人类社会中的各种信息,需要及时地采集、存储并按各种需要进行传送、分类、排序、统计和输出等,把它们加工处理成有用的信息,如办公室自动化、辅助企业管理、医疗诊断与咨询、专家系统和决策系统等方面的应用。在这之中过程控制和程序控制起到了广泛的作用,那么过程控制是什么呢,程序控制指令有哪些?下面我们一起来看看吧
过程控制是什么
过程控制是指采用计算机对连续的工业生产过程进行自动控制。利用计算机实现单机或整个生产过程的控制,不仅可以大大提高自动化水平,减轻劳动,而且可以提高控制的准确性,提高产品质量和成品合格率。目前,计算机过程控制系统在冶金、电力、石油化工、机械制造、航空航天等生产领域得到了广泛应用,并取得了明显的效益。
SPC 即统计过程控制,(常见的控制方法还有防错、全检等),其中具有代表性的SPC控制图工具X-Bar and R Chart被休姆哈特在上世纪20年代所发明。不同的SPC控制图对数据有不同的要求,如X-Bar and R Chart要求数据成正太分布,否则难以有很好的效果。当数据受多种复杂因素影响时,往往难以呈现出完美的正太分布或其他分布,因此SPC的应用也是有一定局限的。在这种情况下,使用防错是不错的选择。
程序控制指令有哪些
程序控制指令
程序控制指令是SCL编程的基础,接近高级语言的指令,虽然这些功能通过LAD/FBD也可以实现,但使用SCL编写会更加方便,逻辑条理也更加清晰。
程序控制语句说明选择IF-THEN语句用于将程序执行转移到两个备选分支之一(取决于条件为 True 还是 False);CASE语句用于选择执行 n 个备选分支之一(取决于变量值)循环;FOR语句只要控制变量在指定值范围内,就重复执行某一语句序列;WHILE-DO语句只要仍满足执行条件,就重复执行某一语句序列;REPEAT-UNTIL语句重复执行某一语句序列,直到满足终止条件为止;程序跳转CONTINUE语句停止执行当前循环迭代;EXIT语句无论是否满足终止条件,都会随时退出循环;GOTO语句使程序立即跳转到指定标签;RETURN语句使程序立刻退出正在执行的块,返回到调用块。下面详细介绍各条指令的用法。
(1)IF:条件执行
说明:使用”条件执行”指令,可以根据条件控制程序流的分支。该条件是结果为布尔值(True 或 False)的表达式。可以将Bool变量、逻辑表达式或比较表达式作为条件。
执行该条件执行指令时,将对指定的表达式进行运算。如果表达式的值为 True,则表示满足该条件;如果其值为 False,则表示不满足该条件。
参数
根据分支的类型,可以对以下形式的指令进行编程:
- IF…THEN… 分支:IF <条件>THEN <语句1>END_IF;
图4 IF…THEN… 分支
如果满足该条件,则将执行 THEN 后编写的指令。如果不满足该条件,则程序将从 END_IF 后的下一条指令开始继续执行。
- IF…THEN… ELSE…分支:IF <条件>THEN <语句1>ELSE <语句2>END_IF;
图5 IF…THEN… ELSE…分支
如果满足该条件,则将执行 THEN 后编写的语句。如果不满足该条件,则将执行 ELSE 后编写的语句。不论执行哪一个语句,之后都将从 END_IF 后的下一条指令开始继续执行。
- IF…THEN… ELSIF…分支:IF <条件1>THEN <语句1>ELSIF <条件2>THEN <语句2>END_IF;
图6 IF…THEN… ELSIF…分支
如果满足条件1,则将执行 THEN 后的语句1,执行这些语句后,程序将从 END_IF 后继续执行。
如果不满足条件1,则将检查条件2。如果满足条件2,则将执行 THEN 后的语句2。执行这些语句后,程序将从 END_IF 后继续执行。
如果不满足任何条件,则直接执行 END_IF 后的程序部分。
在 IF 指令内可以嵌套任意多个 ELSIF 和 THEN 组合。可以选择对 ELSE 分支进行编程。
参数
下表列出了该指令的参数:
参数
数据类型
存储区
说明
<条件>
BOOL
I、Q、M、D、L
待求值的表达式。
<语句>
–
在满足条件时,要执行THEN后的语句。如果不满足条件,则执行 ELSE 后编写的语句。
示例
图7 IF示例
下表展示了不同的操作数数值对目标变量的影响:
操作数值”Tag_1″TrueFalseFalseFalse”Tag_2″FalseTrueFalseFalse”Tag_3″FalseFalseTrueFalse”Tag_value”1020300
(2)CASE:创建多路分支
说明:使用”创建多路分支”指令,可以根据数字表达式的值执行多个指令序列中的一个。
按如下方式声明此指令:
CASE <变量> OF
<常数1>: <语句1>;
<常数2>: <语句2>;
……
<常数n>: <语句n>;
ELSE <语句>;
END_CASE;
图8 CASE语句
参数
下表列出了该指令的参数:
参数
数据类型
存储区
说明
<变量>
整数、位序列*
I、Q、M、D、L
与设定的常数值进行比较的值。
<常数>
位序列
若为位序列,则常数可以为以下值:
- 二进制数(例如,2#10)
- 八进制数(例如,8#77)
- 十六进制数(例如,16#AD)
- 未定型的常数(例如,1000)
整数
作为指令序列执行条件的常数值。常数可以为以下值:
- 整数(例如,5)
- 整数范围(例如,15 到 20)
- 由整数和范围组成的枚举(例如,10、11、15 到 20)
<语句>
–
–
当表达式的值等于某个常数值时,将执行该常数后的各种指令。如果不满足条件,则执行 ELSE 后编写的指令。如果两个值不相等,则执行这些指令。
* TIA PORTAL V16开始支持位序列数据类型的变量
示例
图9 CASE示例
下表展示了不同的操作数数值对目标变量的影响:
操作数值”Tag_Value”01,3,56,7,8,9,1016,17,20,21,22,23,24,25其他”Tag_1″1—-“Tag_2”-1—“Tag_3”–1–“Tag_4”—1-“Tag_5”—-1
(3)FOR:在计数循环中执行
说明:使用”在计数循环中执行”指令,重复执行程序循环,直至运行变量不在指定的取值范围内。
也可以嵌套程序循环。在程序循环内,可以编写包含其它运行变量的其它程序循环。
通过指令”复查循环条件”(Continue),可以终止当前正在运行的程序循环。通过指令”立即退出循环”(Exit)终止整个循环的执行。
注意:
有关运行次数和运行变量的信息:
程序运行时无法更改运行次数。出于性能原因,应在块接口的”Temp”部分中声明运行变量。在循环中,该运行变量无法更改。
按如下方式声明此指令:
FOR <运行变量> := <起始值> TO <结束值> BY <增量> DO
<语句>;
END_FOR;
如果增量为1,可以简写为:
FOR <运行变量> := <起始值> TO <结束值> DO
<语句>;
END_FOR;
图10 FOR语句
下表列出了该指令的参数:
参数
数据类型
存储区
说明
<运行变量>
有符号整数、无符号整数*
I、Q、M、D、L
执行循环时会计算其值的操作数。执行变量的数据类型将确定其它参数的数据类型。
<起始值>
I、Q、M、D、L
表达式,在运行变量首次执行循环时,将为运行变量分配该表达式的值。
<结束值>
I、Q、M、D、L
表达式,在运行程序最后一次循环时会为运行变量分配该表达式的值。在每个循环后都会检查运行变量的值:
- 未达到结束值:执行符合 DO 的语句
- 达到结束值:最后执行一次 FOR 语句
- 超出结束值:完成 FOR 循环
执行该指令期间,不允许更改结束值。
<增量>
I、Q、M、D、L
表达式,根据增量表达式的值,执行变量在每次循环后都会递增(正增量)或递减(负增量)自身变量值。
如果未指定增量,则在每次循环后执行变量的值加 1。
执行该指令期间,不允许更改增量。
<语句>
–
只要运行变量的值在取值范围内,每次循环都就会执行的语句。取值范围由起始值和结束值定义。
*TIA PORTAL V16开始支持无符号整数类型的变量
示例
图11 FOR示例
Tag_Value 操作数乘以b_array 数组变量的元素 (2, 4, 6, 8)。并将计算结果读入到a_array 数组变量的元素 (2, 4, 6, 8) 中。
下表展示了给定 Tag_Value 与 b_array[i] 的值得到 a_array[i] 的结果:
设定Tag_Value值5设定b_array[2]b_array[4]b_array[6]b_array[8]值3579结果a_array[2]a_array[4]a_array[6]a_array[8]值15253545
(4)WHILE:满足条件时执行
说明:使用”满足条件时执行”指令可以重复执行程序循环,直至不满足执行条件为止。该条件是结果为布尔值(True 或 False)的表达式。可以将逻辑表达式或比较表达式作为条件。
执行该指令时,将对指定的表达式进行运算。如果表达式的值为 True,则表示满足该条件;如果其值为 False,则表示不满足该条件。
也可以嵌套程序循环。在程序循环内,可以编写包含其它运行变量的其它程序循环。
通过指令”复查循环条件”(Continue),可以终止当前连续运行的程序循环。通过指令”立即退出循环”(Exit)终止整个循环的执行。
可按如下方式声明此指令:
WHILE <条件>
DO <语句>;
END_WHILE;
图12 WHILE语句
参数
下表列出了该指令的参数:
参数
数据类型
存储区
说明
<条件>
BOOL
I、Q、M、D、L
表达式,每次执行循环之前都需要进行求值。
<语句>
–
在满足条件时,要执行的语句。如果不满足条件,则程序将从 END_WHILE 后继续执行。
示例
图13 WHILE示例
下表展示了循环初始和循环结束时变量值的变化
初始循环结束Tag_25Tag_105
(5)REPEAT:不满足条件时执行
说明:使用”不满足条件时执行”指令可以重复执行程序循环,直至不满足执行条件为止。该条件是结果为布尔值(True 或 False)的表达式。可以将逻辑表达式或比较表达式作为条件。
执行该指令时,将对指定的表达式进行运算。如果表达式的值为 True,则表示满足该条件;如果其值为 False,则表示不满足该条件。
即使满足终止条件,至少也会执行一次循环内的语句。
也可以嵌套程序循环。在程序循环内,可以编写包含其它运行变量的其它程序循环。
通过指令”复查循环条件”(Continue),可以终止当前连续运行的程序循环。通过指令”立即退出循环”(Exit)终止整个循环的执行。
可按如下方式声明此指令:
REPEAT <语句>;
UNTIL <条件>
END_REPEAT;
图14 REPEAT语句
参数
下表列出了该指令的参数:
参数
数据类型
存储区
说明
<语句>
–
在设定条件的值为 False 时执行的指令。即使满足终止条件,此指令也执行一次。
<条件>
BOOL
I、Q、M、D、L
表达式,每次执行循环之后都需要进行求值。如果表达式的值为 False,则将再次执行程序循环。如果表达式的值为 True,则程序循环将从 END_REPEAT 后继续执行。
示例
图15 REPEAT示例
下表展示了循环初始和循环结束时变量值的变化
初始循环结束Tag_25Tag_106
说明:使用”复查循环条件”指令,可以结束 FOR、WHILE 或 REPEAT 循环的当前程序运行。
执行该指令后,将再次计算继续执行程序循环的条件。该指令将影响其所在的程序循环。
图16 CONTINUE用在FOR循环
图17 CONTINUE用在WHILE循环
图18 CONTINUE用在REPEAT循环
示例
图19 CONTINUE示例
下表展示了计算结果:
变量计算结果”DB10″.Test[0]-“DB10”.Test[1]-“DB10”.Test[2]-“DB10”.Test[3]-“DB10”.Test[4]-“DB10″.Test[5]1″DB10″.Test[6]1″DB10”.Test[7]1
如果满足条件 i < 5,则不执行后续值分配 (“DB10”.Test[i] := 1)。运行变量 (i) 以增量”1″递增,然后检查其当前值是否在设定的循环取值范围内。如果执行变量在循环取值范围内,则将再次计算 IF 的条件。
如果不满足条件 i < 5,则将执行后续值分配 (“DB10”.Test[i] := 1) 并开始一个新循环。在这种情况下,执行变量也会以增量”1″进行递增并接受检查。
说明:使用”立即退出循环”指令,可以随时取消 FOR、WHILE 或 REPEAT 循环的执行,而无需考虑是否满足条件,并在循环结束(END_FOR、END_WHILE 或 END_REPEAT)后继续执行程序。
该指令将影响其所在的程序循环。
图20 EXIT语句
示例
图21 EXIT示例
下表展示了计算结果:
变量计算结果”DB10″.Test[0]1″DB10″.Test[1]1″DB10″.Test[2]1″DB10″.Test[3]1″DB10″.Test[4]1″DB10″.Test[5]1″DB10″.Test[6]-“DB10”.Test[7]-
如果满足条件 i > 5,则将取消循环执行。程序将从 END_FOR 后继续执行。
如果不满足条件 i <= 5,则将执行后续值分配 (“DB10”.Test[i] :=1) 并开始一个新循环。将运行变量 (i) 以 1 进行递增,并进行检查该变量的当前值是否在程序中设定的循环取值范围之内。如果执行变量 (i) 在循环取值范围内,则将再次计算 IF 的条件。
(8)GOTO:跳转
说明:使用”跳转”指令,可以从标注为跳转标签的指定点开始继续执行程序。
跳转标签和”跳转”指令必须在同一个块中。在一个块中,跳转标签的名称只能指定一次。每个跳转标签可以是多个跳转指令的目标。不允许从”外部”跳转到程序循环内,但允许从循环内跳转到”外部”。
注意:
LAD/FBD语言内的SCL段,不能使用GOTO指令。
跳转标签遵循以下语法规则:
- 字母(a 至 z,A 至 Z)
- 字母和数字组合;请必须字母为开始
可按如下方式声明此指令:
GOTO <跳转标签>;
…
<跳转标签>: <语句>
示例
图22 GOTO示例
下表展示了每个操作数数值对目标变量的变化影响:
操作数值Tag_Value123其他
初始值结束值初始值结束值初始值结束值初始值结束值
Tag_101000000Tag_201010000Tag_301010100Tag_401010101
根据”Tag_Value”操作数的值,程序将从对应的跳转标签标识点开始继续执行。例如,如果”Tag_Value”操作数的值为 2,则程序将从跳转标签”MyLABEL2″开始继续执行。在这种情况下,将跳过”MyLABEL1″跳转标签所标识的程序行。
说明:使用”退出块”指令,可以终止当前处理块中的程序执行,并在调用块中继续执行。
如果该指令出现在块结尾处,则可以跳过。
图23 RETURN语句
示例
图24 RETURN示例
如果”Tag_Error”操作数的信号状态不为 0,则将终止当前处理块中的程序执行。