19. Задание на лабораторную работу

Реализовать многотактную схему из задания лабораторной работы №3 используя счетчики. Номер такта вывести на цифровой индикатор пульта (слово выходной таблицы образа процесса QW2). В качестве примера на рис. 36 приведено выполнение работы для реализации многотактной схемы лабораторной работы №5 (см. рис. 24).

36. Пример реализации многотактной схемы

20. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Основные операции работы со счетчиками

2. Выполнение лабораторной работы по заданиям рис.10 и 11 с описанием действий, выполняемых каждым блоком.

3. Вариант исполнения задания с описанием каждого действия по каждой команде.

Лабораторная работа №8

Изучение таймерных команд

Цель работы: изучить возможности языка STEP7 по формированию временных интервалов с использованием таймеров, временные диаграммы работы различных типов таймеров, реализацию генераторов заданных последовательностей.

1. Общие сведения о командах работы с таймерами

Таймеры позволяют программно реализовать заданную выдержку времени от момента возникновения события запуска таймера. В зависимости от требуемого поведения таймера на событие запуска используются следующие типы таймеров:

1. Импульсный таймер (Pulse timer);

2. Расширенный импульсный таймер (Extended pulse timer);

3. Таймер задержки включения (On-delay timer);

4. Таймер задержки включения с запоминанием (Retentive on-delay timer);

5. Таймер задержки выключения (Off-delay timer).

Таймера располагаются в системной памяти CPUв областиTimer(T). Таймер занимает ячейку памяти размером 16 бит (таймерное слово) в которой хранится длительность работы таймера.

Длительность работы таймера представляет собой интервал времени в течение которого таймер ведет отсчет времени («таймер работает»).

Структурно значение длительности работы состоит из двух значений: количества временных интервалов и временной базы (или длительности одного интервала). Таким образом, длительность работы таймера определяется как:

длительность:=число временных интервалов*временная база

На рис.37 приведена структура таймерного слова и указаны возможные варианты временной базы.

Значения длительности заносится в таймерное слово через аккумулятор процессора командой запуска таймера. Занесение значения времени в аккумулятор процессор должно быть произведено командой загрузки аккумулятора. Допускается использование двух вариантов занесения значения длительности: 1) с помощью шестнадцатиричной константы с соблюдением структуры таймерного слова; 2) с использованием специального формата для определения временных интервалов.

37. Структура таймерного слова

В первом варианте можно определить временную базу и число временных интервалов самостоятельно, во втором варианте расчет временной базы и числа временных интервалов происходит автоматически из значения заданного в единицах времени (часах, минутах, секундах, миллисекундах).

Например, для задания длительности времени в одну секунду возможно занесение в таймерное слово константы в следующих вариантах:

2001h: один отсчет, временная база 1 секунда;

1001h: 10 отсчетов, временная база 100 миллисекунд;

0100h: 100 отсчетов, временная база 10 миллисекунд;

S5T#1s: одна секунда.

Для более точного отсчета времени предпочтительнее использовать как можно меньшее значение базы времени. При автоматическом определении таймерного слова временная база выбирается исходя из наименьшего возможного значения. Так, например, в приведенном выше примере два последних значения таймерного слова будут идентичны.

Общий диапазон отсчета времени таймером составляет от 10 msдо 9990s(2 часа 46 минут 30 секунд).

В зависимости от требуемого поведения таймера используются следующие команды запуска: (SP) - импульсный таймер; (SE) - расширенный импульсный таймер; (SD) - таймер задержки включения; (SS) - таймер задержки включения с запоминанием; (SF) - таймер задержки выключения.

Запуск таймера по командам SP, SE, SD, SS осуществляется по переднему фронту RLO перед командой. Например, на рис.38,а показан пример запуска таймера командой SE при нажатии на кнопку КН1. Запуск таймера остальными командами производится аналогично.

Для установки таймерного слова в ноль используется команда сброса (Reset) применительно к катушке таймера. Сброс для всех таймеров производится по переднему фронтуRLOперед командой сброса. Пример команды сброса приведен на рис.38.б.

Также как и счетчик, таймер можно опросить логической командой. Результат опроса зависит от примененной для этого таймера команды запуска. На рис. 38, в приведен пример опроса состояния таймера с выводом значения в выходной бит образа.

38. Команды управления и чтения состояния таймера

На рис.39 приведены временные диаграммы опроса таймера запущенного различными командами запуска. Также на этом же рисунке показано время работы таймера (время отсчета).

Прочитать значение текущего значения таймерного слова можно командой L(Load) загрузив его значение в аккумулятор и передать в маркерное слово (на рис.38, г передача осуществляется в слово выходной таблицы образа процесса).

Кроме выполнения с помощью таймеров различного рода отсчетов времени и реализацию задержек таймера также часто используются для генерации различных циклических последовательностей во времени. Например, на рис.40,а приведен пример реализации генератора импульсов с использованием двух таймеров с задаваемым временем импульса и паузы (с задаваемой скважностью). На рис.41 приведена временная диаграмма его работы.

39. Временные диаграммы работы таймера запущенного различными командами запуска

40. Пример генератора с задаваемым временем импульса и паузы

41. Временная диаграмма работы генератора импульсов с регулируемым временем импульса и паузы

Кнопка КН1 предназначена для первоначального запуска схемы, и по переднему фронту её нажатия запускается таймер Т1. После отработки таймера Т1 по заднему фронту запускается таймер Т2. После отработки таймера Т2 формируется маркер заднего фронта М0.3 , который снова запускает таймер Т1 по параллельной цепочке. Выход генератора выводится в бит образа процесса Q0.0 обозначенного символическим именем «PULSE»

Для более наглядного представления схем взаимодействия групп таймеров и понимание их работы эти схемы удобно изображать в блочном виде, где таймер представляется элементом, имеющим вход запуска и выход, опрашиваемый логической командой. Промежуточные элементы представляются в виде стандартных блоков с обозначением по выполняемым ими действиям. Элементы, которые напрямую не участвуют в осуществлении работы таймеров на таких схемах, как правило, не показывают, и их оставляют «как есть».

Так как такие схемы обычно представляют собой замкнутые контура, то после разработки схемы взаимодействия нескольких таймеров производится их преобразование в схему на языке LADилиSTL. Преобразование производится последовательно по циклу, начиная с любой удобной точки контура.

На рис.42 приведена блочная схема последовательного запуска двух таймеров для реализации генератора приведенного на рис.40.

42. Блочная схема представления работы таймеров генератора

Более сложные циклические последовательности реализовываются с использованием бóльшего количества таймеров и выполнением логических операций над результатами их опроса.