FBs系列PLC 高级应用篇-高速脉波可变波宽(PWM)输出
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一、概述PLCPWM (Pulse Width Modulation) 脉冲输出程序是一种用于数字信号与脉冲信号转换的程序。
它在工业控制领域得到广泛应用,可以控制各种电磁阀、电机、灯光等设备,实现精密的调节和控制。
本文将对PLCPWM脉冲输出程序的设计进行详细介绍。
二、PLCPWM脉冲输出程序设计原理PLCPWM脉冲输出程序的设计原理是通过控制器对数字信号进行模拟处理,将其转换为一系列脉冲信号输出。
在PLC(可编程逻辑控制器)系统中,通常采用定时器或计数器实现脉冲输出程序的设计。
三、PLCPWM脉冲输出程序设计步骤1. 确定输出控制对象:首先需要确定要控制的对象,例如电机、阀门等设备。
2. 确定输出脉冲频率和占空比:根据控制对象的特性和控制需求,确定脉冲信号的频率和占空比。
频率和占空比的选择对于控制对象的运行效果有重要影响。
3. 编写PLCPWM脉冲输出程序:根据确定的频率和占空比,编写PLCPWM脉冲输出程序,并将其加载到PLC系统中。
4. 联调和调试:完成程序加载后,需要对输出效果进行联调和调试,确保输出脉冲信号符合设计要求。
四、PLCPWM脉冲输出程序设计实例以控制一个电机为例,进行PLCPWM脉冲输出程序的设计实例说明:1. 确定输出控制对象:电机2. 确定输出脉冲频率和占空比:假设电机的控制需求为100Hz的频率和50的占空比。
3. 编写PLCPWM脉冲输出程序:根据选定的频率和占空比,编写PLCPWM脉冲输出程序。
4. 联调和调试:加载程序到PLC系统中,进行联调和调试,观察电机的运行效果。
五、PLCPWM脉冲输出程序设计注意事项1. 频率和占空比的选择需根据控制对象的特性和控制需求来确定,需充分考虑控制对象的响应速度和稳定性。
2. 在编写PLCPWM脉冲输出程序时,需注意程序的逻辑正确性和稳定性,确保输出信号的准确性和稳定性。
3. 在联调和调试过程中,需要详细记录调试过程和结果,及时发现问题并进行调整。
关于PLC的脉冲输出(S7-300)1. 关于脉冲输出脉冲输出的⽅法有很多:如果要产⽣占空⽐为50%的脉冲信号:①⽤S7-300PLC的时钟存储器右键点击PLC,选中时钟存储器,默认存储字节为0。
各时钟存储器的周期和频率如下表所⽰:②采⽤循环中断使⽤循环中断OB35,设置中断执⾏时间为1000ms在OB35块中编写程序程序在第⼀次执⾏时,因为M10.0为0,所以给M10.0置位第⼆次执⾏时,M10.0为1,所以M10.0复位。
我们设定OB35执⾏的时间为1000ms,这样,M10.0就会相隔1s循环置位、复位,就产⽣的周期为2s的脉冲。
当然如果我们要修改脉冲的周期,只要修改OB执⾏的时间就可以了,⽐⽤PLC的时钟存储器要更灵活。
③采⽤定时器定时⾃动复位的⽅式产⽣脉冲当然我们还可以采⽤我们的⽼朋友定时器来产⽣脉冲⽹络1是相隔1s⾃动复位,⽹络2为单按钮启停。
这样,第⼀次M10.0为1时,Q0.0置位第⼆次M10.1为1时,Q0.0复位Q0.0上就可以产⽣周期为2s占空⽐为50%的脉冲信号了。
关于⽹络2的单按钮启停其实也有很多种实现⽅式,当然这⼜是另外的故事了。
产⽣占空⽐可调的脉冲信号①采⽤两个定时器,如下图,这也是教科书上都会介绍的⼀种⽅式。
下图可以产⽣⼀个周期为3s的脉冲信号②采⽤IEC定时器实现S7-300⾥⾯我不太喜欢⽤IEC定时器的原因是因为每⽤⼀个定时器都会产⽣⼀个DB背景数据块。
⽤S5定时器会更⽅便⼀点。
③⽤定时器和⽐较指令第⼀个程序段的⽬的是定时器循环计时,它的当前值是在0-3s之间变化的。
第⼆个程序段在进⾏⽐较的时候要注意,定时器的ET参数为:Elapse time即时间流逝值。
是⼀个32位的time型变量。
只要它⼤于1s时就让它接通。
这样Q0.0上也就产⽣了如上的脉冲信号。
⽤S5定时器会有些不太⼀样:S5定时器⾥BI的值为剩余时间的ms数除以10,所以在⽤⽐较指令的时候,把MW30和200做⽐较,也就是剩余时间为2s时让Q0.0接通。
1、概述S7-200 有两个置PTO/PWM 发生器,用以建立高速脉冲串(PTO)或脉宽调节(PWM)信号波形。
当组态一个输出为PTO 操作时,生成一个50%占空比脉冲串用于步进电机或伺服电机的速度和位置的开环控制。
置PTO功能提供了脉冲串输出,脉冲周期和数量可由用户控制。
但应用程序必须通过PLC内置I/O 提供方向和限位控制。
为了简化用户应用程序中位控功能的使用,STEP7--Micro/WIN 提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM,PTO或位控模块的组态。
向导可以生成位置指令,用户可以用这些指令在其应用程序中为速度和位置提供动态控制。
2、开环位控用于步进电机或伺服电机的基本信息借助位控向导组态PTO 输出时,需要用户提供一些基本信息,逐项介绍如下:⑴最大速度(MAX_SPEED)和启动/停止速度(SS_SPEED)图1是这2 个概念的示意图。
MAX_SPEED是允许的操作速度的最大值,它应在电机力矩能力的范围。
驱动负载所需的力矩由摩擦力、惯性以及加速/减速时间决定。
图1 最大速度和启动/停止速度示意SS_SPEED:该数值应满足电机在低速时驱动负载的能力,如果SS_SPEED的数值过低,电机和负载在运动的开始和结束时可能会摇摆或颤动。
如果SS_SPEED的数值过高,电机会在启动时丢失脉冲,并且负载在试图停止时会使电机超速。
通常,SS_SPEED 值是MAX_SPEED 值的5%至15%。
⑵加速和减速时间加速时间ACCEL_TIME:电机从SS_SPEED速度加速到MAX_SPEED速度所需的时间。
减速时间DECEL_TIME:电机从MAX_SPEED速度减速到SS_SPEED速度所需要的时间。
图2 加速和减速时间加速时间和减速时间的缺省设置都是1000毫秒。
通常电机可在小于1000 毫秒的时间工作。
参见图2。
这2个值设定时要以毫秒为单位。
注意:电机的加速和失速时间要过测试来确定。
PLC脉冲输出功能5.5.4S7-200 PLC的脉冲输出功能1、概述S7-200有两个PTO/PWM发⽣器,⽤以建⽴⾼速脉冲串(PTO)或脉宽调节(PWM)信号波形。
⼀个发⽣器指定给数字输出点Q0.0,另⼀个发⽣器指定给数字输出点Q0.1。
其中,PTO提供⽅波(50%占空⽐)输出,脉冲周期和数量可由⽤户控制。
每个PTO/PWM发⽣器有⼀个控制字节(8位),⼀个周期值和脉宽值(不带符号的16位值)和⼀个脉冲计值(不带符号的32位值)。
这些值全部存储在特殊内存(SM)区域的指定位置。
⼀旦设置这些特殊内存位的位置,选择所需的操作后,执⾏脉冲输出指令PLS即启动操作。
该指令会从特殊存储器SM中读取数据,使程序按照其存储值控制PTO/PWM发⽣器通过修改SM区域中(包括控制字节)要求的位置,就可以更改PTO或PWM 的信号波形特征,然后执⾏PLS指令。
PTO/PWM控制寄存器包括状态位控制寄存器、控制位控制寄存器及其其他PTO/PWM寄存器。
⽤于Q0.0的这三种寄存器如表5-1,表5-2和表5-3所⽰。
表5-1 Q0.0的状态位控制寄存器表5-2 Q0.0的控制位控制寄存器表5-3 Q0.0的其他PTO/PWM寄存器2、PTO的操作模式PTO可提供单脉冲串或多脉冲串(使⽤脉冲轮廓)。
⑴PTO脉冲串的单段管线在单段管线模式,需要为下⼀个脉冲串更新特殊寄存器。
⼀旦启动了起始PTO 段,就必须按照第⼆个波形的要求改变特殊寄存器,并再次执⾏PLS指令。
第⼆个脉冲串的属性在管线中⼀直保持到第⼀个脉冲串发送完成。
在管线中⼀次只能存储⼀段脉冲串的属性。
当第⼀个脉冲串发送完成时,接着输出第⼆个波形,此时管线可以⽤于下⼀个新的脉冲串。
重复这个过程可以再次设定下⼀个脉冲串的特性。
⑵PTO脉冲串的多段管线在多段管线模式,CPU⾃动从V存储器区的包络表(轮廓表)中读出每个脉冲串的特性。
在该模式下,仅使⽤特殊存储器区的控制字节和状态字节。
19高速脉冲输出指令一高速脉冲输出功能是指在可编程序控制器的某些输出端产生高速脉冲,用来驱动负载实现精确控制。
这在运动控制中具有广泛应用。
使用高速脉冲输出功能时,PLC主机应选用晶体管输出型,以满足高速输出的频率要求。
一、高速脉冲有关概念1. 高速脉冲输出的方式高速脉冲输出有高速脉冲串输出PTO和宽度可调脉冲输出PWM两种方式。
PTO可以输出一串脉冲(占空比50%),用户可以控制脉冲的周期和个数,如图5-13(a)所示,PWM可以输出一串占空比可调的脉冲,用户可以控制脉冲的周期和脉宽,如图5-13(b)所示。
2. 高速脉冲输出端子的确定每种PLC主机最多可提供2个高速脉冲输出端。
高速脉冲的输出端不是任意选择的,必须按系统指定的输出点Q0.0和Q0.1来选择,也可以是以上两种方式的任意组合。
高速脉冲输出点包括在一般数字量输出映像寄存器编号范围内。
同一个输出点只能用做一种功能,如果Q0.0和Q0.1在程序执行时用做高速脉冲输出,则只能被高速脉冲输出使用,其通用功能被自动禁止,任何输出刷新、输出强制、立即输出等指令都无效。
只有高速脉冲输出不用的输出点才可能做普通数字量输出点使用。
在Q0.0和Q0.1编程时用做高速脉冲输出,但未执行脉冲输出指令时,可以用普通位操作指令设置这两个输出位,以控制高速脉冲的起始和终止电位。
二、高速脉冲指令及特殊寄存器高速脉冲输出有两种输出形式:高速脉冲序列(或称高速脉冲串)输出PTO(Pulse train Output)和脉冲宽度调制输出PWM(Pulse Width modulation),可通过特殊继电器来定义输出形式,输出形式可以是PTO/PWM的任意组合。
1. LADSTL作用PLS Q0.X检测各个相关特殊继电器的状态,激活由控制位定义的脉冲操作,从Q0.0或Q0.1输出高速脉冲。
高速脉冲串输出PTO 和宽度可调脉冲输出PWM 都由PLS 指令激活输出。
2. 特殊标志寄存器每个高速脉冲发生器对应一定数量的特殊寄存器,这些寄存器包括控制字节寄存器、状态字节寄存器和参数数值寄存器。