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[讨论] 利用结构式文本 (ST) 和 RevPi Core 3 控制交通灯

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    发表于 2019-9-24 09:15:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    一个简单的结构式文本 (PLC) 程序,可在 RevPi Core 3 上运行以控制交通灯。
    将 RevPi Core 3 和 DIO 安装在 DIN 导轨上并成功运行后。

    结构式文本 (ST)
    创建 PLC 控制程序的主要标准语言分为 3 种 - 结构式文本语言 Structured Text Language (ST)、梯形逻辑和功能块图 (FBD)。顾名思义,后两者是更为图形化的界面,然而它们的灵活性不如结构式文本语言,加上 RevPi 随附的免费版 logi.CAD 3 仅支持结构式文本语言,因此我选择使用它。

    尽管结构式文本是一种行业标准 IEC 61131-3 管理范围内的标准化语言,且语言核心保持不变,但是每个 PLC 供应商都做出特定的修改和增加。我在网上找到了一篇实用的入门教程,在它的指导下我开始着手搭建。对于熟悉计算机语言的人来说,结构式文本由 PASCAL 发展而来,它让我想起许多年前,我在 ZX80 上用来进行乒乓球游戏编程的 BASIC 语言。

    logi.CAD 3

    除了使用新的语言以外,我还使用了以前从未用过的软件。我发现,通过浏览  logi.CAD 3 术语表了解一些使用的术语,然后在必要时再次查阅,对我的工作有很大的帮助。我特别记录了以下几点:
    • 对象 - logi.CAD 3 项目资源管理器中的对象位于文件夹内,是该文件夹的子文件夹。对象相当于文件系统中的文件。
    • 项目 - 项目是 logi.CAD 3 项目资源管理器中的一种特殊类型的文件夹。默认情况下,项目是项目资源管理器中的根目录。

    完整的内容总称为应用程序,它不仅有包含已编写代码的 STL 文件,还包括配置文件、全局变量和专用于 PLC 的库。
    这时,我发现了一个有效的办法,那就是通过单击“Project Menu(项目菜单)”下的“Clean(清理)”选项来“清理”项目,然后等待 Logi.CAD 3 运行完毕,之后应用程序创建并加载成功。

    PROGRAM RevolutionPiCounterProgram
            VAR
                    value         : BOOL;  
            END_VAR
                   
            VAR_EXTERNAL        
                    Red_1 : BOOL;
                    Amber_2 : BOOL;
                    Green_3 : BOOL;
            END_VAR
                   
            IF value THEN
                    Red_1 := False;
                    value := False;
            ELSE
                    Red_1 := True;
                    value := True;
            END_IF;
            
    END_PROGRAM


    本例中,LED 持续闪烁。这是因为 PLC 应用程序会自动重复。“End_Program”实际上表示返回到起始行然后重新开始。
    教程中解释如下“当 PLC 运行到 END_PROGRAM 时,PLC 扫描周期将重新开始,程序将重新运行”:
    通信号灯

    现在,我需要研究出如何使 LED 以标准交通灯亮顺序闪烁 - 红、红和黄、绿、黄,然后再回到红。

    更改信号灯的闪烁速度时,只需在配置文件中编辑一个数值即可,但是这会改变整个扫描循环的速度,因此这种方法较为粗糙,只会使应用程序整体减慢。此外,我还想要能单独改变不同灯的闪烁速度。事实证明,这比最初预期的难度更大。

    TON 函数(计时器延迟)提供了所需的延迟,但我无法通过代码获得所需的效果。我能够使 LED 亮起一定时间后熄灭,但是却无法再次亮起,或者能够使 LED 闪烁并熄灭,但是却无法指定熄灭时间。我反复碰壁,一度觉得这项任务可能超出了我的处理能力。就在这时,我在网络上寻求帮助,在 Codesys 论坛上找到了一篇实用的博客文章,其中提到了 CASE 语句。Codesys 的功能与 logi.CAD 类似,而我发现它们所用的结构化文本语法存在一些差异,但是我成功地根据我的需要对示例进行了调整。

    最终代码如下:
    PROGRAM RevolutionPiProgram

            VAR  
            wait : TON;
            count : INT;
            END_VAR
                   
            VAR_EXTERNAL        
                    Red_1 : BOOL;
                    Amber_2 : BOOL;
                    Green_3 : BOOL;
            END_VAR
                   
    CASE count OF
            0: //init
                    count := count + 1;

            1: // Red
       
                    Red_1 := True;
                    Amber_2 := False;
                 Green_3 := False;
         
                    wait(IN:=TRUE, PT:=T#5s);
                   
                    IF wait.Q THEN
                            wait(IN:=FALSE);
                            count := count + 1;
                    END_IF;

               2: // Red and Amber
                      
                       Red_1 := True;
                Amber_2 := True;
                Green_3 := False;
         
                 wait(IN:=TRUE, PT:=T#5s);
            
                    IF wait.Q THEN
                            wait(IN:=FALSE);
                            count := count + 1;
                    END_IF;

               3:  // Green

                    Red_1 := False;
                    Amber_2 := False;
                    Green_3 := True;
         
                 wait(IN:=TRUE, PT:=T#5s);
                         
                 IF wait.Q THEN
                         wait(IN:=FALSE);
                         count := count + 1;
                 END_IF;
          
               4: // Amber
       
                       Red_1         := False;
                       Amber_2 := True;
                       Green_3 := False;
                      
                       wait(IN:=TRUE, PT:=T#5s);
                      
                       IF wait.Q THEN
                               wait(IN:=FALSE);
                               count := count + 1;
                       END_IF;
                      
                    ELSE
                    count := 0;

    END_CASE;

    END_PROGRAM


    CASE 用于在出现特定整数值时执行语句。本例中创建了一个名为“count”的整数变量,此变量在每次 PLC 扫描时增加 1,直到最终条件运行以及 ELSE 将它重新设置为零。而 TON 将每个语句运行 5 秒。更改该数值时,只需编辑以下行中的 5s 值即可:
    • wait(IN:=TRUE, PT:=T#5s);

    [color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码


    如有需要,可以为每次灯亮指定不同的时间
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