Инженерно-ориентированные языки программирования в TRACE MODE.docx

Инженерно-ориентированные языки программирования в TRACE MODE

Любая АСУ требует математической обработки данных – как в измерительных информационных потоках (датчик → УСО → контроллер → операторская станция), так и в управляющих (операторская станция → контроллер → исполнительное устройство). Математическая обработка данных в TRACE MODE 6 реализуется через встроенные языки программирования, которые являются модификациями соответствующих языков стандарта МЭК 61131-3:

Техно ST (Structured Text);

Техно IL (Instruction List);

Техно SFC (Sequential Function Chart);

Техно LD (Ladder Diagram);

Техно FBD (Function Block Diagram).

Техно ST

Техно ST – язык структурированного текста. По синтаксису этот язык похож на обычные процедурные языки программирования, такие как Паскаль, поэтому мы не будем подробно на нём останавливаться. В Техно ST используются типизированные переменные. Тип переменной определяет размер выделяемой памяти. Для указания типа в Техно ST определены следующие ключевые слова:

BOOL – булево значение размерностью 1 байт (true (1) или false (0));

SINT – целое со знаком размерностью 1 байт (-128 ... 127);

USINT – целое без знака размерностью 1 байт (0 ... 255);

INT – целое со знаком размерностью 2 байта (-32768 ... 32767);

UINT – целое без знака размерностью 2 байта  (0 ... 65535);

DINT – целое со знаком (4 байта) (-2147483648 ... 2147483647);

UDINT  – целое без знака (4 байта) (0 ... 4294967295);

TIME, DATE, TIME_OF_DAY, DATE_AND_TIME – соответствуют DINT. Значения переменных этих типов задаются аналогично соответствующим временным константам;

REAL – вещественное число (4 байта) (максимальное значение 3.402823466e+38);

LREAL – вещественное число (8 байт) (максимальное значение 1.7976931348623158e+308;

STRING – последовательность символов;

HANDLE – специальный тип, используемый для хранения внешних данных в виде числа, имеет размерность 4 байта, не может быть использован в арифметических, логических и т.п. операциях.

При определении переменной может быть задано ее значение, например:

VAR i: INT:=0; END_VAR

Основная точка входа в программу определяется следующей конструкцией:

program

{определение аргументов}

{список предложений}

end_program

Пример программы на Техно ST:

PROGRAM

VAR_INPUT pi_R : REAL := 3.14; END_VAR

VAR_OUTPUT sin_In : REAL := 0; END_VAR

VAR_OUTPUT cos_In : REAL; END_VAR

VAR_OUTPUT ln_In : REAL; END_VAR

VAR_OUTPUT arcsin_In : REAL; END_VAR

VAR_OUTPUT tg_In : REAL; END_VAR

VAR_OUTPUT exp_In : REAL; END_VAR

VAR_OUTPUT lg_In : REAL; END_VAR

sin_In = SIN (pi_R / 2);

cos_In = cos (pi_R);

tg_In = tan(pi_R/4);

arcsin_In = asin (1);

exp_In = exp (2);

ln_In = log(2.718); // = LN

END_PROGRAM

Техно IL

Программа на языке Техно IL представляет собой последовательность инструкций. Каждая инструкция должна начинаться с новой строки и должна содержать оператор с опциональным модификатором и, для некоторых операций, один или более операндов, разделенных пробелами.

Техно IL поддерживает одноадресный и двухадресный режимы записи инструкций, которые оперируют с двумя операндами. В первом случае первым операндом является аккумулятор, который опускается при записи, во втором случае указываются два операнда.

Под аккумулятором в Техно IL понимается хранилище текущего результата вычислений (в этом качестве выступает один из регистров процессора). Далее в описании языка Техно IL значение аккумулятора обозначается словом result.

Пример. В данном примере представлена запись процедуры a = a + b в одноадресном и двухадресном режиме.

Одноадресный режим:

LD a    //result = a

ADD b   //result = result + b

ST a    //a = result

Двухадресный режим позволяет записать ту же операцию компактнее:

ADD a b  // a = a + b

Операторы обмена с аккумулятором

В качестве операнда может использоваться численная или булева переменная. В качестве операнда оператора LD может использоваться число. Отличное от нуля значение аккумулятора интерпретируется как TRUE, нулевое – как FALSE, поэтому значение аккумулятора может быть присвоено как численной, так и булевой переменной.

Пример:

VAR VAR_000 : INT := 10; END_VAR

VAR VAR_001 : BOOL := TRUE; END_VAR

VAR VAR_002 : BOOL; END_VAR

LD 8          //result := 8

ST VAR_000    //VAR_000 := 8

ST VAR_002    //VAR_002 := TRUE

LD 0          //result := 0 

ST VAR_001    //VAR_001 := FALSE

LD VAR_001    //result := FALSE

ST VAR_002    //VAR_002 := FALSE

ST VAR_000    //VAR_000 := 0

Логические операторы

Примечание. Оператор выполняется только тогда, когда result = TRUE.

В качестве операндов могут использоваться булевы переменные. Вторым операндом может быть число (но не численная переменная), которое интерпретируется следующим образом: не равно 0 – TRUE; равно 0 – FALSE. Выполнение операторов R и S не изменяет значения аккумулятора.

Пример:

VAR VAR_001 : BOOL := TRUE; END_VAR

VAR VAR_002 : BOOL; END_VAR

VAR VAR_004 : INT := 0; END_VAR

LD 1                 //result := 1

S VAR_002            //VAR_002 := TRUE

R VAR_002            //VAR_002 := FALSE

AND VAR_001 VAR_002  //result := VAR_001 := FALSE

LD 1                 //result := 1 

S VAR_001            //VAR_001 := TRUE

OR VAR_002 VAR_001   //result := VAR_002 := TRUE

XOR VAR_002 VAR_001  //result := VAR_002 := FALSE

OR VAR_002 10        //result := VAR_002 := TRUE

Арифметические операторы

В качестве операндов используются численные переменные, в качестве второго операнда может использоваться число. Арифметические операторы не допускают использования модификаторов.

Пример:

VAR VAR_000 : REAL := 20; END_VAR

VAR VAR_001 : LREAL := 30; END_VAR

ADD VAR_000 10        //result := VAR_000 := 30

MUL VAR_001 9         //result := VAR_001 := 270

SUB VAR_001 VAR_000   //result := VAR_001 := 240

DIV VAR_001 VAR_000   //result := VAR_001 := 8

Операторы сравнения

В качестве операндов используются численные переменные, в качестве второго операнда может использоваться число. Операторы сравнения не допускают использования модификаторов. Операторы сравнения, как правило, предшествуют операторам JMPC, CALC и RETC. Если результат сравнения ложен, инструкции сравнения не изменяют значения аккумулятора, а последующий оператор JMPC, CALC или RETC игнорируется (даже если result = TRUE).

Пример

VAR VAR_000 : INT := 20; END_VAR

VAR VAR_001 : INT := 30; END_VAR

VAR VAR_002 : BOOL; END_VAR

LD 1               //result := TRUE

GT VAR_000 VAR_001 //результат сравнения ложен (20<30)

//аккумулятор сохраняет свое значение (TRUE)

RETC               //RETC игнорируется

LD VAR_002         //result := FALSE

LT VAR_000 VAR_001 //результат сравнения истинен

        //result := TRUE

CALC fff(VAR_000)  //вызов функции произойдет

Операторы перехода и вызова функции

Операторы перехода выполняются, если строка с указанной меткой находится в том же программном компоненте. В круглых скобках через запятую указываются значения, передаваемые в функцию. Между именем функции и круглыми скобками пробел необязателен. Число передаваемых в функцию значений должно быть равно числу аргументов, заданных для этой функции. При выполнении оператора RET и его разновидностей функция возвращает значение result. Определены следующие модификации данных операторов:

JMP, CAL, RET – соответственно оператор безусловного перехода, безусловного вызова и безусловного выхода.

JMPX, CALX, RETX – соответственно оператор условного перехода, условного вызова и условного выхода. Инструкция, содержащая любой их этих операторов, выполняется только тогда, когда result=TRUE, в противном случае игнорируется.

JMPC, CALC, RETC – соответственно оператор условного перехода, условного вызова и условного выхода. Эти операторы следуют непосредственно за оператором сравнения. Инструкция, содержащая любой их этих операторов, выполняется только тогда, когда результат предыдущей операции сравнения истинен, в противном случае игнорируется.

Модификаторы Техно IL

Модификаторы Техно IL – это литеры N, C и X, которые могут быть приписаны справа к имени ряда операторов. Модификатор N обозначает логическое отрицание операнда.  Например, инструкция AND a интерпретируется как result = result AND a, а инструкция ANDN a интерпретируется как result = result AND NOT a. Для операторов JMP, CAL и RET: модификатор C обозначает, что инструкция выполняется в том случае, если результат предыдущей операции сравнения истинен; модификатор X обозначает, что инструкция выполняется в том случае, если result = TRUE.

Примеры IL-инструкций

ADD VAR_000 2.6 

LT VAR_000 VAR_001

JMPC label1     

GT VAR_001 20

JMPC label2     

LD 278         

label1: CAL FUNCTION_000(VAR_000, VAR_001)

label2: ST VAR_001

Скачано с www.znanio.ru