西门子S7-1200PLC编程与应用教学课件ppt作者刘华波09工艺功能.ppt
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第9章工艺功能,9.1模拟量处理及PID功能,典型的PLC模拟量单闭环控制系统如图所示。
模拟量输入输出示意图,模拟量模块的属性对话框,SM1234模块属性对话框的“模拟输入”项,模拟量的表达方式和测量值的分辨率,不同的电压、电流、电阻或温度输入信号对应的数值关系,PID控制器功能结构示意图,PID基本参数组态,输入标定,高级参数组态,PID参数组态,调试面板,PID应用举例:
假设有一加热系统,加热源采用脉冲控制的灯泡。
干扰源采用电位计控制的小风扇,使用传感器测量系统的温度,灯泡亮时会使灯泡附近的温度传感器温度升高,风扇运转时可给传感器周围降温,设定值为010V的电压信号送入PLC,温度传感器作为反馈接入到PLC中,干扰源给定直接输出至风扇。
9.2高速计数器,生产实践中,经常会遇到需要检测高频脉冲的场合,例如检测步进电机的运动距离,计算异步电机转速等,而PLC中的普通计数器受限于扫描周期的影响,无法计量频率较高的脉冲信号。
S7-1200CPU提供了最多6个高速计数器,其独立于CPU的扫描周期进行计算,可测量的单相脉冲频率最高为100khz,双相或A/B相频率最高为30khz。
高速计数器可用于连接增量型旋转编码器,通过对硬件组态和调用相关指令块来使用此功能。
高速计数器硬件输入定义与工作模式,高速计数器寻址,S7-1200在高速计数器中提供了中断功能,用以在某些特定条件下触发程序,共有3种中断条件:
1、当前值等于预置值。
2、私用外部信号复位。
3、带有外部方向控制时,计数方向发生改变。
高速计数器的应用步骤主要包括:
在CPU的属性对话框中激活高速计数器并设置相关参数。
添加硬件中断块,关联相对应的高速计数器所产生的预置值中断。
在中断块中添加高速计数器指令块,编写修改预置值程序,设置复位计数器等参数。
将程序下载,执行功能。
假设在旋转机械上有单相增量编码器作为反馈,接入到S7-1200CPU。
要求在计数25个脉冲时,计数器复位,置位M0.5,并设定新预设值为50个脉冲。
当计满50个脉冲后复位M0.5,并将预置值再设为25,周而复始执行此功能。
针对此应用,选择CPU1214C,高速计数器为HSC1,模式为单相计数,内部方向控制,无外部复位。
据此,脉冲输入应接入I0.0,使用HSC1的预置值中断(CV=RV)功能实现此应用。
9.3运动控制,S7-1200在运动控制中使用了轴的概念,通过对轴的组态,包括硬件接口、位置定义、动态特性、机械特性等,与相关的指令块(符合PLCopen规范)组合使用,可实现绝对位置、相对位置、点动、转速控制及自动寻找参考点的功能。
S7-1200运动控制示意图,运动控制功能原理示意图,S7-1200运动控制功能的实现包含以下4部分:
(1)相关执行设备。
(2)CPU硬件输出。
(3)定义工艺对象“轴”。
(4)程序中的控制指令块。
应用举例:
假设有一个伺服电机带动一滑块在轨道上左右滑行,伺服电机转速3000转/分钟,旋转编码器一圈为1000个脉冲,电机每转一圈滑块运行10mm,左限位开关输入点I0.1,右限位开关为输入点I0.2,参考点输入为I0.0。
系统示意图如图所示。
要求从参考点位置,向左极限方向运动30mm。
9.4PWM,PWM是一种周期固定,脉宽可调节的脉冲输出。
PWM功能虽然使用的是数字量输出,但其在很多方面类似于模拟量,比如它可以控制电机的转速、阀门的位置等。
S7-1200CPU提供了两个输出通道用于高速脉冲输出分别可组态为PTO或PWM:
PTO的功能只能由运动控制指令来实现,PWM功能使用CTRL_PWM指令块实现,当一个通道被组态为PWM时,将不能使用PTO功能。
反之亦然。
脉冲宽度可表示为脉冲周期的百分之几、千分之几、万分之几、或S7analog(模拟量)形式,脉宽的范围可从0(无脉冲,数字量输出为0)到全脉冲周期(无脉冲,数字量输出为1)。
脉冲功能输出点,激活脉冲发生器,应用举例:
使用模拟量控制数字量输出,当模拟量发生变换时,CPU输出的脉冲宽度随之改变,但周期不变,可用于控制脉冲方式的加热设备。
此应用通过PWM功能实现,脉冲周期为1S,模拟量值在027648之间变化。
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