機電控制技術(2-1)

項目2、高速脈沖檢測與控制系統(tǒng)的設計子項目一、飲料罐裝機控制系統(tǒng)中的設計、模擬調(diào)試項目任務要求：本例為12頭旋轉式飲料罐裝機的控制系統(tǒng)，用輸出脈沖信號的流量計作為定容積計量元件，實際容量等于設定容量時，停止罐裝。具體要求如下：

系統(tǒng)啟動后，電動機驅動傳送設備將飲料瓶傳送到位后，將導流管插入瓶中，檢測元件對其位置檢測后，罐裝電磁閥打開，開始罐裝，流量計開始計量，計量到設定容量后，罐裝電磁閥關閉，同時氣閥關閉，插撥管機構退出，12瓶飲料同時全部罐裝結束。

如果利用PLC實現(xiàn)旋轉式飲料罐裝機的控制，應如何實現(xiàn)？2023/1/15機電控制技術2023/1/15機電控制技術項目任務要求：1、飲料定容罐裝時，流量表的計數(shù)器計數(shù)頻率通常大于2000HZ，這就要使用PLC的高速脈沖輸入功能。2、不同流量表的當量不等（一般為幾毫升），該當量值需要設定。3、電磁閥斷電切斷罐裝閥門時，還會有一定的余量流過流量表，造成罐裝誤差，該余量也需要正確測定（一般為幾十毫升），并進行設定。4、以上信息要求能通過組態(tài)畫面進行設定。2023/1/15機電控制技術控制任務分析：不是本次設計范圍高速計數(shù)器和普通計數(shù)器的區(qū)別計數(shù)器類型脈沖頻率

是否受掃描周期影響高速計數(shù)器幾KHz--幾十KHz計數(shù)和動作采用中斷方式進行；與CPU掃描周期無關。普通計數(shù)器不能超過幾十Hz準確計數(shù)，計數(shù)兩個脈沖的時間間隔必須要大于程序的掃描時間S7-200系列PLC有尋址方式2023/1/15機電控制技術1、基本數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型無符號數(shù)據(jù)范圍有符號數(shù)據(jù)表示范圍進制十進制十六進制十進制十六進制布爾型（1位）0，1字節(jié)型B（8位）0~2550~FF-128~127（只用于SHRB指令）80~7F字型W（16位）0~655350~FFFF雙字型DW（32位）0~232-10~FFFFFFFF整型I（16位）-32768~+32767-8000~7FFFF雙字整型DI（32位）-80000000~7FFFFFFF實數(shù)型Ｒ（32位）ANSI/IEEE（正數(shù)）+1.175495E-38~+3.40283E+38754—1985標準（負數(shù)）-1.175495E-38~-3.40283E+38S7-200系列PLC尋址方式2023/1/15機電控制技術2、常數(shù)的表示方法進制書寫格式舉例十進制十進制數(shù)值256，222十六進制16#十六制16#45EF二進制2#二進制2#10110001111ASCII碼“ASCII碼”文本“TEXT”實數(shù)ANSI/IEEE754—1985標準（正數(shù)）+1.175495E-38~+3.40283E+38（負數(shù)）-1.175495E-38~-3.40283E+38S7-200系列PLC有尋址方式2023/1/15機電控制技術3、編址方式編址方式數(shù)據(jù)長度書寫方式位編址1位I0.0Q0.0M0.0字節(jié)編址8位IB0QB0MB0VB0字編址16位VW0MW0雙字編址32位VD0MD0不同長度數(shù)據(jù)的比較2023/1/15機電控制技術直接尋址1間接尋址24、PLC的尋址方式S7-200系列PLC有尋址方式立即尋址31、首先創(chuàng)建地址指針2、利用指針存取數(shù)據(jù)傳送指令2023/1/15機電控制技術字節(jié)傳送(MOV_B)字傳送(MOV_W)雙字傳送(MOV_D)實數(shù)傳送指令(MOV_R)字節(jié)、字、雙字或者實數(shù)傳送功能：在不改變原值的情況下將IN中的值傳送到OUT。應用實例：2023/1/15機電控制技術多臺電動機的同時啟?？刂茢?shù)據(jù)運算指令加法指令：2023/1/15機電控制技術加法指令類型數(shù)據(jù)類型指令格式功能輸入輸出整數(shù)加法INTINTIN1+IN2=OUT雙整數(shù)加法DINTDINT實數(shù)加法REALREAL數(shù)據(jù)運算指令減法指令：2023/1/15機電控制技術減法指令類型數(shù)據(jù)類型指令格式功能輸入輸出整數(shù)減法INTINTIN1-IN2=OUT雙整數(shù)減法DINTDINT實數(shù)減法REALREAL數(shù)據(jù)運算指令乘法指令：2023/1/15機電控制技術乘法指令類型數(shù)據(jù)類型指令格式功能輸入輸出整數(shù)相乘INTINTIN1*IN2=OUT雙整數(shù)相乘DINTDINT實數(shù)相乘REALREAL整數(shù)相乘得雙整數(shù)INTDINT數(shù)據(jù)運算指令除法指令：2023/1/15機電控制技術除法指令類型數(shù)據(jù)類型指令格式功能輸入輸出整數(shù)相除INTINTIN1/IN2=OUT雙整數(shù)相除DINTDINT實數(shù)相除REALREAL整數(shù)相除得商/余數(shù)INT低16位商高16位余數(shù)應用實例：2023/1/15機電控制技術應用實例：2023/1/15機電控制技術應用實例：2023/1/15機電控制技術應用實例：2023/1/15機電控制技術數(shù)據(jù)轉換指令2023/1/15機電控制技術ROUND四舍五入指令（取整指令）四舍五入取整指令(ROUND)將實數(shù)值IN轉換成雙整數(shù)值，并且存入OUT指定的變量中。如果小數(shù)部分大于等于0.5，則數(shù)字向上取整。取整指令(TRUNC)將一個實數(shù)值IN轉換成一個雙整數(shù)，并且存入OUT指定的變量中。只有實數(shù)的整數(shù)部分被轉換，小數(shù)部分舍去。數(shù)據(jù)運算與轉換指令的應用2023/1/15機電控制技術要求：用模擬電位器設定定時時間

在I0.0的上升沿，用CPU主機上的模擬電位器1來設置定時器T37的定時時間，設置的范圍為2.5~11S,I0.1為ON時T37開始定時，設計程序。S7-200PLC的模擬電位器CPU型號模擬電位器標號數(shù)值范圍數(shù)據(jù)存儲字節(jié)CPU221CPU222模擬電位00~255SMB28CPU224CPU226模擬電位00~255SMB28模擬電位10~255SMB29數(shù)據(jù)運算與轉換指令的應用2023/1/15機電控制技術定時器定時時間與模擬電位器數(shù)據(jù)對應關系

由要求可知電位器數(shù)值0~255對應的定時時間為2.5~11S則對應關系如下：

計算公式：定時器設定值程序示例中斷處理指令1、中斷源2023/1/15機電控制技術通信中斷1I/O中斷2定時中斷32、中斷優(yōu)先級中斷處理指令3、中斷指令：2023/1/15機電控制技術指令類型指令格式功能開中斷全局性允許所有中斷事件關中斷全局性禁止所有中斷事件中斷連接將中斷事件（EVNT）與中斷程序號碼（INT）相連接，并啟用中斷事件。中斷分離取消某中斷事件（EVNT）與所有中斷程序之間的連接，并禁用該中斷事件。中斷處理指令4、中斷程序的概念2023/1/15機電控制技術中斷程序是為處理中斷事件而事先編好的程序。中斷程序不是由程序調(diào)用，而是在中斷事件發(fā)生時由操作系統(tǒng)調(diào)用。

在中斷程序中不能改寫其他程序使用的存儲器，最好使用局部變量。中斷程序應實現(xiàn)特定的任務，應“越短越好”，中斷程序由中斷程序號開始，以無條件返回指令（CRETI）結束。

在中斷程序中禁止使用DISI、ENI、HDEF、LSCR和END指令。中斷處理指令4、中斷程序的應用實例2023/1/15機電控制技術編程完成采樣工作，要求每10ms采樣一次。

分析：完成每10ms采樣一次，需用定時中斷，查表可知，定時中斷0的中斷事件號為10。因此在主程序中將采樣周期（10ms）即定時中斷的時間間隔寫入定時中斷0的特殊存儲器SMB34，并將中斷事件10和INT-0連接，全局開中斷。在中斷程序0中，將模擬量輸入信號讀入，程序如圖所示。中斷程序示例主程序中斷程序2023/1/15機電控制技術高速計數(shù)器功能高速計數(shù)器的種類1高速計數(shù)器的輸入點2高速計數(shù)器的工作模式3（一）高速計數(shù)器的工作模式PLC型號HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5CPU221CPU222有無無有有有CPU224CPU224XPCPU226有有有有有有

HSC模式功能及說明占用的輸入端子及其功能HSC0I0.0I0.1I0.2×HSC4I0.3I0.4I0.5×HSC1I.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1×××HSC5I0.4×××高速計數(shù)器工作模式2023/1/15機電控制技術模式描述輸入點作用0單路脈沖輸入的內(nèi)部方向控制加/減計數(shù)。控制字SM37.3=0，減計數(shù)；SM37.3=1，加計數(shù)。脈沖輸入端×××1×復位端×2×復位端起動3單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計數(shù)。方向控制端=0，減計數(shù)；方向控制端=1，加計數(shù)。脈沖輸入端方向控制端××4復位端×5復位端起動6兩路脈沖輸入的單相加/減計數(shù)。加計數(shù)有脈沖輸入，加計數(shù)；減計數(shù)端脈沖輸入，減計數(shù)。加計數(shù)脈沖輸入端減計數(shù)脈沖輸入端××7復位端×8復位端起動9兩路脈沖輸入的雙相正交計數(shù)。A相脈沖超前B相脈沖，加計數(shù)；A相脈沖滯后B相脈沖，減計數(shù)。A相脈沖輸入端B相脈沖輸入端××10復位端×11復位端起動2023/1/15機電控制技術高速計數(shù)器功能高速計數(shù)器指令1高速計數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)2高速計數(shù)的控制字節(jié)3（二）高速計數(shù)器指令格式及功能高速計數(shù)器的新當前值和新預設值4高速計數(shù)器指令格式2023/1/15機電控制技術LAD功能說明高速計數(shù)器定義指令DEF高速計數(shù)器指令HSC操作數(shù)HSC：高速計數(shù)器的編號，為常量（0～5）數(shù)據(jù)類型：字節(jié)MODE工作模式，為常量（0～11）數(shù)據(jù)類型：字節(jié)N：高速計數(shù)器的編號，為常量（0～5）數(shù)據(jù)類型：字ENO=0的出錯條件SM4.3（運行時間），0003（輸入點沖突），0004（中斷中的非法指令），000A（HSC重復定義）SM4.3（運行時間），0001（HSC在HDEF之前），0005（HSC/PLS同時操作）高速計數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)2023/1/15機電控制技術HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5描述SM36.0SM46.0SM56.0SM136.0SM46.0SM156.0不用SM36.1SM46.1SM56.1SM136.1SM46.1SM156.1不用SM36.2SM46.2SM36.2SM136.2SM46.2SM156.2不用SM36.3SM46.3SM56.3SM136.3SM46.3SM156.3不用SM36.4SM46.4SM56.4SM136.4SM46.4SM156.4不用SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5當前計數(shù)方向狀態(tài)位：0=減計數(shù);1=增計數(shù)SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.6當前值等于預設值狀態(tài)位：0=不等；

1=相等SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.7當前值大于預設值狀態(tài)位：0=小于等于；1=大于高速計數(shù)器的控制字節(jié)2023/1/15機電控制技術HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明SM37.0SM47.0SM57.0

SM147.0

復位有效電平控制：0=復位信號高電平有效；1=低電平有效

SM47.1SM57.1

起動有效電平控制：0=起動信號高電平有效；1=低電平有效SM37.2.SM47.2SM57.2

SM147.2

正交計數(shù)器計數(shù)速率選擇：0=4×計數(shù)速率；1=1×計數(shù)速率SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.3計數(shù)方向控制位：0=減計數(shù)1=加計數(shù)SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4向HSC寫入計數(shù)方向：0=無更新1=更新計數(shù)方向SM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5向HSC寫入新預置值：0=無更新1=更新預置值SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6向HSC寫入新當前值：0=無更新1=更新當前值SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7HSC允許：0=禁用HSC1=啟用HSC高速計數(shù)器的新當前值和新預設值2023/1/15機電控制技術要裝入的值HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5新當前值(新CV)SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158新預設值(新PV)SMD42SMD52SMD62SMD142SMD152SMD1622023/1/15機電控制技術高速計數(shù)器功能選擇高速計數(shù)器1設置控制字節(jié)2執(zhí)行HDEF指令3（三）使用高速計數(shù)器及選擇工作模式的步驟設定初始值和預設值4設置中斷事件并全局開中斷5執(zhí)行HSC指令6定義HSC1的工作模式為模式11（兩路脈沖輸入的雙相正交計數(shù)，具有復位和起動輸入功能），設置SMB47=16#F8（允許計數(shù)，更新新當前值，更新新預置值，更新計數(shù)方向為加計數(shù)，若為正交計數(shù)設為4×，復位和起動設置為高電平有效）。

HSC1的當前值SMD48清零，預置值SMD52=50，當前值=預設值，產(chǎn)生中斷（中斷事件13），中斷事件13連接中斷程序INT-0。2023/1/15機電控制技術高速計數(shù)器的初始化處理過程舉例主程序1初始化子程序2中斷程序3某產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線應用高速計數(shù)器對產(chǎn)品進行累計，每檢測到1000個產(chǎn)品時，自動啟動包裝機進行包裝，包裝機的動作用接在Q0.0上的指示燈進行模擬，I0.2接通時，Q0.0指示燈滅，設計控制程序。1、任務分析根據(jù)要求，選擇HSC0，確定工作模式為3（計數(shù)方向為外部信號控制，不要復位信號輸入），采用當前值等于預置值的中斷事件，中斷號為12。采用CPU224作為主機。2023/1/15機電控制技術高速計數(shù)器的應用實例主程序1初始化子程序2中斷程序3項目任務要求：本例為12頭旋轉式飲料罐裝機的控制系統(tǒng)，用輸出脈沖信號的流量計作為定空積計量元件，實際容量等于設定容量時，停止罐裝。具體要求如下：

系統(tǒng)啟動后，電動機驅動傳送設備將飲料瓶傳送到位后，將導流管插入瓶中，檢測元件對其位置檢測后，罐裝電磁閥打開，開始罐裝，流量計開始計量，計量到設定容量后，罐裝電磁閥關閉，同時氣閥關閉，插撥管機構退出，12瓶飲料同時全部罐裝結束。

如果利用PLC實現(xiàn)旋轉式飲料罐裝機的控制，應如何實現(xiàn)？2023/1/15機電控制技術項目任務分析：：1、飲料定容罐裝時，流量表的計數(shù)頻率通常大于2000HZ，這就要使用PLC的高速脈沖輸入功能。2、不同流量表的當量不等（一般為幾毫升），該當量值需要設定。3、電磁閥斷電切斷罐裝閥門時，還會有一定的余量流過流量表，造成罐裝誤差，該余量也需要正確測定（一般為幾十毫升），并進行設定。4、以上信息要求能通過組態(tài)畫面進行設定。2023/1/15機電控制技術飲料罐裝機控制系統(tǒng)中的設計2