相信大家對脈沖都有所耳聞,那麼,脈沖是什麼?說到脈沖,我們很容易就聯想到人的脈搏。心跳有快有慢,例如看到心動的美人,心跳可能飙升到120。而脈沖,簡單來說,就是類似心電圖上脈搏跳動的電壓或電流波形。
能産生脈沖信号的器件或設備有很多,而PLC更是個中翹楚,它可以産生不同頻率、不同周期、甚至不同脈寬的脈沖信号。而這些信号的輸出離不開脈沖輸出指令的驅動。
在分享脈沖輸出指令之前,我們先來了解一下脈沖輸出的波形吧!
脈沖輸出波形如下圖22-1所示為脈沖輸出信号的波形及相關變量。脈沖輸出是一個連續的周期性信号,其中t為每個脈沖導通時間,即脈沖寬度;T為脈沖周期;頻率f為周期的倒數,含義是每秒産生的脈沖個數,所以1/T中的分子1其實是指1秒鐘,而1/T就是指1秒含有多少個周期;占空比是指脈寬占周期的比例。
圖22-1
PLC的高速脈沖輸出信号按脈寬分有兩種,一種是占空比為50%的固定脈寬的脈沖串,另一種是脈寬可調的脈沖串。顯然,D=50%的脈沖信号,其ON導通時間(t)與OFF關閉時間相等,而脈寬可調,其實就是所謂的PWM。本文所講述的脈沖輸出指的是第一種。
另外,脈沖輸出信号還有一個變量就是平均值,PLC輸出的脈沖是電壓波,其平均值與脈沖高電平、占空比有關,如下圖22-2所示。
圖22-2
PLC的脈沖輸出一般用于控制步進電機或伺服電機的運轉,在FX 2N中,其高速脈沖輸出口規定隻能為Y0、Y1,這些高速脈沖的輸出由指令控制,然後直接控制驅動器,進而控制電機的運行,如下圖所示,最終實現位置的控制。
另外,想要實現高速脈沖輸出,就必須得選擇晶體管型輸出的PLC型号。而且PLC的脈沖輸出是以中斷方式輸出的,不受掃描周期的影響,如相關指令的驅動條件斷開,其脈沖的輸出也會立即停止,直到驅動條件再次接通。
其實,PLC的脈沖輸出與電機的定位控制還有其他方式,在這裡我也就不展開講解啦,大家感興趣的自行搜索相關資料或直接觀看課程視頻喲。
了解了脈沖輸出信号後,我們接下來繼續看脈沖輸出指令。
脈沖輸出指令PLSY幾個脈沖輸出指令中最簡單的就是PLSY,其編程手冊截圖如下圖22-3所示。PLSY指令可用于16位,也可用于32位,具體可根據脈沖數進行選擇。這裡要注意的是,該指令沒有脈沖執行型。
圖22-3
PLSY指令的梯形圖形式亦如圖22-3所示,其操作數有3個,源址S1、S2分别為輸出脈沖頻率或其存儲地址、輸出脈沖個數或其存儲地址。終址D為指定的脈沖輸出口,隻能為Y0或Y1。當驅動條件成立時,執行PLSY指令,PLC從輸出口D輸出一個頻率為S1、個數為S2,占空比為50%的高速脈沖。例如圖22-3中的例子,當X0接通,PLC的Y0輸出口輸出頻率為1000Hz、個數存儲在寄存器D0中的脈沖波。
PLSY指令比較簡單,三有一點值得注意的是,若脈沖個數為K0,不是指輸出脈沖個數為0(S2=0),而是指脈沖的連續輸出,即驅動條件接通,脈沖就一直輸出,不計個數,直到驅動條件斷開,如執行指令PLSY K1000 K0 Y1。
在PLC 2N中,脈沖頻率和個數都是有相關規定的,PLSY指令所能指定的脈沖頻率為2~20000Hz,脈沖個數用于16位時為1~32767,用于32位時為1~2147483647。
帶加減速的脈沖輸出指令PLSRPLSR指令和PLSY指令的最大區别在于是否帶加減速,所謂“加減速”,其實就是頻率的加減,因為頻率代表的就是速度的快慢,頻率越大,脈沖周期就越短,每秒輸出的脈沖個數就越多,控制電機的轉速就越快。
PLSR指令的編程手冊截圖和梯形圖形式如下圖2-4所示。PLSR的操作數有4個,比PLSY多出一個S3,為加減速時間,單位是ms;而S1為脈沖的最高頻率;S2為總的脈沖個數;D依然是輸出口地址,隻能為Y0或Y1。
圖22-4
S1輸出頻率與頻率個數的規定,于PLSR指令而言是10~20000Hz,而且設定值必須是10的整數倍,例如500Hz、1000Hz等,而不能是501Hz、1001Hz等。總輸出脈沖數用于16位時為110~32767,用于32位時為110~2147483647,若(S2)<110,脈沖将不能正常輸出。以圖22-4為例,當驅動條件X10接通時,PLC将在Y0輸出口輸出最高頻率為500Hz、脈沖總數為(D0)、加減速時間為3600ms、占空比為50%的脈沖串。
那麼,S1的設定為什麼是10的整數倍呢?這是因為在加減速期間,指令将頻率設定值分為10個階梯加減,每個階梯對應頻率增量為1/10×(S1)Hz,所以S1的值為10的整數倍才能夠被10整除,如圖22-5所示。
圖22-5
從圖22-5可以看到,加速時間和減速時間是相等的,均是由S3設定,而S3的設定并不是随意的,它也有相關的規定,如下圖22-6所示。
圖22-6
既然有了PLSY指令,為什麼還要開發PLSR指令呢?也就是說,為什麼要增加“加減速”這個功能?這就和步進電機的工作原理有關了。步進電機是将脈沖信号轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件,若PLC的輸出脈沖很大,直接以該大頻率脈沖驅動電機,電機在起動之初,其轉速為0,不能一下子達到大的轉速,從而造成失步現象。同理,電機在停轉的時候若速度很快,也不能一下子就停止,很可能會造成過沖現象。所以,增加加減速時間可以讓電機避免失步和過沖現象。
可變速脈沖輸出指令PLSV
圖22-7
PLSV指令的編程手冊截圖如上圖22-7所示,有3個操作數,源址S為輸出脈沖頻率或其存儲地址,用于16位時的取值範圍為1~32767Hz和-1~-32767Hz,用于32位時的取值範圍為1~100000Hz和-1~-100000Hz。D1為脈沖輸出口,仍然是隻能為Y0或Y1。D2為旋轉方向信号輸出地址,當D2=ON時為正轉,D2=OFF時為反轉。
以圖22-7的梯形圖為例,當驅動條件M0接通,PLC将在Y0輸出口輸出頻率為10000Hz的脈沖串,若Y4=ON,表示輸出頻率為正值,若Y4=OFF,表示輸出頻率為負值。
和PLSY、PLSR指令不同,PLSV指令不能設定脈沖個數,所以它不能用于定位。雖然PLSV指令不能用于精确定位,但它在脈沖輸出的過程中,可以自由改變輸出脈沖的頻率(S),用于電機控制時,就可以随時控制電機的轉速和轉向。
這裡要注意的一點是,若脈沖頻率S的值為0,脈沖輸出将停止,而且是直接停止,而不是像PLSR那樣有減速時間。
PLSY指令、PLSR指令或者是PLSV指令都是脈沖輸出指令,它們的執行會涉及到幾個特殊輔助繼電器和特殊數據寄存器。
相關特殊軟元件如下圖22-8所示為相關特殊輔助繼電器列表。
圖22-8
其中M8147、M8148為脈沖輸出監控,若Y0或Y1有脈沖輸出,對應輔助繼電器将為ON。而M8145、M8146為脈沖輸出停止,如果指令的驅動條件不能斷開,就可以通過M8145、M8146來停止Y0或Y1的脈沖輸出。M8029就不用我多說了,表格已經寫明。
圖22-9
上圖22-9為相關特殊數據寄存器列表。各個數據寄存器的值不會自動更改,所以我們可以用DMOV指令進行清零。
PLSY指令、PLSR指令和PLSV指令的脈沖輸出口都是Y0或Y1,所以,三個指令顯然不可能同時使用,隻能三選二或其中一個指令用兩次,并在Y0和Y1輸出口得到各自獨立的脈沖輸出。
以上就是這次所分享的學習内容了,内容比較多,雖然沒有結合實際應用進行講解,但總的來說還是比較簡單,希望大家都能全部理解喲。
(來源:技成培訓網原創,作者:楊思慧,未經授權不得轉載,違者必究!)
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