機(jī)電控制技術(shù)(2-1)

項(xiàng)目2、高速脈沖檢測與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)子項(xiàng)目一、飲料罐裝機(jī)控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)、模擬調(diào)試項(xiàng)目任務(wù)要求：本例為12頭旋轉(zhuǎn)式飲料罐裝機(jī)的控制系統(tǒng)，用輸出脈沖信號(hào)的流量計(jì)作為定容積計(jì)量元件，實(shí)際容量等于設(shè)定容量時(shí)，停止罐裝。具體要求如下：

系統(tǒng)啟動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送設(shè)備將飲料瓶傳送到位后，將導(dǎo)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(jì)開始計(jì)量，計(jì)量到設(shè)定容量后，罐裝電磁閥關(guān)閉，同時(shí)氣閥關(guān)閉，插撥管機(jī)構(gòu)退出，12瓶飲料同時(shí)全部罐裝結(jié)束。

如果利用PLC實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式飲料罐裝機(jī)的控制，應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)？2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)項(xiàng)目任務(wù)要求：1、飲料定容罐裝時(shí)，流量表的計(jì)數(shù)器計(jì)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(dāng)量不等（一般為幾毫升），該當(dāng)量值需要設(shè)定。3、電磁閥斷電切斷罐裝閥門時(shí)，還會(huì)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(jìn)行設(shè)定。4、以上信息要求能通過組態(tài)畫面進(jìn)行設(shè)定。2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)控制任務(wù)分析：不是本次設(shè)計(jì)范圍高速計(jì)數(shù)器和普通計(jì)數(shù)器的區(qū)別計(jì)數(shù)器類型脈沖頻率

是否受掃描周期影響高速計(jì)數(shù)器幾KHz--幾十KHz計(jì)數(shù)和動(dòng)作采用中斷方式進(jìn)行；與CPU掃描周期無關(guān)。普通計(jì)數(shù)器不能超過幾十Hz準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔必須要大于程序的掃描時(shí)間S7-200系列PLC有尋址方式2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)1、基本數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型無符號(hào)數(shù)據(jù)范圍有符號(hào)數(shù)據(jù)表示范圍進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)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(shí)數(shù)型Ｒ（32位）ANSI/IEEE（正數(shù)）+1.175495E-38~+3.40283E+38754—1985標(biāo)準(zhǔn)（負(fù)數(shù)）-1.175495E-38~-3.40283E+38S7-200系列PLC尋址方式2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)2、常數(shù)的表示方法進(jìn)制書寫格式舉例十進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)值256，222十六進(jìn)制16#十六制16#45EF二進(jìn)制2#二進(jìn)制2#10110001111ASCII碼“ASCII碼”文本“TEXT”實(shí)數(shù)ANSI/IEEE754—1985標(biāo)準(zhǔn)（正數(shù)）+1.175495E-38~+3.40283E+38（負(fù)數(shù)）-1.175495E-38~-3.40283E+38S7-200系列PLC有尋址方式2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)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(jī)電控制技術(shù)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(jī)電控制技術(shù)字節(jié)傳送(MOV_B)字傳送(MOV_W)雙字傳送(MOV_D)實(shí)數(shù)傳送指令(MOV_R)字節(jié)、字、雙字或者實(shí)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(yīng)用實(shí)例：2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同時(shí)啟?？刂茢?shù)據(jù)運(yùn)算指令加法指令：2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)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(shí)數(shù)加法REALREAL數(shù)據(jù)運(yùn)算指令減法指令：2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)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(shí)數(shù)減法REALREAL數(shù)據(jù)運(yùn)算指令乘法指令：2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)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(shí)數(shù)相乘REALREAL整數(shù)相乘得雙整數(shù)INTDINT數(shù)據(jù)運(yùn)算指令除法指令：2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)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(shí)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(yīng)用實(shí)例：2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)例：2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)例：2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)例：2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)ROUND四舍五入指令（取整指令）四舍五入取整指令(ROUND)將實(shí)數(shù)值IN轉(zhuǎn)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(gè)實(shí)數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成一個(gè)雙整數(shù)，并且存入OUT指定的變量中。只有實(shí)數(shù)的整數(shù)部分被轉(zhuǎn)換，小數(shù)部分舍去。數(shù)據(jù)運(yùn)算與轉(zhuǎn)換指令的應(yīng)用2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)要求：用模擬電位器設(shè)定定時(shí)時(shí)間

在I0.0的上升沿，用CPU主機(jī)上的模擬電位器1來設(shè)置定時(shí)器T37的定時(shí)時(shí)間，設(shè)置的范圍為2.5~11S,I0.1為ON時(shí)T37開始定時(shí)，設(shè)計(jì)程序。S7-200PLC的模擬電位器CPU型號(hào)模擬電位器標(biāo)號(hào)數(shù)值范圍數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(yùn)算與轉(zhuǎn)換指令的應(yīng)用2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)定時(shí)器定時(shí)時(shí)間與模擬電位器數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系

由要求可知電位器數(shù)值0~255對應(yīng)的定時(shí)時(shí)間為2.5~11S則對應(yīng)關(guān)系如下：

計(jì)算公式：定時(shí)器設(shè)定值程序示例中斷處理指令1、中斷源2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)通信中斷1I/O中斷2定時(shí)中斷32、中斷優(yōu)先級中斷處理指令3、中斷指令：2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)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(guān)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(hào)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(jī)電控制技術(shù)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(shí)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(chǔ)器，最好使用局部變量。中斷程序應(yīng)實(shí)現(xiàn)特定的任務(wù)，應(yīng)“越短越好”，中斷程序由中斷程序號(hào)開始，以無條件返回指令（CRETI）結(jié)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(yīng)用實(shí)例2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)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(shí)中斷，查表可知，定時(shí)中斷0的中斷事件號(hào)為10。因此在主程序中將采樣周期（10ms）即定時(shí)中斷的時(shí)間間隔寫入定時(shí)中斷0的特殊存儲(chǔ)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(hào)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(jī)電控制技術(shù)高速計(jì)數(shù)器功能高速計(jì)數(shù)器的種類1高速計(jì)數(shù)器的輸入點(diǎn)2高速計(jì)數(shù)器的工作模式3（一）高速計(jì)數(shù)器的工作模式PLC型號(hào)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(jì)數(shù)器工作模式2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)模式描述輸入點(diǎn)作用0單路脈沖輸入的內(nèi)部方向控制加/減計(jì)數(shù)?？刂谱諷M37.3=0，減計(jì)數(shù)；SM37.3=1，加計(jì)數(shù)。脈沖輸入端×××1×復(fù)位端×2×復(fù)位端起動(dòng)3單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計(jì)數(shù)。方向控制端=0，減計(jì)數(shù)；方向控制端=1，加計(jì)數(shù)。脈沖輸入端方向控制端××4復(fù)位端×5復(fù)位端起動(dòng)6兩路脈沖輸入的單相加/減計(jì)數(shù)。加計(jì)數(shù)有脈沖輸入，加計(jì)數(shù)；減計(jì)數(shù)端脈沖輸入，減計(jì)數(shù)。加計(jì)數(shù)脈沖輸入端減計(jì)數(shù)脈沖輸入端××7復(fù)位端×8復(fù)位端起動(dòng)9兩路脈沖輸入的雙相正交計(jì)數(shù)。A相脈沖超前B相脈沖，加計(jì)數(shù)；A相脈沖滯后B相脈沖，減計(jì)數(shù)。A相脈沖輸入端B相脈沖輸入端××10復(fù)位端×11復(fù)位端起動(dòng)2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)高速計(jì)數(shù)器功能高速計(jì)數(shù)器指令1高速計(jì)數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)2高速計(jì)數(shù)的控制字節(jié)3（二）高速計(jì)數(shù)器指令格式及功能高速計(jì)數(shù)器的新當(dāng)前值和新預(yù)設(shè)值4高速計(jì)數(shù)器指令格式2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)LAD功能說明高速計(jì)數(shù)器定義指令DEF高速計(jì)數(shù)器指令HSC操作數(shù)HSC：高速計(jì)數(shù)器的編號(hào)，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(jì)數(shù)器的編號(hào)，為常量（0～5）數(shù)據(jù)類型：字ENO=0的出錯(cuò)條件SM4.3（運(yùn)行時(shí)間），0003（輸入點(diǎn)沖突），0004（中斷中的非法指令），000A（HSC重復(fù)定義）SM4.3（運(yùn)行時(shí)間），0001（HSC在HDEF之前），0005（HSC/PLS同時(shí)操作）高速計(jì)數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)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(dāng)前計(jì)數(shù)方向狀態(tài)位：0=減計(jì)數(shù);1=增計(jì)數(shù)SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.6當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值狀態(tài)位：0=不等；

1=相等SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.7當(dāng)前值大于預(yù)設(shè)值狀態(tài)位：0=小于等于；1=大于高速計(jì)數(shù)器的控制字節(jié)2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明SM37.0SM47.0SM57.0

SM147.0

復(fù)位有效電平控制：0=復(fù)位信號(hào)高電平有效；1=低電平有效

SM47.1SM57.1

起動(dòng)有效電平控制：0=起動(dòng)信號(hào)高電平有效；1=低電平有效SM37.2.SM47.2SM57.2

SM147.2

正交計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)速率選擇：0=4×計(jì)數(shù)速率；1=1×計(jì)數(shù)速率SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.3計(jì)數(shù)方向控制位：0=減計(jì)數(shù)1=加計(jì)數(shù)SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4向HSC寫入計(jì)數(shù)方向：0=無更新1=更新計(jì)數(shù)方向SM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5向HSC寫入新預(yù)置值：0=無更新1=更新預(yù)置值SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6向HSC寫入新當(dāng)前值：0=無更新1=更新當(dāng)前值SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7HSC允許：0=禁用HSC1=啟用HSC高速計(jì)數(shù)器的新當(dāng)前值和新預(yù)設(shè)值2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)要裝入的值HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5新當(dāng)前值(新CV)SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158新預(yù)設(shè)值(新PV)SMD42SMD52SMD62SMD142SMD152SMD1622023/1/15機(jī)電控制技術(shù)高速計(jì)數(shù)器功能選擇高速計(jì)數(shù)器1設(shè)置控制字節(jié)2執(zhí)行HDEF指令3（三）使用高速計(jì)數(shù)器及選擇工作模式的步驟設(shè)定初始值和預(yù)設(shè)值4設(shè)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(jì)數(shù)，具有復(fù)位和起動(dòng)輸入功能），設(shè)置SMB47=16#F8（允許計(jì)數(shù)，更新新當(dāng)前值，更新新預(yù)置值，更新計(jì)數(shù)方向?yàn)榧佑?jì)數(shù)，若為正交計(jì)數(shù)設(shè)為4×，復(fù)位和起動(dòng)設(shè)置為高電平有效）。

HSC1的當(dāng)前值SMD48清零，預(yù)置值SMD52=50，當(dāng)前值=預(yù)設(shè)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(jī)電控制技術(shù)高速計(jì)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(yīng)用高速計(jì)數(shù)器對產(chǎn)品進(jìn)行累計(jì)，每檢測到1000個(gè)產(chǎn)品時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)包裝機(jī)進(jìn)行包裝，包裝機(jī)的動(dòng)作用接在Q0.0上的指示燈進(jìn)行模擬，I0.2接通時(shí)，Q0.0指示燈滅，設(shè)計(jì)控制程序。1、任務(wù)分析根據(jù)要求，選擇HSC0，確定工作模式為3（計(jì)數(shù)方向?yàn)橥獠啃盘?hào)控制，不要復(fù)位信號(hào)輸入），采用當(dāng)前值等于預(yù)置值的中斷事件，中斷號(hào)為12。采用CPU224作為主機(jī)。2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例主程序1初始化子程序2中斷程序3項(xiàng)目任務(wù)要求：本例為12頭旋轉(zhuǎn)式飲料罐裝機(jī)的控制系統(tǒng)，用輸出脈沖信號(hào)的流量計(jì)作為定空積計(jì)量元件，實(shí)際容量等于設(shè)定容量時(shí)，停止罐裝。具體要求如下：

系統(tǒng)啟動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送設(shè)備將飲料瓶傳送到位后，將導(dǎo)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(jì)開始計(jì)量，計(jì)量到設(shè)定容量后，罐裝電磁閥關(guān)閉，同時(shí)氣閥關(guān)閉，插撥管機(jī)構(gòu)退出，12瓶飲料同時(shí)全部罐裝結(jié)束。

如果利用PLC實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式飲料罐裝機(jī)的控制，應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)？2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)項(xiàng)目任務(wù)分析：：1、飲料定容罐裝時(shí)，流量表的計(jì)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(dāng)量不等（一般為幾毫升），該當(dāng)量值需要設(shè)定。3、電磁閥斷電切斷罐裝閥門時(shí)，還會(huì)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(jìn)行設(shè)定。4、以上信息要求能通過組態(tài)畫面進(jìn)行設(shè)定。2023/1/15機(jī)電控制技術(shù)飲料罐裝機(jī)控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)2