Что такое FBD

1. Что разбираем

FBD — это сокращение от Function Block Diagram.

• На русском это можно перевести как диаграмма функциональных блоков.
• FBD — один из языков программирования PLC. Он позволяет описывать логику управления не текстом, а визуальной схемой из блоков, входов, выходов и соединительных линий.
• Упрощённо FBD-схема выглядит так:

[Вход] → [Логический блок] → [Выход]

Например:

[Start_Button] → [AND] → [Motor_Run]

Главная идея FBD: программа собирается из готовых функциональных блоков, а связи между ними показывают, как сигнал проходит от входов к выходам.

2. Где используется FBD

FBD применяется в промышленной автоматизации для описания логики работы оборудования.

На FBD удобно делать:

• простую логическую обработку сигналов;
• блокировки;
• разрешения на запуск;
• самоподхват Start/Stop;
• работу с таймерами;
• работу с триггерами;
• управление конвейерами;
• управление насосами;
• управление клапанами;
• простые алгоритмы работы механизмов.

Например, на FBD можно описать условие:

Включить двигатель, если нажата кнопка Start,
и закрыта защитная дверь.

В виде схемы это может выглядеть так:

[Start_Button] ─────┐
                    ├── [AND] ──> [Motor_Run]
[Safety_OK] ────────┘

3. Из чего состоит FBD-схема

FBD-схема обычно состоит из четырёх основных элементов:

1. Входы
2. Функциональные блоки
3. Связи
4. Выходы

Разберём каждый элемент отдельно.

4. Входы

Вход — это сигнал, который поступает в программу.

В реальной системе вход может приходить от физического устройства:

• кнопки;
• датчика;
• концевого выключателя;
• аварийной цепи;
• другого PLC;
• панели оператора;
• робота или привода.

Примеры имён входов:

Start_Button
Stop_Button
Door_Closed
Part_Sensor
Emergency_OK

В FBD вход обычно располагается слева, потому что логика читается от входных условий к выходному результату.

Пример:

[Start_Button] ──>

5. Выходы

Выход — это результат работы программы.

Через выход PLC может управлять внешним устройством:

• двигателем;
• лампой;
• клапаном;
• реле;
• приводом;
• звуковым сигналом;
• командой запуска робота.

Примеры имён выходов:

Motor_Run
Lamp_On
Valve_Open
Alarm_Buzzer
Robot_Start

В FBD выход обычно располагается справа.

Пример:

──> [Motor_Run]

6. Функциональные блоки

Функциональный блок — это элемент схемы, который выполняет определённую операцию.

Например:

Пример блока AND:

[Input_1] ─────┐
               ├── [AND] ──> [Output_1]
[Input_2] ─────┘

В этом примере Output_1 будет включён только тогда, когда одновременно включены Input_1 и Input_2.

7. Связи между блоками

Связи показывают, куда передаётся сигнал.

• В FBD связь обычно изображается линией от выхода одного элемента ко входу другого элемента.
• Пример:

[Input_1] ──> [NOT] ──> [Output_1]

Здесь сигнал с Input_1 сначала поступает в блок NOT, а затем результат передаётся на Output_1.

• Если Input_1 = TRUE, то после блока NOT будет FALSE.
• Если Input_1 = FALSE, то после блока NOT будет TRUE.

8. Как читать FBD-схему

FBD-схему обычно читают слева направо.

• Слева находятся входные условия.

Справа находится результат. Между ними расположены блоки обработки логики.

• Общий принцип чтения:

1. Найти входы.
2. Понять, в какие блоки они входят.
3. Посмотреть, что делают эти блоки.
4. Проследить сигнал до выхода.
5. Понять, при каких условиях выход включится.

Пример:

[Start_Button] ─────┐
                    ├── [AND] ──> [Motor_Run]
[Door_Closed] ──────┘

Читается так:

Motor_Run включится,
если Start_Button = TRUE
и Door_Closed = TRUE.

То есть двигатель можно запустить только при нажатой кнопке Start и закрытой двери.

9. Простая FBD-программа

Рассмотрим простую задачу.

Есть два условия:

Input_1 — кнопка Start
Input_2 — разрешение Safety_OK

Есть один выход:

Output_1 — команда Motor_Run

Задача:

Включить Motor_Run только если Start нажата
и Safety_OK активен.

FBD-схема:

[Input_1: Start_Button] ─────┐
                             ├── [AND] ──> [Output_1: Motor_Run]
[Input_2: Safety_OK] ────────┘

10. Таблица сигналов

Таблица работы:

Выход включается только в последней строке, когда оба входа находятся в состоянии TRUE.

11. Чем FBD удобен для начинающих

FBD удобен тем, что логику программы видно визуально.

Пользователь может проследить:

откуда пришёл сигнал;
через какой блок он прошёл;
какой результат получился;
почему включился или не включился выход.

Это особенно полезно при изучении PLC, потому что начинающий пользователь видит не только текстовое условие, но и структуру логики.

Например, условие:

Motor_Run = Start_Button AND Safety_OK

На FBD выглядит нагляднее:

[Start_Button] ─────┐
                    ├── [AND] ──> [Motor_Run]
[Safety_OK] ────────┘

12. Чем FBD отличается от обычного текстового кода

В текстовом языке условие может выглядеть так:

Motor_Run := Start_Button AND Safety_OK;

В FBD та же логика собирается из блоков:

[Start_Button] ─────┐
                    ├── [AND] ──> [Motor_Run]
[Safety_OK] ────────┘

Оба варианта описывают одну и ту же логику.

Разница в форме представления:

FBD часто удобен для визуального понимания алгоритма, особенно когда программа состоит из логических условий, таймеров, триггеров и блокировок.

13. Важная особенность FBD

В FBD важно понимать направление передачи сигналов.

• Сигнал не просто «лежит» на схеме. Он передаётся от одного элемента к другому.
• Пример:

[Input_1] ──> [NOT] ──> [Output_1]

Здесь Output_1 получает не сам Input_1, а результат работы блока NOT.

То есть:

Output_1 = NOT Input_1

Если этого не учитывать, можно неправильно понять поведение программы.

14. Практика в симуляторе

Откройте простой пример FBD-программы в редакторе PLC Portal.

Задача примера:

Output_1 включается только если Input_1 и Input_2 активны одновременно.

Что нужно сделать:

• Откройте пример в редакторе.
• Запустите симуляцию.
• Установите Input_1 = TRUE.
• Проверьте, что Output_1 ещё не включился.
• Установите Input_2 = TRUE.
• Проверьте, что Output_1 стал TRUE.
• Верните один из входов в FALSE.
• Проверьте, что Output_1 снова стал FALSE.

Цель упражнения — понять, как входы, блок AND и выход связаны между собой.

15. Что важно понять

FBD — это визуальный способ описать программу PLC.

Основная схема:

входы → функциональные блоки → выходы

Входы показывают состояние внешних сигналов.

• Функциональные блоки выполняют логику.
• Выходы получают результат этой логики и управляют оборудованием.
• FBD удобно использовать для изучения PLC, потому что движение сигнала и условия включения выходов видны прямо на схеме.

17. Краткий итог

FBD — это язык программирования PLC, в котором логика строится из блоков и связей.

Главные элементы FBD:

входы;
выходы;
функциональные блоки;
соединительные линии.

FBD-схему обычно читают слева направо.

Чтобы понять FBD-программу, нужно проследить путь сигнала от входов через блоки к выходам.