PLC高速计数或高频脉冲输出的硬件设置.ppt

电控与PLC控制技术,项目十步进电机控制系统设计与调试,广西机电职业技术学院,,,,,任务二PLC中断系统,任务一步进电机的结构原理及应用,任务三PLC高速计数或高频脉冲输出的硬件设置,任务四步进电机控制系统设计与调试,,,高速计数,高速脉冲输出,任务三PLC高速计数或高频脉冲输出的硬件设置,光电编码器,高速脉冲输出,高速脉冲输出功能可以使PLC在指定的输出点上产生高速的PWM脉宽调制脉冲或输出频率可变的PTO脉冲，可以用于步进电动机和直流伺服电动机的定位控制和调速。在使用高速脉冲输出功能时，CPU模块应选择晶体管输出型，以满足高速脉冲输出的频率要求。,1.高速脉冲输出指令,2.指令功能PLS脉冲输出指令，在EN端口执行条件存在时，检测脉冲输出特殊存储器的状态，然后激活所定义的脉冲操作，从Q端口指定的数字输出端口输出高速脉冲。PLS指令可在Q0.0和Q0.1两个端口输出可控的PWM脉冲和PTO高速脉冲串波形。由于只有两个高速脉冲输出端口，所以PLS指令在一个程序中最多使用两次。高速脉冲输出和输出映像寄存器共同对应Q0.0和Q0.1端口，但Q0.0和Q0.1端口在同一时间只能使用一种功能。在使用高速脉冲输出时，两输出点将不受输出映像寄存器、立即输出指令和强制输出的影响。,高速脉冲输出,高速脉冲输出,3.高速脉冲输出所对应的特殊标志寄存器为定义和监控高速脉冲输出，系统提供了控制字节、状态字节和参数设置寄存器。,,1状态字节每个高速脉冲输出都有一个状态字节，监控并记录程序运行时某些操作的相应状态。可以通过编程来读取相关位状态。,高速脉冲输出,2控制字节通过对控制字节的设置，可以选择高速脉冲输出的时间基准、具体周期、输出模式PTO/PWM、更新方式等，是编程时初始化操作中必须完成的内容。,高速脉冲输出,3．PTO/PWM寄存器,各寄存器的字节值和位值的意义汇总,,1PTO脉冲串含义及周期、脉冲数设置要求PTO脉冲串用于输出占空比为1∶1的方波，可以设置其周期和输出的脉冲数量。周期的增量单位可以设为微秒或毫秒ms，周期变化范围分别为50～65535微秒和2～65535ms。周期设置时，设置值应为偶数，若设为奇数会引起输出波形占空比的轻微失真。周期设置值应大于2，若设置值小于2，系统将默认为2。脉冲数设置范围为1～4294967295，若设置值为0，系统将默认为1。2PTO脉冲串的单段管线和多段管线输出控制PTO功能允许脉冲串的排队输出，当前脉冲串完成时，可以立即开始新脉冲的输出，从而形成管线，保证了脉冲串顺序输出的连续性。根据管线的实现形式，将PTO分为单段管线和多段管线两种。,PTO脉冲串输出设置,管线中只能存放一个脉冲串控制参数，一旦启动了一个脉冲串输出，就要立即为下一个脉冲串设置控制参数，并再次执行PLS指令。第一个脉冲串输出完毕后，第二个脉冲串自动开始输出。重复以上过程就可输出多个脉冲串。若前后脉冲串的时间基准产生变化或利用PLS指令捕捉到新脉冲串之前上一个脉冲串已经完成，在脉冲串之间会出现不平滑转换。,在管线满时，若要再装入一个脉冲串的控制参数，则状态位SM66.6或SM76.6会置位，表示PTO管线溢出。单段管线编程较复杂，主要要注意新脉冲串控制参数的写入时机。,单段管线,在多段管线方式下，需要在变量存储器区V建立一个包络表。包络表中包含各脉冲串的参数初始周期、周期增量和脉冲数及要输出脉冲串的段数。使用PLS指令启动输出后，系统自动从包络表中读取每个脉冲串的参数进行输出。编程时，必须向SMW168或SMW178装入包络表的起始变量的偏移地址从V0开始计算偏移地址，例如包络表从VB300开始，则需向SMW168或SMW178中写入十进制数300。包络表中的周期增量可以选择微秒或毫秒，但一个包络表中只能选择一个时间基准，运行过程中也不能改变。,多段管线,多段流水线的包络表,包络表中各段的长度均为8个字节，前两个字节为该段起始时脉冲的周期值；接下来的两个字节为前后两个脉冲之间周期值的变化量，若为正则输出脉冲周期变大，若为负则输出脉冲周期变小，若为0则输出脉冲周期不变；最后四个字节设置本段内输出脉冲的数量。一般来说，为了使各脉冲段之间能够平滑过渡，各段的结束周期ECT与下一段的初始周期ICT应相等，在各段输出脉冲数Q确定的情况下，脉冲的周期增量N需要经过计算来确定。例如第1段中的初始周期为，脉冲数为400个；而第2段的初始周期为，为保证平滑过渡，第1段的结束周期设为与第2段初始周期相同，则脉冲的周期增量为,包络表解释,下面以Q0.0为输出端介绍PTO脉冲串输出设置步骤。1使用初始化脉冲触点SM0.1调用PTO脉冲串输出初始化操作子程序。这个结构可以使系统在后续的扫描过程中不再调用这个子程序，从而减少了扫描时间，且程序更为结构化。,2在子程序中，若设置单段操作，则将1685210000101写入SMB67，表示脉冲输出允许、选择PTO功能、单段操作、以微秒为增量单位、可以更新脉冲数和周期值；若设置多段操作，则将16A0210100000写入SMB67，表示脉冲输出允许、选择PTO功能、多段操作、以微秒为增量单位。3单段操作中向SMW68中写入希望的周期值，向SMD72中写入希望的脉冲数；多段操作中则要向SMW168中写入包络表的起始变量存储器偏移地址，然后建立包络表。4为捕获高速脉冲输出对应的中断事件PTO脉冲输出完成中断编写相应的中断程序，并参考中断事件及其优先级，用ATCH中断连接指令建立中断事件和中断程序的联系。本步骤可选。5执行PLS指令。,PTO脉冲串输出设置,使用多段管线PTO方式控制直流伺服电动机进行精确定位的控制系统。控制中遵循图中所画运行轨迹，并可以实现任意时刻停止直流伺服电动机。,高速脉冲输出指令应用举例,1在初始化子程序INIT中，将高速脉冲输出设置为PTO模式、多段管线、s模式，并允许脉冲输出。同时设置PTO包络表起始地址为VB300，通过SETBAOLUO子程序设置了包络表。2I0.0闭合启动了高速脉冲，并使伺服控制允许开启。3I0.1闭合可以通过设置SM67.7为零禁止高速脉冲输出，同时使伺服控制允许关闭，使得直流伺服电动机停止。,高速脉冲输出指令应用举例,高速脉冲输出指令应用举例,,,高速计数,高速脉冲输出,任务三PLC高速计数或高频脉冲输出的硬件设置,光电编码器,高速计数器的工作模式,每个高速计数器所具有的工作模式也不同，见下表。,,,,,1）高速计数器的控制寄存器用于设置计数器的计数允许、计数方向等，每个高速计数器有自己的控制寄存器。,高速计数器相关寄存器,,2）高速计数器的当前值寄存器每个高速计数器都有一个32位当前值寄存器，当前值为带符号的整数值。高速计数器的当前值可以通过高速计数器标识符HC加计数器号码（0、1、2、3、4或5）寻址来读取。要改变高速计数器的当前值必须使控制寄存器的D6位为1（见下表）。在允许更新当前值的前提下，新的当前值才能写入当前值值寄存器。,,3）高速计数器的预置值寄存器每个高速计数器都有一个32位预置寄存器，预置值为带符号的整数值。用来设置高速计数器的预置值。要改变高速计数器的预置值必须使控制寄存器的D5位为1（见上表）。在允许更新预置值的前提下，新的预置值才能写入预置值值寄存器。各个高速计数器预置值寄存器见下表。,,4）高速计数器的状态寄存器高速计数器的状态字寄存器主要存储高速计数器工作时的一些状态信息，包括当前的计数方向、当前值是否等于预置值、当前值是否大于预置值等。PLC通过监控高速计数器的一些状态位，可产生中断事件，以便用以完成用户希望的重要操作。各高速计数器的状态寄存器每一个状态位的含义见下表。,,主要有高速计数器定义指令与高速计数器指令。,,高速计数器指令,1指令格式与功能高速计数器指令的格式与功能见下表。,高速计数器指令使用举例,,,,高速计数,高速脉冲输出,任务三PLC高速计数或高频脉冲输出的硬件设置,光电编码器,信号航空插头,,光电编码器外形图,光电编码器,,构造类型,转动方式,,直线线性编码器,转动转轴编码器,光束形式,,透射式,反射式,,信号性质,增量式,,辨别方向,零位信号,绝对式绝对式编码器,可辨向的增量式编码器,不可辨向的脉冲发生器,有零位信号,无零位信号,,,光电编码器,拉线式角编码器利用线轮，能将直线运动转换成旋转运动。,,,光敏元件,零位标志,2增量式光电编码器,光电编码器内部构造,结构示意图,l－均匀分布透光槽的编码盘2－LED光源3－光栏板上狭缝4－sin信号接收器5－cos信号接收器6－零位读出光电元件7－转轴8－零位标记槽,2增量式光电编码器,光电编码器码盘与信号接收系统,增量式编码器原理动画演示,光电编码器脉冲输出示意动画,1．辨向信号和零标志,在前图的码盘里圈，还有一个狭缝C，每转能产生一个脉冲，该脉冲信号又称“一转信号”或零标志脉冲，作为测量的起始基准。,光栏板上的两个狭缝距离是码盘上的两个狭缝距离的（m1/4）倍，m为正整数，并设置了两组光敏元件A、B，又称为sin、cos元件。,增量式光电编码器工作原理,测量精度取决于它所能分辨的最小角度，这与码盘圆周上的狭缝条纹数n有关，即最小能分辨的角度及分辨率为,2．增量式光电编码器的分辨力及分辨率,分辨力为,分辨率为,增量式光电编码器工作原理,