IEC 61131-3 標準POU

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このページでは IEC 61131-3 の標準POUを扱います。標準関数群と標準ファンクションブロック群を、適用可能な型、インターフェース、動作仕様、使用例の順に整理します。

標準POU一覧

標準POUの名前を俯瞰したい場合は、以下の一覧を使用してください。型名フィルタは、POU名に含まれる型接尾辞やオーバーロード名を基準に絞り込みます。

型変換関数 (Type Conversion Functions)

関数名の命名規則

注記:bcd 変換 (*_bcd_to_**等) は iec 61131-3 Ed.4 で deprecated であり、次版では削除される予定。

型変換の共通規則

• 変換の精度や、値域外エラーが発生したときの挙動は実装依存。
• ただし本仕様では以下を(独自解釈仕様)としてエラーと定義する:
• real/lreal→ 整数変換で入力が NaN または ±∞ の場合
• 入力値が出力型の値域を超える場合の挙動は引き続き実装依存（注:の演算関数でのオーバーフローはエラーとして定義される。変換関数とは区別する）

1. 数値型変換

参照実装:Python int,float, C99 (int),(float), IEC 60559 丸め規則

変換規則

1. ソース型を同じカテゴリの最大型に拡張する。
2. 最大型からターゲット型のカテゴリの最大型に変換する。
3. ターゲット型に変換する。

浮動小数点 → 整数の変換は最近偶数への丸め（iec 60559）:

• real_to_int(1.5)= 2（最近偶数）
• real_to_int(2.5)= 2（最近偶数）
• real_to_int(1.6)= 2
• real_to_int(-1.6)= -2

*_TRUNC_**/TRUNC_**— 切り捨て変換

ゼロ方向切り捨て（truncation toward zero）:

• trunc_int(1.6)= 1
• trunc_int(-1.6)= -1

対応表（代表的な組み合わせ）

• 値保持: 精度損失なし、値域超過なし。
• 精度損失可: 値域超過はないが精度が落ちる可能性あり（lint → real 等）。
• 丸め: 浮動小数点から整数への変換で丸め発生。
• 範囲確認: 値域超過時の挙動は実装依存。

エッジケース（数値型変換）:

2. ビット型変換

参照実装:Python int.from_bytes/int.to_bytes, C99 memcpyによるビットパターンコピー

変換規則

• バイナリコピー（ビット列をそのままコピー）。
• ソース < ターゲット: 最下位バイトにコピーし、残りは 0 埋め。
• ソース > ターゲット: 最下位バイトのみコピー。

注記:テーブルの「下位コピー」は「最下位バイト（8ビット）単位でのコピー」を意味する。例: lword(64bit) → byte(8bit) は最下位8ビット（バイト0）のみコピー。

対応表

エッジケース（ビット型変換）:

文字型との変換:

3. ビット型 ↔ 数値型変換

参照実装:Python struct.pack/struct.unpack, C99 memcpyによるビットパターン再解釈

変換規則

• バイナリコピー（値の意味は無視してビット列をコピー）。
• ソース < ターゲット: 0埋め拡張。
• ソース > ターゲット: 最下位バイトのみコピー。

エッジケース（ビット↔数値型変換）:

4. 日時型変換

5. 文字型変換

エラー条件（共通）

• 値域オーバーフローが発生した場合の結果は実装依存（エラーとなる場合もある）。
• string 型が入力または出力の場合、文字データは の外部表現に準拠しなければならない。

数値・算術関数 (Numerical and Arithmetic Functions)

共通規則

• 数値関数はオーバーロードであり、型付きバリアント（例:add_int）も使用可能。
• 演算結果が出力型の値域を超えた場合はエラー。ゼロ除算もエラー。
  エラーの検出・処理方法は実装依存。
• 中間結果のオーバーフローはコンパイラ最適化により消えることがある。
• 精度の誤差は実装依存の依存関係として表現される。

汎用数値関数

abs— 絶対値

動作:out:= |in|

参照実装:Python abs, C99 abs/labs/fabs, IEEE 754-2019

エッジケース:

sqrt— 平方根

動作:out:= √in

エラー条件:in < 0の場合はエラー。

参照実装:Python math.sqrt, C99 sqrt(3), IEEE 754-2019 squareRoot

エッジケース:

ln— 自然対数

エラー条件:in <= 0の場合はエラー。

参照実装:Python math.log, C99 log(3)

エッジケース:

参照実装:Python math.log, C99 log(3), IEEE 754-2019

エッジケース:

log— 常用対数（底 10）

エラー条件:in <= 0の場合はエラー。

参照実装:Python math.log10, C99 log10(3), IEEE 754-2019

exp— 自然指数

参照実装:Python math.exp, C99 exp(3), IEEE 754-2019

エッジケース:

sin— サイン

参照実装:Python math.sin, C99 sin(3), IEEE 754-2019

エッジケース:

cos— コサイン

参照実装:Python math.cos, C99 cos(3), IEEE 754-2019

エッジケース:

tan— タンジェント

参照実装:Python math.tan, C99 tan(3)

エッジケース:

asin— アークサイン（主値）

エラー条件:|in| > 1.0の場合はエラー。

参照実装:Python math.asin, C99 asin(3)

エッジケース:

acos— アークコサイン（主値）

エラー条件:|in| > 1.0の場合はエラー。

参照実装:Python math.acos, C99 acos(3)

エッジケース:

atan— アークタンジェント（主値）

参照実装:Python math.atan, C99 atan(3), IEEE 754-2019

エッジケース:

atan2— atan2(y, x)

動作:座標(X, Y)の正のx軸からの角度を返す。
上半平面（Y > 0）は正の角度、下半平面（Y < 0）は負の角度。

参照実装:Python math.atan2, C99 atan2(3), IEEE 754-2019

エッジケース:

算術演算関数

拡張可能関数（2入力以上）

add— 加算

動作:out:= in1 in2... inn
演算子+としても使用可能。

参照実装:C99 算術演算子+

エッジケース:

mul— 乗算

演算子*としても使用可能。

参照実装:C99 算術演算子*

エッジケース:

非拡張関数（2入力固定）

sub— 減算

演算子-としても使用可能。

参照実装:C99 算術演算子-

エッジケース:

div— 除算

動作:整数除算はゼロ方向切り捨て:7 / 3 = 2、(-7) / 3 = -2。
演算子/としても使用可能。

エラー条件:in2 = 0のとき（ゼロ除算）はエラー。

参照実装:C99 算術演算子/

エッジケース:

mod— 剰余

言語制限:ST言語ではキーワード（演算子）のため関数呼び出し不可。LD/FBD言語では関数として使用可能。

動作:out:= in1 - (in1 / in2) * in2（切り捨て除算の剰余）
演算子modとしても使用可能。

参照実装:C99 演算子%（整数）

エッジケース:

expt— 冪乗

演算子**としても使用可能。

注記:in2が整数型の場合も同じ計算式が適用されるが、負の整数指数（例:0.0 ^ -2）はエラーとなる（→エッジケース表参照）

参照実装:Python **演算子, C99 pow(3), IEEE 754-2019

エッジケース:

ビット演算関数 (Bit String Functions)

ビットシフト関数

入力型any_bit、シフト量N: any_int。
オーバーロードおよび型付きバリアント（例:shl_byte）が使用可能。

エラー条件:N < 0の場合はエラー。

shl— 左シフト

動作:inをNビット左シフト。右端は0で埋める。

例:in = byte#2#0001_1001, N = 3→2#1100_1000

shl の参照実装とエッジケース

参照実装:C99 演算子<<（符号なし型）, Python <<

エッジケース:

shr— 右シフト

動作:inをNビット右シフト。左端は0で埋める。

例:in = byte#2#0001_1001, N = 3→2#0000_0011

参照実装:C99 演算子>>（符号なし型）, Python >>

エッジケース:

rol— 左ローテーション

動作:inをNビット左回転（最上位ビットが最下位ビットに循環）。

例:in = byte#2#0001_1001, N = 3→2#1100_1000

rol の参照実装とエッジケース

参照実装:Java Integer.rotateLeft, C99:(x << n) | (x >> (W-n))

エッジケース:

ror— 右ローテーション

動作:inをNビット右回転（最下位ビットが最上位ビットに循環）。

例:in = byte#2#0001_1001, N = 3→2#0010_0011

参照実装:Java Integer.rotateRight, C99:(x >> n) | (x << (W-n))

エッジケース:

ビット論理演算関数

言語制限:ST言語ではキーワード（演算子）のため関数呼び出し不可。LD/FBD言語では関数として使用可能。

全ビット論理演算関数はオーバーロードで、any_bit型に適用可能。
型付きバリアント（例:and_word）も使用可能。

and— ビット論理 and

演算子&としても使用可能。

or— ビット論理 or

xor— ビット論理 xor

not— ビット論理 not

注記:notは非拡張（入力は1つのみ）。

注記

• bool 型のand/or/xorは論理演算として機能する。
• and/or/xorはすべての入力を評価する（短絡評価なし）。(独自解釈仕様)
• not bool#1=bool#0、not bool#0=bool#1（1ビットの論理 NOT）。
• グラフィカル表現では信号の否定（バブル）で bool 型notを代替できる。

選択・比較関数 (Selection and Comparison Functions)

選択関数

選択関数はすべてのデータ型にオーバーロードされる。

move— 代入

動作:out:= in

注記:moveは入力1つ・出力1つの固定インターフェース。

sel— 2値選択

動作:G = false→out:= in0G = true→out:= in1

注記:列挙型にも適用可能（, ）。ただしG入力には列挙型は不可。

max— 最大値（拡張可能）

動作:out:= max(in1, in2,..., inn)

min— 最小値（拡張可能）

動作:out:= min(in1, in2,..., inn)

limit— 制限

動作:out:= min(max(in, mn), mx)

エラー条件:mn > mxの場合はエラー。

参照実装:Python max(mn, min(in, mx))

エッジケース:

mux— N入力選択（拡張可能）

動作:out:= ink（K番目の入力を選択、0-indexed）

エラー条件:Kの値が0... n-1の範囲外の場合はエラー。

エッジケース:

注記:- 型付きバリアント:MUX_*_**（*はKの型、**はinおよび戻り値の型）。

比較関数

比較関数はany_elementary型にオーバーロードされる。
ne以外はすべて拡張可能（2入力以上）。

ビット列型の比較は最上位ビットから最下位ビットへビット単位で行う（符号なし整数比較と同等）。
異なる長さの文字列を比較するとき、短い方の右端に0を補完して比較する。

エッジケース（比較関数共通）:

gt— より大きい（降順）

動作:out:= (in1 > in2) and (in2 > in3) and... and (inn-1 > inn)
演算子>としても使用可能。

gt(A, B, C)はA > B > C（数学的連鎖）を意味し、A > B and B > Cと等価。

ge— 以上（単調減少）

動作:out:= (in1 >= in2) and (in2 >= in3) and... and (inn-1 >= inn)
演算子>=としても使用可能。

eq— 等値

動作:out:= (in1 = in2) and (in2 = in3) and... and (inn-1 = inn)
演算子=としても使用可能。列挙型にも適用可能。

le— 以下（単調増加）

動作:out:= (in1 <= in2) and (in2 <= in3) and... and (inn-1 <= inn)
演算子<=としても使用可能。

lt— より小さい（昇順）

動作:out:= (in1 < in2) and (in2 < in3) and... and (inn-1 < inn)
演算子<としても使用可能。

ne— 不等値（非拡張）

動作:out:= (in1 <> in2)（入力は2つのみ、拡張不可）
演算子<>としても使用可能。列挙型にも適用可能。

エッジケース:

文字列関数 (Character String Functions)

共通規則

• 文字位置は1から始まる（1, 2,..., L。Lは文字列長）。
• any_stringは string / wstring / ustring のいずれか。
  同一関数呼び出しで string / wstring / ustring を混在させてはならない。
• any_charsはany_stringに加えて char / wchar / uchar も受け付ける。

エラー条件（共通）:- 整数入力パラメータ（L,P等）が 0 未満の場合はエラー。

境界ケース（共通）:

注記:Pの最小有効値は関数によって異なる。insertのみP=0（先頭挿入）が有効。mid、delete、replaceではPは 1-indexed の文字位置を指すためP >= 1が必須。いずれもP < 0はエラー。

len— 文字列長

例:len('astring')= 7

left— 左部分文字列

例:left('astr', 3)='ast'

参照実装:Python s[:L]

エッジケース:

right— 右部分文字列

例:right('astr', 3)='str'

参照実装:Python s[len(s)-L:]（1-indexed のためs[-L:]と同等）

エッジケース:

mid— 中間部分文字列

例:mid('astr', 2, 2)='st'（2文字目から2文字）

参照実装:Python s[P-1: P-1+L]

エッジケース:

concat— 文字列連結（拡張可能）

例:concat('ab', 'cd', 'E')='abcdE'

注記:char/wchar/uchar型も入力として受け付ける。

エッジケース:

insert— 文字列挿入

例:insert('abc', 'xy', 2)='abxyc'（2文字目の後に'xy'を挿入）

参照実装:Python s[:P] ins s[P:]（P は 0-indexed に変換済み）

エッジケース:

delete— 文字列削除

例:delete('abxyc', 2, 3)='abc'（3文字目から2文字を削除）

参照実装:Python s[:P-1] s[P-1+L:]

エッジケース:

replace— 文字列置換

例:replace('abcde', 'X', 2, 3)='abxe'（3文字目から2文字を'X'に置換）

参照実装:Python s[:P-1] new s[P-1+L:]

エッジケース:

find— 文字列検索

例:find('abcbc', 'bc')= 2（最初の'bc'は2文字目から始まる）

参照実装:Python s.find(sub)1（0-indexed → 1-indexed 変換）

エッジケース:

時間・日時関数 (Date and Duration Functions)

共通規則

• 結果が実装依存の値域を超えた場合はエラー。
• オーバーロード関数は time/dt/date/tod セットと ltime/ldt/ldate/ltod セットの内部でのみオーバーロードする（セット間の混在は不可）。
• タイプ付き関数名（例:add_time）はオーバーロードなしで特定の型に対して動作する。
• 時間・日時型（time,date,tod,dtおよび L prefix 型）はany_magnitudeに含まれない。加減演算には本ファイルの専用関数を使用すること。

型の内部表現と有効範囲 (独自解釈仕様)

IEC 61131-3 は型の内部表現を規定しない。本仕様では以下の独自解釈を採用する。

(独自解釈仕様)エポックおよび内部表現はすべて実装者が決定。上記は Python datetime/timedeltaベースの実装を想定した設計。

時間演算関数

参照実装:Python datetime.timedelta(加減算),datetime.date,datetime.datetime,datetime.time

加算

減算

乗除算

注記:- 時間 ÷ 時間の整数除算はゼロ方向切り捨て:7s / 3s = 2、(-7s) / 3s = -2。

エッジケース（時間演算共通）:

日時 concat / split 関数

繰り上がり規則

パラメータが通常の範囲を超えた場合、上位の単位に繰り上がり（または借り）が発生する:

concat 関数（日時型の合成）

参照実装:Python datetime.datetime(year, month, day,...),datetime.date(year, month, day),datetime.time(hour, minute, second, microsecond)

日付 時刻 → 日時

個別フィールド → 日付

個別フィールド → 時刻

個別フィールド → 日時

注記:year 入力は少なくとも16ビット型が必要（有効な年を表現するため）。

エッジケース（concat 関数共通）:

split 関数（日時型の分解）

注記:出力パラメータの any_int 型は実装者が決定する。

day_of_week— 曜日取得

参照実装:Python datetime.date.isoweekday/datetime.date.weekday, C99 struct tm.tm_wday

動作:0=日曜, 1=月曜, 2=火曜, 3=水曜, 4=木曜, 5=金曜, 6=土曜

(独自解釈仕様)IEC 61131-3 は曜日番号の体系を規定しない。
本仕様では C99 struct tm tm_wday（0=日曜〜6=土曜）を採用する。
※ ISO 8601 は 1=月曜〜7=日曜、Python datetime.weekdayは 0=月曜〜6=日曜。

エッジケース:

注記:出力の any_int 型は実装者が決定する。

エンディアン変換・列挙型関数・バリデーション関数

エンディアン変換関数

エンディアン変換関数は、実装者固有の内部エンディアンから、または内部エンディアンへの変換を行う。

エンディアンの定義:ビッグエンディアン:最上位バイトが先頭（低アドレス）に格納される。リトルエンディアン:最下位バイトが先頭（低アドレス）に格納される。

対応する入出力型:any_int（16ビット以上）any_bit（16ビット以上）any_realwcharwstringucharany_durationany_date- 上記要素からなる配列・構造体

注記:入力と出力の型は同じでなければならない。すでに変換先のエンディアンである場合、データ表現は変更されない。

配列/構造体に対しては、各要素/メンバへの再帰的適用として定義される。

エッジケース（エンディアン変換）:

to_big_endian— ビッグエンディアンに変換

to_little_endian— リトルエンディアンに変換

from_big_endian— ビッグエンディアンから変換

from_little_endian— リトルエンディアンから変換

列挙型に適用可能な関数

以下の選択・比較関数は列挙型の入力にも適用可能。
ただし、selのG入力およびmuxのK入力には列挙型を使用してはならない。

バリデーション関数

is_valid— 有効値チェック

動作:inが NaN（Not-a-Number）の場合 →falseinが +∞ または -∞ の場合 →false- それ以外 →true

参照実装:Python math.isfinite, C99 isfinite(3)

エッジケース:

(独自解釈仕様)整数型・時間型への適用は実装者拡張時の参考。IEC base spec ではany_realのみが定義対象。

注記:実装者は real/lreal 以外の追加型にis_validを拡張することができる（結果は実装依存）。

is_valid_bcd— bcd 有効値チェック（deprecated）

⚠️deprecated:iec 61131-3 Ed.4 で deprecated。次版での削除が予定される。

動作:inが有効な bcd エンコード（各4ビットニブルが 0–9 の範囲内）の場合 →true- それ以外 →false

双安定ファンクションブロック (Bistable Function Blocks)

双安定（Bistable）ファンクションブロックはフリップフロップに相当し、セット・リセット入力で出力状態を保持します。

双安定要素はセット/リセット入力を持つフリップフロップである。
出力q1の初期値はfalse（bool 型のデフォルト値）。

sr— セット優先双安定

セットが優先される双安定ファンクションブロック。
s1 = trueかつr = trueの場合、q1 = true（s1 が優先される）。

インターフェース

別名入力名（同義）:

動作仕様

q1:= s1 or (not r and q1);

真理値表:

注記

• s1とrが同時にtrueの場合、s1が優先されるためq1 = trueとなる。

初期状態・エッジケース:

使用例

セット入力（s1）とリセット入力（r）を持ちます。両入力が同時にtrueの場合、セット（q1 = true）が優先されます。

// sr: セット優先双安定ファンクションブロック
// q1:= s1 or (q1 and not r)
var
 ff: sr;
 set_in: bool;
 reset_in: bool;
 out: bool;
end_var
ff(s1:= set_in, r:= reset_in);
out:= ff.q1;
// ロング入力名でも呼び出し可能
ff(set1:= set_in, reset:= reset_in);

rs— リセット優先双安定

リセットが優先される双安定ファンクションブロック。
s = trueかつr1 = trueの場合、q1 = false（r1 が優先される）。

インターフェース

別名入力名（同義）:

動作仕様

q1:= not r1 and (s or q1);

真理値表:

注記

• sとr1が同時にtrueの場合、r1が優先されるためq1 = falseとなる。

初期状態・エッジケース:

使用例

セット入力（s）とリセット入力（r1）を持ちます。両入力が同時にtrueの場合、リセット（q1 = false）が優先されます。

// rs: リセット優先双安定ファンクションブロック
// q1:= (s or q1) and not r1
var
 ff: rs;
 set_in: bool;
 reset_in: bool;
 out: bool;
end_var
ff(s:= set_in, r1:= reset_in);
out:= ff.q1;

エッジ検出ファンクションブロック (Edge Detection Function Blocks)

エッジ検出FBは入力信号の変化（立上り・立下り）を1スキャンだけ検出します。

エッジ検出FBは、入力clkの信号遷移を1スキャンだけ検出し、q = trueを出力する。
その後のスキャンではq = falseに戻る。

r_trig— 立ち上がりエッジ検出

入力clkがfalse → trueに遷移したスキャンでq = true、
それ以外のスキャンではq = false。

インターフェース

内部変数

動作仕様

function_block r_trig
var_input clk: bool; end_var
var_output Q: bool; end_var
var M: bool; end_var
Q:= clk and not M;
M:= clk;
end_function_block

タイミング

clk ______|‾‾‾‾‾‾‾‾‾|_____|‾‾‾‾‾‾|____
Q ________|‾|_____________|‾|________
 ↑ 検出 ↑ 検出

• clkがfalse → trueになったスキャンのみq = true。
• clk = trueが継続する間はq = false。
• コールドリスタート後、最初のスキャンでclk = trueの場合はq = trueとなる（mの初期値がfalseのため）。

注記

• r_edge修飾子付きvar_inputを持つ fb の内部でr_trigが暗黙的に使用される（ 項 13）。

エッジケース:

使用例

clk入力がfalse → trueに変化したスキャンのみqがtrueになります。次のスキャンではfalseに戻ります。

// r_trig: 立上りエッジ（0→1）を1スキャンだけ検出
// 内部実装: q:= clk and not m; m:= clk;
var
 trig: r_trig;
 clk: bool;
 pulse: bool;
end_var
trig(clk:= clk);
pulse:= trig.q; // clkの立上りスキャンのみtrue

f_trig— 立ち下がりエッジ検出

入力clkがtrue → falseに遷移したスキャンでq = true、
それ以外のスキャンではq = false。

インターフェース

内部変数

動作仕様

function_block f_trig
var_input clk: bool; end_var
var_output Q: bool; end_var
var M: bool; end_var
Q:= not clk and not M;
M:= not clk;
end_function_block

タイミング

clk ‾‾‾‾‾‾|___________|‾‾‾‾|_________|‾
Q _______________|‾|___________|‾|____
 ↑ 検出 ↑ 検出

• clkがtrue → falseになったスキャンのみq = true。
• clk = falseが継続する間はq = false。
• コールドリスタート後、最初のスキャンでclk = falseの場合はq = not false and not false = trueとなる（clk = falseかつmの初期値がfalseのため）。
  接続先の論理ではコールドリスタート直後の f_trig 出力パルスを考慮する必要がある。

注記

• f_edge修飾子付きvar_inputを持つ fb の内部でf_trigが暗黙的に使用される（ 項 13）。

エッジケース:

注意:コールドリスタート後clk = falseの場合、f_trigは即座にパルス（q = true）を出力する。
これは M の初期値がfalseであるため。接続先の論理で考慮が必要。(独自解釈仕様)

使用例

clk入力がtrue → falseに変化したスキャンのみqがtrueになります。

// f_trig: 立下りエッジ（1→0）を1スキャンだけ検出
// 内部実装: q:= not clk and m; m:= clk;
var
 trig: f_trig;
 clk: bool;
 pulse: bool;
end_var
trig(clk:= clk);
pulse:= trig.q; // clkの立下りスキャンのみtrue

カウンタファンクションブロック (Counter Function Blocks)

カウンタFBは入力パルスを計数します。cu/cd入力は立上りエッジ（bool r_edge型）で計数します。型付き版（ctu_int等）と多重定義版（ctu等）があります。計数の上限（pvmax）・下限（pvmin）の値は実装依存です（int型なら通常32767/−32768）。

カウンタFBは、入力パルスの立ち上がりエッジをカウントする。
エッジ検出は内部でr_edgeデータ型修飾子により実施される。

共通事項

型バリアント

各カウンタは以下の型バリアントを持つ。pvおよびcvの型が異なるだけで、動作は同一。

（ctd,ctudも同様の6型バリアントを持つ）

PVmax/PVmin

• PVmax: 型の最大値（実装依存）
• PVmin: 型の最小値。符号付き整数では負の値、符号なし整数では0。

r_edge修飾子について

カウンタのcu/cd入力はvar_input bool r_edge修飾子付きで宣言されている。
これは呼び出し元がエッジ検出を行い、FB 内部には「今スキャンで立ち上がりエッジがあったか」を示す bool 値として渡されることを意味する。
FB 内部の ST 等価コードでは単純な bool 値として記述する。

ctu— アップカウンタ (Up-Counter)

インターフェース

(*) 型バリアントにより dint / lint / udint / ulint / uint に変わる。

動作仕様

if R then
 cv:= 0;
elsif cu and (cv < PVmax) then
 cv:= cv 1;
end_if;
Q:= (cv >= pv);

• R = trueのときcvをリセット（リセット優先）。
• R = falseかつcuの立ち上がりエッジがあり、cv < PVmaxのときcvをインクリメント。
• cv = PVmaxのとき、cu立ち上がりエッジが来てもcvは変化しない（オーバーフロー防止）。
• Qはcv >= pvのときtrue。

注記

• ctu_udint等の符号なし型バリアントではcvの最小値が0であるため、リセットはcv:= 0のまま。

エッジケース:

pvを動作中に変更した場合の動作(独自解釈仕様):

pvに負数を設定した場合、r = trueでリセット後cv = 0になった時点でcv ≥ pvが成立するため直ちにq = trueになる。その後cuが変化してもcvの加算は行われない。

使用例

cu（立上りエッジ）のたびにcvを1加算します。rでcvをリセット（0）します。cv >= pvのときq = true。

// ctu: アップカウンタ（ctu_int と等価）
// if r then cv:= 0; elsif cu and (cv < pvmax) then cv:= cv+1; end_if;
// q:= (cv >= pv);
var
 cnt: ctu; // または ctu_int
 pulse: bool; // 計数パルス（立上りエッジで+1）
 reset: bool; // リセット（true で cv:= 0）
 preset: int:= 10; // プリセット値
 reached: bool; // cv >= pv のとき true
 count: int; // 現在の計数値
end_var
cnt(cu:= pulse, r:= reset, pv:= preset);
reached:= cnt.q;
count:= cnt.cv;

ctd— ダウンカウンタ (Down-Counter)

インターフェース

(*) 型バリアントにより変わる（同上）。

動作仕様

if ld then
 cv:= pv;
elsif cd and (cv > PVmin) then
 cv:= cv - 1;
end_if;
Q:= (cv <= 0);

• ld = trueのときcv:= pv（ロード優先）。
• ld = falseかつcdの立ち上がりエッジがあり、cv > PVminのときcvをデクリメント。
• cv = PVminのとき、cd立ち上がりエッジが来てもcvは変化しない（アンダーフロー防止）。
• Qはcv <= 0のときtrue。

注記

• 符号なし型バリアント（ctd_udint等）ではPVmin = 0であるため、cv = 0以下にはならない。

エッジケース:

pvを動作中に変更した場合の動作(独自解釈仕様):

ctdのqはcv <= 0のみに依存し、pvはロード（ld = true）時にのみcvへ反映される。

pvに負数または 0 を設定した場合、ld = trueでcv:= pvにロードされた時点でcv ≤ 0が成立するため直ちにq = trueになる。

使用例

cd（立上りエッジ）のたびにcvを1減算します。ld（ロード）でcv:= pvにセットします。cv <= 0のときq = true。

// ctd: ダウンカウンタ（ctd_int と等価）
// if ld then cv:= pv; elsif cd and (cv > pvmin) then cv:= cv-1; end_if;
// q:= (cv <= 0);
var
 cnt: ctd; // または ctd_int
 pulse: bool; // 計数パルス（立上りエッジで-1）
 load: bool; // ロード（true で cv:= pv）
 preset: int:= 5;
 zero: bool; // cv <= 0 のとき true
 count: int;
end_var
cnt(cd:= pulse, ld:= load, pv:= preset);
zero:= cnt.q;
count:= cnt.cv;

ctud— アップ/ダウンカウンタ (Up-Down Counter)

インターフェース

(*) 型バリアントにより変わる（同上）。

動作仕様

if R then
 cv:= 0;
elsif ld then
 cv:= pv;
else
 if not (cu and cd) then
 if cu and (cv < PVmax) then
 cv:= cv 1;
 elsif cd and (cv > PVmin) then
 cv:= cv - 1;
 end_if;
 end_if;
end_if;
qu:= (cv >= pv);
qd:= (cv <= 0);

優先順位（高い順）:

注記

• cuとcdが同時にエッジを持つ場合、両者が打ち消し合いcvは変化しない。

エッジケース:

使用例

アップ計数（cu）とダウン計数（cd）の両方を持ちます。rでリセット（cv:= 0）、ldでロード（cv:= pv）。quはcv >= pv、qdはcv <= 0のときtrue。

// ctud: アップダウンカウンタ（ctud_int と等価）
var
 cnt: ctud; // または ctud_int
 cu, cd: bool; // アップ/ダウン計数パルス
 reset: bool; // リセット
 load: bool; // ロード
 preset: int:= 10;
 qu, qd: bool; // qu: cv>=pv, qd: cv<=0
 count: int;
end_var
cnt(cu:= cu, cd:= cd, r:= reset, ld:= load, pv:= preset);
qu:= cnt.qu;
qd:= cnt.qd;
count:= cnt.cv;

タイマーファンクションブロック (Timer Function Blocks)

タイマFBは時間計測に使用します。time型とltime型の多重定義版があります（例:ton、ton_time、ton_ltime）。計時動作中にptの値を変更したときの動作は実装依存です。

共通事項

インターフェース（全タイマー共通）

型バリアント

tonとton_timeは同義。以下の説明ではtime型バリアントで記述する。

タイマー全般エッジケース（独自解釈仕様）:

内部変数（全タイマー共通）

ton/ton_time— オンディレイタイマー

inがtrueになってからpt経過後にq = trueになる。

タイミング図

in __________|‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾|_________|‾‾‾‾‾‾|_____
 t0 t1 t2 t3
Q _______________________|‾‾‾‾‾|_____________|‾‾|__
 t0+pt t1 t2+pt t3
et _____/‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾\____/‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾\____/‾‾\
 t0 t0+pt t1 t2 t2+pt t3
 0→pt pt 0 0→ pt 0

• inがtrueになった瞬間にタイマーリセット（start:= cur）。
• in = trueが継続してet >= ptになったときq:= true、et:= pt（飽和）。
• inがfalseになるとすぐにq:= false、et:= 0。
• in = true→falseがpt未満で起きた場合、qは一度もtrueにならない。

動作仕様（st 等価コード）

function_block ton_time
var_input in: bool; pt: time; end_var
var_output Q: bool; et: time; end_var
var private start: time; last: bool; end_var
var_temp cur: time; end_var
cur:= <current_time>;
if not in or not last then // in が false（タイマー停止中）または前回スキャンで false（タイマー未起動）→ リセット
 start:= cur;
end_if
et:= cur - start;
Q:= in and et >= pt;
if Q then
 if pt < T#0s then
 et:= T#0s;
 else
 et:= pt; // 飽和
 end_if
end_if
last:= in;
end_function_block

注記

• in = falseのとき常にstartをリセットするため、inがtrueになった瞬間から経過時間を計測する。
• ptに負の値を設定した場合、etはT#0sに飽和する（実装依存の範囲内）。
• ton と tof には双対性がある:ton(in:=A, pt:=B, Q=>C, et=>D)はtof(in:=not A, pt:=B, not Q=>C, et=>D)と意味的に等価。

ton エッジケース:

ptを動作中に変更した場合の動作:

(独自解釈仕様)IEC 擬似コードでは毎サイクルq:= in and et >= ptが評価されるため、pt変更は即座に反映される。

使用例

inがtrueになってからpt時間後にqがtrueになります（オン・ディレイ）。inがfalseになると即座にq = false、et = 0に戻ります。

// ton: オン・ディレイタイマ
// inがtrueになってからpt時間後にqがtrueになる
var
 timer: ton;
 enable: bool;
 delayed: bool;
 elapsed: time;
end_var
timer(in:= enable, pt:= time#5s);
delayed:= timer.q; // 5秒後にtrueになる
elapsed:= timer.et; // 経過時間（0〜pt）

tof/tof_time— オフディレイタイマー

inがfalseになってからpt経過後にq = falseになる。
in = trueのときq = true。

タイミング図

in ‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾|_______________|‾‾‾|_________|‾‾‾‾‾
 t0 t1 t2 t3
Q ‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾|_________|‾‾‾‾‾
 t0+pt t3+pt
et ______/‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾\____/‾‾‾‾‾\___/‾‾‾
 t0 t0+pt t2 t3
 0→pt pt 0→pt 0

• in = trueのときq = true、et = 0（タイマーリセット）。
• inがfalseになるとタイマー開始。et >= ptになるとq:= false、et:= pt（飽和）。
• inがfalse→trueに戻ると（pt経過前でも）タイマーリセット、qはtrueに戻る。

動作仕様（st 等価コード）

function_block tof_time
var_input in: bool; pt: time; end_var
var_output Q: bool; et: time; end_var
var private start: time; last: bool; end_var
var_temp cur: time; end_var
cur:= <current_time>;
if in or last then // in が true または前回 true → リセット
 start:= cur;
end_if
et:= cur - start;
Q:= in or et < pt;
if not Q then
 if pt < T#0s then
 et:= T#0s;
 else
 et:= pt; // 飽和
 end_if
end_if
last:= in;
end_function_block

注記

• in = trueのとき常にstartをリセットするため、inがfalseになった瞬間から経過時間を計測する。
• ton との双対性については ton の注記を参照。

ptを動作中に変更した場合の動作:

(独自解釈仕様)IEC 擬似コードでは毎サイクルq:= in or et < ptが評価されるため、pt変更は即座に反映される。計時終了後（q = false,in = false）はstartがリセットされずに内部の実経過時間が増え続けるため、ptを大きく増加させるとqがtrueに戻る場合がある点に注意。

使用例

inがfalseになってからpt時間後にqがfalseになります（オフ・ディレイ）。inがtrueになると即座にq = trueになります。

// tof: オフ・ディレイタイマ
// inがfalseになってからpt時間後にqがfalseになる
var
 timer: tof;
 enable: bool;
 delayed: bool;
 elapsed: time;
end_var
timer(in:= enable, pt:= time#2s);
delayed:= timer.q; // inがfalseになってからpt時間後にfalseになる
elapsed:= timer.et; // 経過時間（0〜pt）

tp/tp_time— パルスタイマー

inの立ち上がりエッジでq = trueになり、pt経過後にq = falseになる。
q = trueの間はinの変化を無視する（単安定マルチバイブレータ）。

タイミング図

in ________|‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾|__|‾‾‾‾‾‾‾‾|____|‾‾‾‾‾‾‾‾|___
 t0 t1 t2 t3 t4 t5
Q _________|‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾|_____________|‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾|__
 t0 t0+pt t4 t4+pt
et ____/‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾\____ /‾‾‾‾‾‾‾‾‾\
 t0 pt t0+pt t4 t4+pt

• inの立ち上がりエッジ（false → true）でパルス開始。
• q = trueの間はinの変化（t1,t2の立ち下がり・立ち上がり）を無視する。
• et >= ptになるとq:= false、et:= pt（飽和）。
• t3の立ち上がりはq = falseのときなので無視（パルス中ではないがin = falseなのでエッジはt4で発生）。

動作仕様（st 等価コード）

function_block tp_time
var_input in: bool; pt: time; end_var
var_output Q: bool; et: time; end_var
var private start: time; last: bool; end_var
var_temp cur: time; end_var
cur:= <current_time>;
if not Q then // q = false の間のみエッジを監視
 if in and not last then // 立ち上がりエッジ
 q:= true;
 end_if
 if Q or not in then
 start:= <current_time>;
 end_if
end_if
et:= cur - start;
if et >= pt then
 et:= pt; // 飽和
 q:= false; // pt 経過後にリセット
end_if
last:= in;
end_function_block

注記

• q = trueの間はinの変化を一切無視する（再トリガなし）。
• ptの変化が実行中のタイミング動作に与える影響は実装依存（ note）。

ptを動作中に変更した場合の動作:

(独自解釈仕様)IEC 擬似コードでは毎サイクルif et >= pt then... q:= false end_ifが評価されるため、pt変更は即座に反映される。計時終了後（q = false,in = false）はstartが毎スキャン更新されるためet = T#0sが維持され、pt変更の影響はない。

tp エッジケース:

使用例

inがtrueになると、ptで指定した時間だけqがtrueになります。計時中にinが変化しても出力は変わりません（ワンショット動作）。

// tp: パルスタイマ
// inの立上りでqがtrueになり、pt時間後にfalseに戻る
var
 timer: tp;
 start: bool;
 pulse_out: bool;
 elapsed: time;
end_var
timer(in:= start, pt:= time#3s);
pulse_out:= timer.q; // 3秒間のパルス出力
elapsed:= timer.et; // 経過時間