PLC电气控制与组态设计XXXX最新版第五章.ppt
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1、哈尔滨理工大学哈尔滨理工大学哈尔滨理工大学哈尔滨理工大学周美兰周美兰周美兰周美兰 周封周封周封周封 王岳宇王岳宇王岳宇王岳宇PLCPLC电气控制与组态设计电气控制与组态设计第二版第二版2021/9/151第五章第五章 FP1的特殊功能的特殊功能和高级模块和高级模块 第一节第一节 FP1FP1的特殊功能的特殊功能 2021/9/152一、脉冲输出一、脉冲输出脉冲输出进行位置控制示意图 FP1的输出端Y7可输出一路脉冲信号,最大频率范围为45Hz 5kHz。这一功能只有晶体管输出方式的PLC才具有,且需配合脉冲输出控制指令F164(SPD0)使用。2021/9/153二、高速计数功能(二、高速计数
2、功能(HSCHSC)在FP1内部有高速计数器,可同时输入两路脉冲。最高计数频率:10kHz;计数范围:K-8388608 K8388607;输入模式:加计数、减计数、可逆计数、两相输入;此外,每种模式又分为有复位输入和无复位输入两种情况,输入计数不受扫描周期影响,处理过程中响应时间不延时。2021/9/1541.1.1.1.占用的输入端子占用的输入端子占用的输入端子占用的输入端子 HSC需占用FP1输入端子X0、X1和X2。其中X0和X1作为脉冲输入端,X2作为复位端,可由外部复位开关通过X2使HSC复位。2.2.2.2.输入模式及设置输入模式及设置输入模式及设置输入模式及设置 HSC的四种输
3、入模式中,前三种为单相输入,最后一种为两相输入。如图5-2所示。1)加计数模式 2)减计数模式 3)加/减计数模式 4)两相输入方式2021/9/155四种计数模式的脉冲波形示意图2021/9/156表表5-1 系统寄存器系统寄存器No.400控制字说明控制字说明设定值功 能输入模式X0X1X2H1双相输入双相输入方式H2双相输入复位H3加计数加计数方式H4加计数复位H5减计数减计数方式H6减计数复位H7加计数减计数加/减计数方式H8加计数减计数复位H0HSC功能未用不工作(默认模式)2021/9/157HSC的经过值存放于特殊数据寄存器DT9044和DT9045中,目标值存放于特殊数据寄存器
4、DT9046和DT9047中。其中DT9044和DT9046分别存放低16位,DT9045和DT9047分别存放高16位。当高速计数器的经过值和目标值一致时,DT9046和DT9047中的数据就被清除。特殊功能继电器R903A规定为HSC的标志寄存器。当HSC计数时该继电器为ON,停止计数时为OFF。当HSC计数时,Y7可以输出脉冲,而停止计数时Y7停止发脉冲。3与与HSC相关的寄存器相关的寄存器2021/9/1584 4 4 4高速计数功能指令高速计数功能指令高速计数功能指令高速计数功能指令 1)高速计数器的控制指令高速计数器的控制指令 F0 MV,S,DT9052:高速计数器控制指令。该指
5、令功能是将S中的控制字数据写入DT9052中,DT9052的低四位作为高速计数器控制用。2021/9/159HSC不但可以通过X2硬复位,还可进行软复位,即将控制字H1送入DT9052,使bit0为1,从而可以实现软件复位功能。这里需要注意的是高速计数器运行方式的改变只能使用该指令。软件复位控制 计数输入控制 2021/9/1510“复位输入端”X2的可用性控制 2021/9/1511例:当触发信号X3为ON时,把高速计数器的经过值清0并开始计数。设计的梯形图如下图所示。2021/9/15122)高速计数器经过值的读写指令高速计数器经过值的读写指令 F1 DMV,S,DT9044:存储高速计数
6、器经过值。将(S+1,S)中高速计数器的经过值写入DT9045、DT9044中。F1 DMV,DT9044,D:调出高速计数器经过值。是将DT9045、DT9044中的经过值读出拷贝到(D+1,D)中。3)高速计数器输出置位复位指令高速计数器输出置位复位指令 F162 HC0S,S,Yn:高速计数器的输出置位指令。当高速计数器的经过值和目标值相等时,将指定的输出继电器接通。F163 HC0R,S,Yn:高速计数器的输出复位指令。当高速计数器的经过值和目标值相等时,将指定的输出继电器断开。其中,S为高速计数器的目标值,可以用常数设置,也可以用寄存器中的数据设置,数值的取值范围为是K-838860
7、8K8388607(HFF800000 H007FFFFF);Yn为输出继电器,YnY0 Y7。2021/9/1513例:例:梯形图中,当触发信号X3接通时,将高速计数器HSC目标值设置为K1500。当高速计数器的经过值等于K1500时,将输出继电器Y1接通并保持。梯形图中,当触发信号X4接通时,将高速计数器HSC目标值设置为K800。当高速计数器的经过值等于K800时,将输出继电器Y2断开,即Y2=0。例:例:2021/9/15144)速度和位置控制指令速度和位置控制指令 F164 SPD0,S:速度及位置控制。该指令配合高速计数器和Y7的脉冲输出可以实现速度和位置控制。a)脉冲工作方式 b
8、)波形工作方式5)凸轮控制指令凸轮控制指令 F165 CAM0,S:凸轮控制。当高速计数器的经过值和参数表中设定的目标值相一致时,接通或断开参数表中指定的输出继电器。2021/9/1515在顺序控制系统中,许多场合是按工序进行操作的:第一步作某些机械动作,第二步作另一些机械动作,如此顺序进行直至整个工序结束。凸轮控制器就是专为这种顺序控制设计的机电式设备,它是一个由多层可编程圆盘组成的机电式圆鼓,每转动一步可接通某些接点,从而作出规定的机械动作。由于采用机械方式实现,其转动的步数和接点数都受到很大限制,体积大且可靠性差。而利用可编程控制器可以模拟凸轮控制器的功能,控制的步数和点数多,并且节省了
9、硬件设备投资。FP1的凸轮控制指令F165和高速计数器配合使用,既方便又准确,几乎可以满足所有需要凸轮控制的场合。2021/9/1516在开关按下的瞬间,接触很不可靠,时断时续,经过一段短暂时间后,开关才能可靠地接通,这一现象叫做开关的机械抖动,它可能会造成系统的误动作。为消除开关抖动造成的不利影响,FP1的输入端采用了输入延时滤波技术,即延迟一段时间t之后,再对输入端X采样,以躲过开关的抖动时间,从而提高了系统运行的可靠性。三、可调输入延时滤波三、可调输入延时滤波2021/9/1517 图中,t1为干扰脉冲,小于延时时间t,因此不响应;t2、t4分别为机械开关接通和断开时的抖动时间,由图可见
10、,经过延时,避开了输入信号的抖动部分,直接在稳定导通区间t3进行输入状态的采集和响应。输入信号延时滤波示意图2021/9/1518 FP1的延迟时间可以根据需要,在1 128ms之间进行调节。延时时间的设定是通过软件,在对应的系统寄存器中设置时间常数来实现,时间常数和延时时间的对应关系如下表:表表5-2 时间常数与对应延时时间关系时间常数与对应延时时间关系 系统寄存器No.404 407用于预先存放设置的时间常数,与输入端的对应关系为:No.404:设定X0 X1F的时间常数。No.405:设定X20 X3F的时间常数。No.406:设定X40 X5F的时间常数。No.407:设定X60 X6
11、F的时间常数。时间常数(BCD码)01234567延时时间(ms)12481632641282021/9/1519例如,要使X0 X7的延时时间为1ms对应的时间常数为0;X8 XF的延时时间为2ms,对应的时间常数为1;X10 X17的延时时间为4ms,对应的时间常数为2;X18 X1F的延时时间为8ms,对应的时间常数为3;则应在No.404中写入如下二进制数码:即8个输入端为一组,系统寄存器No.404中的16位分成四组,每组对应8个输入端的时间常数,故一个系统寄存器可以设定32个输入端的时间常数。注意:No.407只用了低8位,故只能设定16个输入端。2021/9/1520由于PLC采
12、用循环扫描工作方式,其输出对输入的响应速度受扫描周期的影响。这在一般情况不会有问题,反而提高了输入信号的抗干扰能力。但是,有些特殊情况,特别是一些瞬间的输入信号(持续时间小于一个扫描周期)往往被遗漏。为了防止出现这种情况,在FP1中设计了脉冲捕捉功能,它可以随时捕捉瞬间脉冲并记忆下来,并在规定的时间内响应,可捕捉的最小脉冲宽度达0.5ms,且不受扫描周期影响。四、输入窄脉冲捕捉四、输入窄脉冲捕捉2021/9/1521 一个窄脉冲在第n个扫描周期的I/O刷新后到来,若无捕捉功能,此脉冲将会被漏掉;有了捕捉功能,PLC内部电路将此脉冲一直延时到下一个(第n+1个)扫描周期的I/O刷新结束,这样PL
13、C就能响应此脉冲。脉冲捕捉示意图2021/9/1522 只有输入端X0 X7共8个输入端可以设成具有脉冲捕捉功能的输入端,这可以通过对系统寄存器No.402的设置来实现。输入端子与系统寄存器No.402的位对应关系如下所示:输入端X0 X7分别与No.402的低8位对应,当某位设置为1时,则该位对应的输入端就具有脉冲捕捉功能;设置为0时,对应的输入端仍是普通的输入端。2021/9/1523五、特殊功能占用输入端优先权排队五、特殊功能占用输入端优先权排队 大多数特殊功能均需占用PLC的I/O点,当多种功能同时使用时,对I/O的占用须按一定顺序进行优先权排队。FP1特殊功能优先权排队从高到低依次为
14、:高速计数器高速计数器脉冲捕捉脉冲捕捉中断中断输入延时滤波输入延时滤波 六、其他功能六、其他功能 FP1还有一些其它的特殊控制功能,如强制置位/复位控制功能、口令保护功能、固定扫描时间设定功能和时钟日历控制功能等。2021/9/1524第五章第五章 FP1的特殊功能的特殊功能及高级模块及高级模块 第二节第二节 FP1FP1的高级模块的高级模块2021/9/1525FP1的高级模块主要有A/D、D/A转换模块和通信模块,由于一般都自带CPU和存储器,因此又称为智能模块。在工业控制中除了数字信号以外,还有大量的温度、湿度、流量、压力等连续变化的模拟信号,为了对这些过程变量进行监测和控制,必须首先将
15、这些信号变换成标准的电信号,再转换成计算机可以接受的数字信号;然后根据监测到的运行参数,进行相关的计算分析,确定控制措施,再将数字信号形式的控制信息,转变成电信号,驱动有关的执行机构,完成控制过程。这些处理环节都是过程控制不可缺少的重要组成部分。本节主要介绍FP1的A/D和D/A单元的性能及其使用方法。2021/9/1526一、一、A/DA/D转换模块转换模块1.1.1.1.占用通道及编程方法占用通道及编程方法占用通道及编程方法占用通道及编程方法 A/D转换单元4个模拟输入通道占用输入端子分别为:CH0CH0:WX9(X90 X9F)CH1WX9(X90 X9F)CH1:WX10(X100 X
16、10F)WX10(X100 X10F)CH2 CH2:WX11(X110 X11F)CH3WX11(X110 X11F)CH3:WX12(X120 X12F)WX12(X120 X12F)PLC每个扫描周期对各通道采样一次,并进行模数转换,转换的结果分别存放在输入通道(WX9 WX12)中。A/D转换的编程可用指令F0实现,如 F0 MV,WX9,DT0 。执行这一指令后,CH0输入的模拟信号经A/D转换变成数字信号后送入WX9,并由F0指令读出保存到DT0中。其它通道也可仿照此格式进行编程。注意:注意:FP1对A/D模块读取数据,每个扫描周期只进行一次。2021/9/15272.A/D2.A
17、/D2.A/D2.A/D的技术参数的技术参数的技术参数的技术参数 项目说明模拟输入点数4通道/单元(CH0 CH3)模拟输入范围电压0 5V和0 10V电流0 20mA分辨率1/1000总精度满量程的1%响应时间2.5ms/通道输入阻抗电压不小于1兆欧(0 5V和0 10V范围内)电流250欧姆(0 20mA)绝对输入范围电压+7.5V(0 5V)、+15V(0 10V)电流+30mA(0 20mA)数字输出范围K0 K1000(H0 H03E8)绝缘方式光耦合:端子与内部电路之间无绝缘:通道间连接方式端子板(M3.5螺丝)2021/9/1528 A/D转换单元的输入输出特性 由上图可见,不论
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