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PLC編程算法:懂開關量、模擬量、脈沖量!

文章出處:未知 瀏覽次數:發表時間:2018-07-09

PLC編程算法(1)——概述

PLC中無非就是三大量:開關量、模擬量、脈沖量。只在搞清楚三者之間的關系,你就能熟練的掌握PLC了。

開關量也稱邏輯量,指僅有兩個取值,0或1、ON或OFF。它是最常用的控制,對它進行控制是PLC的優勢,也是PLC最基本的應用。

開關量控制的目的是,根據開關量的當前輸入組合與歷史的輸入順序,使PLC產生相應的開關量輸出,以使系統能按一定的順序工作。所以,有時也稱其為順序控制。

而順序控制又分為手動、半自動或自動。而采用的控制原則有分散、集中與混合控制三種。
二、模擬量是指一些連續變化的物理量,如電壓、電流、壓力、速度、流量等。

PLC是由繼電控制引入微處理技術后發展而來的,可方便及可靠地用于開關量控制。由于模擬量可轉換成數字量,數字量只是多位的開關量,故經轉換后的模擬量,PLC也完全可以可靠的進行處理控制。

由于連續的生產過程常有模擬量,所以模擬量控制有時也稱過程控制。

模擬量多是非電量,而PLC只能處理數字量、電量。所有要實現它們之間的轉換要有傳感器,把模擬量轉換成數電量。如果這一電量不是標準的,還要經過變送器,把非標準的電量變成標準的電信號,如4—20mA、1—5V、0—10V等等。

同時還要有模擬量輸入單元(A/D),把這些標準的電信號變換成數字信號;模擬量輸出單元(D/A),以把PLC處理后的數字量變換成模擬量——標準的電信號。

所以標準電信號、數字量之間的轉換就要用到各種運算。這就需要搞清楚模擬量單元的分辨率以及標準的電信號。例如:

PLC模擬單元的分辨率是1/32767,對應的標準電量是0—10V,所要檢測的是溫度值0—100℃。那么0—32767對應0—100℃的溫度值。然后計算出1℃所對應的數字量是327.67。如果想把溫度值精確到0.1℃,把327.67/10即可。

模擬量控制包括:反饋控制、前饋控制、比例控制、模糊控制等。這些都是PLC內部數字量的計算過程。

三、脈沖量是其取值總是不斷的在0(低電平)和1(高電平)之間交替變化的數字量。每秒鐘脈沖交替變化的次數稱為頻率。

PLC脈沖量的控制目的主要是位置控制、運動控制、軌跡控制等。例如:脈沖數在角度控制中的應用。步進電機驅動器的細分是每圈10000,要求步進電機旋轉90度。那么所要動作的脈沖數值=10000/(360/90)=2500。

PLC編程算法(2)——模擬量的計算

  1. -10—10V。-10V—10V的電壓時,在6000分辨率時被轉換為F448—0BB8Hex(-3000—3000);12000分辨率時被轉換為E890—1770Hex(-6000—6000)。

  2. 0—10V。0—10V的電壓時,在12000分辨率時被轉換為0—1770Hex(0—6000);12000分辨率時被轉換為0—2EE0Hex(0—12000)。

  3. 0—20mA。0—20mA的電流時,在6000分辨率時被轉換為0—1770Hex(0—6000);12000分辨率時被轉換為0—2EE0Hex(0—12000)。

  4. 4—20mA。4—20mA的電流時,在6000分辨率時被轉換為0—1770Hex(0—6000);12000分辨率時被轉換為0—2EE0Hex(0—12000)。

以上僅做簡單的介紹,不同的PLC有不同的分辨率,并且您所測量物理量實現的量程不一樣。計算結果可能有一定的差異。

注:模擬輸入的配線的要求

  1. 使用屏蔽雙絞線,但不連接屏蔽層。
    當一個輸入不使用的時候,將V IN 和COM端子短接。

  2. 模擬信號線與電源線隔離 (AC 電源線,高壓線等)。

  3. 當電源線上有干擾時,在輸入部分和電源單元之間安裝一個慮波器。

  4. 確認正確的接線后,首先給CPU單元上電,然后再給負載上電。

  5. 斷電時先切斷負載的電源,然后再切斷CPU的電源。

PLC編程算法(3)——脈沖量的計算

脈沖量的控制多用于步進電機、伺服電機的角度控制、距離控制、位置控制等。以下是以步進電機為例來說明各控制方式。

一、步進電機的角度控制

首先要明確步進電機的細分數,然后確定步進電機轉一圈所需要的總脈沖數。計算“角度百分比=設定角度/360°(即一圈)”“角度動作脈沖數=一圈總脈沖數*角度百分比。”

公式為:角度動作脈沖數=一圈總脈沖數*(設定角度/360°)。

二、步進電機的距離控制

首先明確步進電機轉一圈所需要的總脈沖數。然后確定步進電機滾輪直徑,計算滾輪周長。計算每一脈沖運行距離。最后計算設定距離所要運行的脈沖數。

公式為:設定距離脈沖數=設定距離/[(滾輪直徑*3.14)/一圈總脈沖數]

三、步進電機的位置控制就是角度控制與距離控制的綜合

以上只是簡單的分析步進電機的控制方式,可能與實際有出入,僅供各位同仁參考。

伺服電機的動作與步進電機的一樣,但要考慮伺服電機的內部電子齒輪比與伺服電機的減速比。

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