西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能

1、第9章 工藝功能第9章 工藝功能9.1模擬量處理及PID功能典型的PLC模擬量單閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖所示。9.1模擬量處理及PID功能典型的PLC模擬量單閉環(huán)控制系統(tǒng)模擬量輸入輸出示意圖傳感器變送器A/D模擬量輸入模塊CPU執(zhí)行器D / A模擬量輸出模塊IWxxx:PQWxxx:P模擬量輸入輸出示意圖傳感器變送器A/D模擬量輸入模塊執(zhí)行器模擬量模塊的屬性對話框模擬量模塊的屬性對話框 SM1234模塊屬性對話框的“模擬輸入”項(xiàng) SM1234模塊屬性對話框的“模擬輸入”項(xiàng)模擬量的表達(dá)方式和測量值的分辨率模擬量的表達(dá)方式和測量值的分辨率不同的電壓、電流、電阻或溫度輸入信號對應(yīng)的數(shù)值關(guān)系不同的電壓、電流、

2、電阻或溫度輸入信號對應(yīng)的數(shù)值關(guān)系PID控制器功能結(jié)構(gòu)示意圖PID控制器功能結(jié)構(gòu)示意圖西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能PID基本參數(shù)組態(tài)PID基本參數(shù)組態(tài)過程值標(biāo)定過程值標(biāo)定高級參數(shù)組態(tài)高級參數(shù)組態(tài)PID參數(shù)組態(tài)PID參數(shù)組態(tài)調(diào)試面板調(diào)試面板PID應(yīng)用舉例:假設(shè)有一加熱系統(tǒng)，加熱源采用脈沖控制的燈泡。干擾源采用電位計(jì)控制的小風(fēng)扇，使用傳感器測量系統(tǒng)的溫度，燈泡亮?xí)r會使燈泡附近的溫度傳感器溫度升高，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可給傳感器周圍降溫，設(shè)定值為010V的電壓信號送入PLC，溫度傳感器作為反饋接入到PLC中，干擾源給定直接輸出至風(fēng)扇。PID應(yīng)用舉例:假設(shè)有一加熱系統(tǒng)，加熱源采用

3、脈沖控制的燈泡。西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能9.2 高速計(jì)數(shù)器 生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常會遇到需要檢測高頻脈沖的場合，例如檢測步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動距離，計(jì)算異步電機(jī)轉(zhuǎn)速等，而PLC中的普通計(jì)數(shù)器受限于掃描周期的影響，無法計(jì)量頻率較高的脈沖信號。 S7-1200 CPU提供了最多6個(gè)高速計(jì)數(shù)器，其獨(dú)立于CPU的掃描周期進(jìn)行計(jì)算，可測量的單相脈沖頻率最高為100khz，雙相或A/B相頻率最高為3

4、0khz。高速計(jì)數(shù)器可用于連接增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，通過對硬件組態(tài)和調(diào)用相關(guān)指令塊來使用此功能。9.2 高速計(jì)數(shù)器 生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常會遇到需要檢高速計(jì)數(shù)器硬件輸入定義與工作模式高速計(jì)數(shù)器硬件輸入定義與工作模式高速計(jì)數(shù)器號數(shù)據(jù)類型默認(rèn)地址高速計(jì)數(shù)器號數(shù)據(jù)類型默認(rèn)地址HSC1DINTID1000HSC4DINTID1012HSC2DINTID1004HSC5DINTID1016HSC3DINTID1008HSC6DINTID1020高速計(jì)數(shù)器尋址高速計(jì)數(shù)器號數(shù)據(jù)類型默認(rèn)地址高速計(jì)數(shù)器號數(shù)據(jù)類型默認(rèn)地址HS S7-1200在高速計(jì)數(shù)器中提供了中斷功能，用以在某些特定條件下觸發(fā)程序，共有3種中斷條件：1、

5、當(dāng)前值等于預(yù)置值。2、私用外部信號復(fù)位。3、帶有外部方向控制時(shí)，計(jì)數(shù)方向發(fā)生改變。 S7-1200在高速計(jì)數(shù)器中提供了中斷功能，用以在某西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用步驟主要包括：在CPU的屬性對話框中激活高速計(jì)數(shù)器并設(shè)置相關(guān)參數(shù)。添加硬件中斷塊，關(guān)聯(lián)相對應(yīng)的高速計(jì)數(shù)器所產(chǎn)生的預(yù)置值中斷。在中斷塊中添加高速計(jì)數(shù)器指令塊，編寫修改預(yù)置值程序，設(shè)置復(fù)位計(jì)數(shù)器等參數(shù)。將程序下載，執(zhí)行功能。高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用步驟主要包括： 假設(shè)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械上有單相增量編碼器作為反饋，接入到S7-1200 CPU。要求在計(jì)數(shù)25個(gè)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位，置位M0.5，并設(shè)定新預(yù)設(shè)

6、值為50個(gè)脈沖。當(dāng)計(jì)滿50個(gè)脈沖后復(fù)位M0.5，并將預(yù)置值再設(shè)為25，周而復(fù)始執(zhí)行此功能。 針對此應(yīng)用，選擇CPU 1214C，高速計(jì)數(shù)器為HSC1，模式為單相計(jì)數(shù)，內(nèi)部方向控制，無外部復(fù)位。據(jù)此，脈沖輸入應(yīng)接入I0.0，使用HSC1的預(yù)置值中斷（CV=RV）功能實(shí)現(xiàn)此應(yīng)用。 假設(shè)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械上有單相增量編碼器作為反饋，接入西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC

7、編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能9.3 運(yùn)動控制 S7-1200在運(yùn)動控制中使用了軸的概念，通過對軸的組態(tài)，包括硬件接口、位置定義、動態(tài)特性、機(jī)械特性等，與相關(guān)的指令塊（符合PLCopen規(guī)范）組合使用，可實(shí)現(xiàn)絕對位置、相對位置、點(diǎn)動、轉(zhuǎn)速控制及自動尋找參考點(diǎn)的功能。9.3 運(yùn)動控制 S7-1200在運(yùn)動控制中使用S7-1200運(yùn)動控制示意圖S7-1200運(yùn)動控制示意圖運(yùn)動控制功能原理示意圖運(yùn)動控制功能原理示意圖S7-1200 運(yùn)動控制功能的實(shí)現(xiàn)包含以下4部分：（1）相關(guān)執(zhí)行設(shè)備。（2）CPU硬件輸出。（3）定義工藝對象“軸”。（4）程序中的控制指令塊。S7-1200 運(yùn)動控制功能的實(shí)現(xiàn)包含

8、以下4部分：西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能應(yīng)用舉例:假設(shè)有一個(gè)伺服電機(jī)帶

9、動一滑塊在軌道上左右滑行，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分鐘，旋轉(zhuǎn)編碼器一圈為1000個(gè)脈沖，電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈滑塊運(yùn)行10mm，左限位開關(guān)輸入點(diǎn)I0.1，右限位開關(guān)為輸入點(diǎn)I0.2，參考點(diǎn)輸入為I0.0。系統(tǒng)示意圖如圖所示。要求從參考點(diǎn)位置，向左極限方向運(yùn)動30mm。左極限開關(guān)滑塊外部參考點(diǎn)右極限開關(guān)01020304050-50-40-30-20-10應(yīng)用舉例:假設(shè)有一個(gè)伺服電機(jī)帶動一滑塊在軌道上左右滑行，伺服西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7

10、-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能西門子S7-1200-PLC編程與應(yīng)用第2版課件09-工藝功能9.4 PWM PWM是一種周期固定，脈寬可調(diào)節(jié)的脈

11、沖輸出。PWM功能雖然使用的是數(shù)字量輸出，但其在很多方面類似于模擬量，比如它可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、閥門的位置等。S7-1200 CPU提供了兩個(gè)輸出通道用于高速脈沖輸出分別可組態(tài)為PTO或PWM：PTO的功能只能由運(yùn)動控制指令來實(shí)現(xiàn)，PWM功能使用CTRL_PWM指令塊實(shí)現(xiàn)，當(dāng)一個(gè)通道被組態(tài)為PWM時(shí)，將不能使用PTO功能。反之亦然。9.4 PWM PWM是一種周期固定，脈寬可調(diào)節(jié) 脈沖寬度可表示為脈沖周期的百分之幾、千分之幾、萬分之幾、或S7 analog(模擬量)形式，脈寬的范圍可從0（無脈沖，數(shù)字量輸出為0）到全脈沖周期（無脈沖，數(shù)字量輸出為1）。 脈沖寬度可表示為脈沖周期的百分之幾、千分之幾、脈沖功能默認(rèn)輸出點(diǎn)脈沖功能默認(rèn)輸出點(diǎn)PWM的屬性設(shè)置PWM的屬性設(shè)置應(yīng)用舉例：使用模擬量控制數(shù)字量輸出，當(dāng)模擬量發(fā)生變換時(shí)，CPU輸出的脈沖寬度隨之改變，但周期