Chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách sử dụng các hàm toán học phổ biến từ hai chương trình PLC phổ biến—Rockwell Automation's Studio 5000 và Automation Direct Productivity Suite.
Xem các bài viết trước về lệnh lập trình PLC
hẹn giờ
One-Shot
Bộ đếm lên và xuống
Sẽ ra sao nếu không có toán học trong PLC của chúng tôi? . Một số sử dụng các hướng dẫn toán học cơ bản theo chuỗi, trong khi những người khác sử dụng hướng dẫn COMPUTE dài và phức tạp để đạt được mục tiêu của họ. Tuy nhiên, hệ thống của bạn hoạt động như thế nào, có thể bạn sẽ cần một số hướng dẫn toán học sau đây cho các công thức của mình.
Các hướng dẫn toán học có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau dựa trên nền tảng PLC mà bạn chọn sử dụng. Trong bài viết này, tôi sẽ sử dụng Studio 5000 của Rockwell Automation cho PLC của Allen Bradley và Bộ năng suất của Automation Direct để minh họa các hàm toán học khác nhau mà bạn sẽ gặp trên thế giới.
Chúng tôi sẽ đề cập đến các hướng dẫn toán học cơ bản này
cộng
trừ đi
phủ định
nhân
chia
căn bậc hai
giá trị tuyệt đối
modulo
Bài viết này cũng giới thiệu hướng dẫn COMPUTE cho phép bạn tạo các hàm toán học của riêng mình
Loại dữ liệu
Đầu tiên, hãy thảo luận về các loại dữ liệu mà chúng ta có thể làm việc khi thực hiện các hàm toán học. Tất cả các hướng dẫn toán học yêu cầu các loại dữ liệu có thể được phân loại thành số. số nguyên, số nguyên kép, số thực, v.v. Không thể sử dụng các loại dữ liệu không bằng số thập phân. Theo kinh nghiệm của tôi, ngoại lệ là không thể sử dụng số nguyên dài [LINT] trong các hàm toán học. Điều này có vẻ là do loại dữ liệu không phải là nguồn gốc của bộ xử lý Allen Bradley, nhưng tôi không biết điều này chắc chắn.
Các ví dụ trong thế giới thực về các hàm toán học
Tôi luôn cố gắng kết hợp các ví dụ thực tế vào bài viết của mình. Một số ví dụ này khó xảy ra hơn những ví dụ khác, nhưng không phải trong trường hợp này. Giả sử bạn cần kiểm đếm xem có bao nhiêu feet ván gỗ chạy qua máy. Mỗi bảng có thể khác nhau, vì vậy bạn phải nhân chiều dài với chiều rộng và cộng nó vào tổng số. Trong trường hợp đó, chúng ta có thể sẽ sử dụng một lệnh nhân theo sau là một phép cộng.
Sử dụng Lệnh THÊM [Bổ sung] trong Studio 5000
Khi sử dụng hướng dẫn THÊM cơ bản, thực sự không có nhiều thứ để theo dõi. Chúng tôi cộng hai số lại với nhau và đặt tổng vào đích. Theo logic của Hình 1, tôi thêm Chiều dài vào Chiều rộng và đặt tổng vào thẻ Addition
Điều quan trọng cần lưu ý là bạn có thể lấy một trong các thẻ này, thêm một số vào đó, sau đó đặt thẻ ban đầu vào đích. Điều này sẽ cho phép bạn ghi đè giá trị cũ bằng giá trị mới. Điều này đặc biệt quan trọng để duy trì hoạt động kiểm đếm. Ví dụ
Nguồn A. Tổng
Nguồn B. Số mới
Điểm đến. Tổng
Hãy nhớ rằng nếu logic của bạn không bị giới hạn bởi một lần duy nhất ở đâu đó trong hệ thống, thì cuối cùng bạn sẽ thực hiện cùng một hàm toán học vài nghìn lần mỗi giây. Điều này có xu hướng tạo ra…vấn đề. Logic ví dụ của tôi sẽ không có một lần vì có nhiều phương pháp khác nhau mà mọi người sử dụng để giới hạn các hàm toán học của họ trong một lần quét.
Sử dụng Hướng dẫn SUB [Phép trừ] trong Studio 5000
Tương tự như phép cộng, phép trừ không quá khó để tìm ra. Một lưu ý quan trọng đối với phép trừ là nó sẽ luôn trừ Nguồn B khỏi Nguồn A. Với hướng dẫn THÊM, thứ tự các thẻ của chúng tôi không thành vấn đề; . Ngoài ra, tương tự như phép cộng, bạn có thể trừ và ghi đè lên một trong các giá trị bổ sung của mình.
Sử dụng Hướng dẫn NEG [Phủ định] trong Studio 5000
Sử dụng lệnh phủ định gần giống nhất với lệnh trừ. Phủ định có nghĩa là trừ số từ 0. Mặc dù điều này nghe có vẻ như là một cách nói kỳ quặc, nhưng “Lật dấu của một số” nhưng thực ra đó là cách toán học mà PLC hoàn thành nhiệm vụ. Bằng cách trừ số đã cho từ 0, bạn sẽ có số nghịch đảo của số bạn đã bắt đầu bằng. Một lần nữa, một hướng dẫn khá đơn giản. Cần một số âm thay vì dương?
Sử dụng lệnh MUL [Phép nhân] trong Studio 5000
Studio 5000 duy trì sự đơn giản và đồng nhất với hướng dẫn MUL. Đủ dễ dàng, hãy nhập số của bạn và hướng dẫn sẽ lo phần còn lại—bỏ kết quả vào thẻ Đích.
Sử dụng Hướng dẫn DIV [Phân chia] trong Studio 5000
Giống như hướng dẫn phép trừ, bạn phải đảm bảo các thẻ của mình theo đúng thứ tự cho lệnh DIV. Nguồn A luôn được chia cho Nguồn B và được đưa vào kết quả. Đừng hiểu ngược lại nếu không bạn sẽ gặp rắc rối.
Ngoài ra, hãy nhớ rằng có thể mất độ chính xác trong quá trình thực hiện phép chia vì câu trả lời có thể là số thập phân hoặc phân số, ngay cả khi Nguồn A và B là số nguyên. Đảm bảo tính đến việc mất độ chính xác này hoặc cân nhắc sử dụng các loại dữ liệu THỰC trong thẻ Đích
Phần còn lại của danh sách bao gồm một số hướng dẫn không rõ ràng và do đó có xu hướng ít được hiểu hơn
Sử dụng lệnh SQR [Square Root] trong Studio 5000
Không giống như một số phần mềm lập trình khác, Rockwell Automation cung cấp cho chúng tôi chức năng Square Root chuyên dụng cho PLC Allen Bradley của họ. Bạn có thể đưa các số hoặc thẻ tĩnh vào và nó sẽ xuất căn bậc hai trong Đích. Hãy nhận biết các loại dữ liệu thẻ của bạn mặc dù. Nếu bạn có căn bậc hai kết thúc bằng số thập phân, nhưng sau đó thả số thập phân đó vào thẻ DINT, nó sẽ loại bỏ tất cả các chữ số thập phân của bạn. Số thập phân phải luôn được lưu trữ trong kiểu dữ liệu THỰC [Float]
Sử dụng Hướng dẫn ABS [Giá trị tuyệt đối] trong Studio 5000
Hàm giá trị tuyệt đối được sử dụng để loại bỏ một số âm khỏi một số để có thể làm việc với nó như một số dương. Trước đó, chúng tôi đã sử dụng chức năng Phủ định, nhưng điều đó sẽ luôn lật dấu hiệu. Nếu chúng ta ném một số dương, nó sẽ trở thành số âm. Hàm tuyệt đối rất hữu ích vì số dương vẫn dương và số âm trở thành số dương. Các giá trị tuyệt đối luôn cho bạn một số dương.
Sử dụng Hướng dẫn MOD [Modulo] trong Studio 5000
Bây giờ chúng ta hãy đi vào một cái gì đó hiếm hơn một chút. Cá nhân tôi chưa bao giờ sử dụng hướng dẫn này trong một chương trình thực tế. Hàm mô-đun chỉ trả về phần còn lại khi gặp sự cố chia
Trong logic dưới đây, bạn có thể thấy tôi chia 10 cho 3. Chúng tôi biết rằng 3 nhân 3 là 9 và phần còn lại là 1 nếu chúng tôi không sử dụng số thập phân. Điều này có nghĩa là hàm Modulo sẽ cho chúng ta 1 trong thẻ Destination. Nếu chúng tôi cắm 25 chia cho 5, Modulo của chúng tôi sẽ tạo ra 0. Tương tự, 31 modulo 7 là 3
Kiểm soát Ghi chú biên tập. Nếu bạn đã sử dụng lệnh modulo [MOD] trong một chương trình, chúng tôi rất muốn biết thêm về lệnh này trong phần nhận xét. Vì nó ít xuất hiện hơn, chúng tôi muốn tìm hiểu ngữ cảnh mà bạn sử dụng nó
Sử dụng Hướng dẫn CPT [Tính toán] trong Studio 5000
Bây giờ hãy nói về hướng dẫn toán linh hoạt nhất mà Studio 5000 cung cấp. Lệnh Tính toán cho phép bạn lấy bất kỳ giá trị tĩnh nào, cũng như các biến trong thẻ và xử lý chúng với bất kỳ toán tử hợp lệ nào. Bạn có thể tìm thấy danh sách các toán tử trong tệp Trợ giúp Studio 5000. Trong công thức bên dưới, tôi lấy căn bậc hai của phép nhân cùng một lúc và đặt kết quả vào thẻ đích
Bạn có thể muốn sử dụng công thức này ở mọi nơi vì nó bao gồm tất cả các chức năng khác nhau ở một nơi. Tuy nhiên, có một lý do tại sao bạn không nên. Trong PLC, một số lệnh nhất định là nhẹ và các lệnh khác là nặng. Khi nói điều đó, tôi đề cập đến việc bộ xử lý mất bao lâu để xử lý hướng dẫn một cách hiệu quả. Một lệnh nhẹ có khả năng được quét trong một phần nhỏ thời gian cần thiết cho một lệnh nặng. Nếu chương trình của bạn rất lớn, bạn có thể bắt đầu gặp phải tình trạng chậm thời gian quét do sử dụng quá nhiều lệnh lớn trong khi lẽ ra bạn có thể sử dụng các lệnh đơn giản.
Theo nguyên tắc chung cho lập trình logic, hãy giữ cho nó sạch sẽ, đơn giản và nhanh chóng. Tính toán số nguyên cũng luôn nhanh hơn nhiều so với số học dấu phẩy động
Sử dụng Hướng dẫn MATH [Toán học] trong Productivity Suite
Bây giờ, hãy chuyển sang phần hướng dẫn Toán bộ năng suất. Lưu ý rằng tôi nói rằng trong số ít. Trong khi Studio 5000 có 9 hướng dẫn toán học cơ bản khác nhau [vẫn còn nhiều hướng dẫn toán học hơn thế, nhưng chúng sẽ đến sau. ], Bộ năng suất chỉ có một. Chức năng hướng dẫn toán học của chúng rất giống với hướng dẫn CPT của Studio 5000. Trong giao diện logic của Hình 10, bạn sẽ thấy công thức bạn nhập được hiển thị. Trong trường hợp này, chỉ cần thêm TAG1 cộng với TAG2
Để viết một công thức, bấm đúp vào hướng dẫn và nó sẽ hiển thị Cửa sổ Math Editor như trong Hình 11.
Như bạn có thể thấy, điều này hoạt động giống như một máy tính hoạt động đầy đủ hơn là một hướng dẫn logic. Mọi thứ đều ở ngay trong tầm tay bạn. Hệ thống toán học này bao gồm các hàm logarit cùng với các khái niệm cơ bản như phép cộng và phép trừ.
Cũng như những thứ khác mà tôi đã thấy trong Bộ năng suất, chúng làm rất tốt việc đưa mọi thứ lên trước cho bạn. Mặc dù điều này có thể quá sức đối với một số người, nhưng việc cung cấp thông tin này là rất tốt
Một điều cần lưu ý là sử dụng Nhập thẻ và Nhập công thức. Để nhập công thức, bạn phải ở chế độ công thức, sau đó chuyển sang chế độ thẻ để nhập tên thẻ, sau đó quay lại chế độ công thức để hoàn thành công thức
Lập trình chức năng toán học cho PLC
Khi nói đến các hàm toán học trong PLC, các nền tảng khác nhau sẽ mang lại cho bạn RẤT NHIỀU trải nghiệm khác nhau. Sử dụng các tệp Trợ giúp để tạo lợi thế cho bạn và luôn sẵn sàng tìm hiểu những điều mới về cách thức hoạt động của hệ thống cụ thể của bạn. Đừng bao giờ ngại đặt câu hỏi và thử nghiệm mọi thứ.
Nếu bạn thích bài viết này, một lần nữa chúng tôi khuyến khích bạn xem các bài viết về lệnh lập trình PLC khác