCD)
Q	BOOL	I,Q,M,D,L	Состояние таймера

Описание:

S_PULSE: (S5 таймер «Импульс») запускает заданный таймер по нарастающему фронту (изменение состояния сигнала с 0 на 1) на входе запуска (S). Для запуска таймера всегда необходимо изменение сигнала. Таймер продолжает работать в течение времени, заданного на входе TV, пока состояние сигнала на входе S остается равным 1. Пока таймер работает, опрос выхода Q на высокий уровень дает результат логической операции 1. Если на входе S сигнал меняется с 1 на 0 до истечения заданного времени, таймер останавливается. Тогда опрос состояния сигнала на 1 на выходе Q дает 0. Если во время работы таймера происходит изменение с 0 на 1 сигнала на входе сброса (R), то таймер сбрасывается. Это изменение сбрасывает в ноль время и базу времени. Единица на входе R таймера не оказывает никакого влияния если таймер не работает.

Текущее значение времени может быть считано на выходах BI и BCD. Значение времени на выходе BI представлено в двоичном формате, а на BCD – в двоично-десятичном формате. Текущее время равно разнице между начальным значением, заданным на входе TV и временем, прошедшим с момента запуска таймера.

Временные диаграммы (см. рис. 3.2):

Рис. 3.2 Временные диаграммы таймера S_PULSE

S_PEXT: Задание параметров и запуск таймера «Импульс с памятью»

Обозначение:

Параметр	Тип данных	Область памяти	Описание
Т no.	TIMER	T	Номер таймера. Диапазон номеров зависит от CPU
S	BOOL	I,Q,M,D,L	Вход запуска
TV	S5TIME	I,Q,M,D,L	Установка времени
R	BOOL	I,Q,M,D,L	Вход сброса
BI	WORD	I,Q,M,D,L	Остаток времени (значение в двоичном коде)
BCD	WORD	I,Q,M,D,L	Остаток времени (значение в формате BCD)
Q	BOOL	I,Q,M,D,L	Состояние таймера

Описание:

S_PEXT:(S5 таймер «Удлиненный Импульс») запускает заданный таймер, по нарастающему фронту на входе запуска (S). Для запуска таймера всегда необходимо изменение сигнала. Таймер продолжает работать в течение времени, заданного на входе TV, даже если состояние сигнала на входе S меняется на 0 до истечения заданного времени. Пока таймер работает выход Q выдает сигнал 1. Таймер перезапускается с заданным временем, если состояние сигнала на входе S меняется с 0 на 1 во время работы таймера.

Если во время работы таймера происходит изменение с 0 на 1 сигнала на входе сброса (R), то таймер сбрасывается. Это изменение сбрасывает в ноль время и базу времени.

Текущее значение времени может быть считано на выходах BI и BCD. Значение времени на BI представлено в двоичном формате, а на BCD – в двоично-десятичном формате. Текущее время равно разнице между начальным значением, заданным на входе TV и временем, прошедшим с момента запуска таймера.

Временные диаграммы (см. рис. 3.3):

Рис. 3.3 Временные диаграммы таймера S_PEXT

Компоненты таймера

Значение времени:

Биты с 0 по 9 в таймерном слове содержат значение времени в двоичном коде. Значение времени задает количество временных отрезков. Когда таймер актуализируется, значение времени уменьшается на одну единицу через интервалы, установленные базой времени. Значение времени уменьшается до тех пор, пока оно не станет равным нулю. Задавать значение времени можно в двоичном, шестнадцатиричном или двоично-десятичном коде (BCD).

Загрузить значение времени можно с использованием следующего синтаксиса:

• S5T#aH_bM_cS_dMS,

где: a = часы,

b = минуты,

c = секунды,

d = миллисекунды.

Максимальное время, которое можно ввести, составляет 9 990 секунд или 2H_46M_30S.

S5TIME#4S = 4 секунды

s5t#2h_15m = 2 часа и 15 минут

S5T#1H_12M_18S = 1 час, 12 минут и 18 секунд