三菱FX PLC學(xué)習(xí)之脈沖輸出指令

吳翠萍發(fā)布于2021-01-13 17:50 16 2 標(biāo)簽：三菱FX PLC,PLC指令,三菱PLC

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相信大家對脈沖都有所耳聞，那么，脈沖是什么?

說到脈沖，我們很容易就聯(lián)想到人的脈搏。心跳有快有慢，例如看到心動的美人，心跳可能飆升到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。

能產(chǎn)生脈沖信號的器件或設(shè)備有很多，而PLC更是個(gè)中翹楚，它可以產(chǎn)生不同頻率、不同周期、甚至不同脈寬的脈沖信號。而這些信號的輸出離不開脈沖輸出指令的驅(qū)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！

一、脈沖輸出波形

如下圖22-1所示為脈沖輸出信號的波形及相關(guān)變量。脈沖輸出是一個(gè)連續(xù)的周期性信號，其中t為每個(gè)脈沖導(dǎo)通時(shí)間，即脈沖寬度;T為脈沖周期;頻率f為周期的倒數(shù)，含義是每秒產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)，所以1/T中的分子1其實(shí)是指1秒鐘，而1/T就是指1秒含有多少個(gè)周期；占空比是指脈寬占周期的比例。

圖22-1

PLC的高速脈沖輸出信號按脈寬分有兩種，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(diào)的脈沖串。

顯然，D=50%的脈沖信號，其ON導(dǎo)通時(shí)間(t)與OFF關(guān)閉時(shí)間相等，而脈寬可調(diào)，其實(shí)就是所謂的PWM。本文所講述的脈沖輸出指的是第一種。

另外，脈沖輸出信號還有一個(gè)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(guān)，如下圖22-2所示。

圖22-2

PLC的脈沖輸出一般用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，在FX 2N中，其高速脈沖輸出口規(guī)定只能為Y0、Y1，這些高速脈沖的輸出由指令控制，然后直接控制驅(qū)動器，進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)行，如下圖所示，最終實(shí)現(xiàn)位置的控制。

另外，想要實(shí)現(xiàn)高速脈沖輸出，就必須得選擇晶體管型輸出的PLC型號。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(guān)指令的驅(qū)動條件斷開，其脈沖的輸出也會立即停止，直到驅(qū)動條件再次接通。

其實(shí)，PLC的脈沖輸出與電機(jī)的定位控制還有其他方式，在這里我也就不展開講解啦，大家感興趣的自行搜索相關(guān)資料或直接觀看課程視頻喲。

了解了脈沖輸出信號后，我們接下來繼續(xù)看脈沖輸出指令。

二、脈沖輸出指令PLSY

幾個(gè)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(jù)脈沖數(shù)進(jìn)行選擇。這里要注意的是，該指令沒有脈沖執(zhí)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(shù)有3個(gè)，源址S1、S2分別為輸出脈沖頻率或其存儲地址、輸出脈沖個(gè)數(shù)或其存儲地址。終址D為指定的脈沖輸出口，只能為Y0或Y1。當(dāng)驅(qū)動條件成立時(shí)，執(zhí)行PLSY指令，PLC從輸出口D輸出一個(gè)頻率為S1、個(gè)數(shù)為S2，占空比為50%的高速脈沖。

例如圖22-3中的例子，當(dāng)X0接通，PLC的Y0輸出口輸出頻率為1000Hz、個(gè)數(shù)存儲在寄存器D0中的脈沖波。

PLSY指令比較簡單，三有一點(diǎn)值得注意的是，若脈沖個(gè)數(shù)為K0，不是指輸出脈沖個(gè)數(shù)為0(S2=0)，而是指脈沖的連續(xù)輸出，即驅(qū)動條件接通，脈沖就一直輸出，不計(jì)個(gè)數(shù)，直到驅(qū)動條件斷開，如執(zhí)行指令PLSY K1000 K0 Y1。

在PLC 2N中，脈沖頻率和個(gè)數(shù)都是有相關(guān)規(guī)定的，PLSY指令所能指定的脈沖頻率為2～20000Hz，脈沖個(gè)數(shù)用于16位時(shí)為1～32767，用于32位時(shí)為1～2147483647。

三、帶加減速的脈沖輸出指令PLSR

PLSR指令和PLSY指令的最大區(qū)別在于是否帶加減速，所謂“加減速”，其實(shí)就是頻率的加減，因?yàn)轭l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(gè)數(shù)就越多，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)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(shù)有4個(gè)，比PLSY多出一個(gè)S3，為加減速時(shí)間，單位是ms;而S1為脈沖的最高頻率;S2為總的脈沖個(gè)數(shù);D依然是輸出口地址，只能為Y0或Y1。

圖22-4

S1輸出頻率與頻率個(gè)數(shù)的規(guī)定，于PLSR指令而言是10～20000Hz，而且設(shè)定值必須是10的整數(shù)倍，例如500Hz、1000Hz等，而不能是501Hz、1001Hz等。

總輸出脈沖數(shù)用于16位時(shí)為110～32767，用于32位時(shí)為110～2147483647，若(S2)<110，脈沖將不能正常輸出。以圖22-4為例，當(dāng)驅(qū)動條件X10接通時(shí)，PLC將在Y0輸出口輸出最高頻率為500Hz、脈沖總數(shù)為(D0)、加減速時(shí)間為3600ms、占空比為50%的脈沖串。

那么，S1的設(shè)定為什么是10的整數(shù)倍呢?這是因?yàn)樵诩訙p速期間，指令將頻率設(shè)定值分為10個(gè)階梯加減，每個(gè)階梯對應(yīng)頻率增量為1/10×(S1)Hz，所以S1的值為10的整數(shù)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(shí)間和減速時(shí)間是相等的，均是由S3設(shè)定，而S3的設(shè)定并不是隨意的，它也有相關(guān)的規(guī)定，如下圖22-6所示。

圖22-6

既然有了PLSY指令，為什么還要開發(fā)PLSR指令呢?也就是說，為什么要增加“加減速”這個(gè)功能?

這就和步進(jìn)電機(jī)的工作原理有關(guān)了。步進(jìn)電機(jī)是將脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件，若PLC的輸出脈沖很大，直接以該大頻率脈沖驅(qū)動電機(jī)，電機(jī)在起動之初，其轉(zhuǎn)速為0，不能一下子達(dá)到大的轉(zhuǎn)速，從而造成失步現(xiàn)象。

同理，電機(jī)在停轉(zhuǎn)的時(shí)候若速度很快，也不能一下子就停止，很可能會造成過沖現(xiàn)象。所以，增加加減速時(shí)間可以讓電機(jī)避免失步和過沖現(xiàn)象。

四、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(gè)操作數(shù)，源址S為輸出脈沖頻率或其存儲地址，用于16位時(shí)的取值范圍為1～32767Hz和-1～-32767Hz，用于32位時(shí)的取值范圍為1～100000Hz和-1～-100000Hz。D1為脈沖輸出口，仍然是只能為Y0或Y1。D2為旋轉(zhuǎn)方向信號輸出地址，當(dāng)D2=ON時(shí)為正轉(zhuǎn)，D2=OFF時(shí)為反轉(zhuǎn)。

以圖22-7的梯形圖為例，當(dāng)驅(qū)動條件M0接通，PLC將在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(fù)值。

和PLSY、PLSR指令不同，PLSV指令不能設(shè)定脈沖個(gè)數(shù)，所以它不能用于定位。雖然PLSV指令不能用于精確定位，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(jī)控制時(shí)，就可以隨時(shí)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。

這里要注意的一點(diǎn)是，若脈沖頻率S的值為0，脈沖輸出將停止，而且是直接停止，而不是像PLSR那樣有減速時(shí)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(zhí)行會涉及到幾個(gè)特殊輔助繼電器和特殊數(shù)據(jù)寄存器。

五、相關(guān)特殊軟元件

如下圖22-8所示為相關(guān)特殊輔助繼電器列表。

圖22-8

其中M8147、M8148為脈沖輸出監(jiān)控，若Y0或Y1有脈沖輸出，對應(yīng)輔助繼電器將為ON。而M8145、M8146為脈沖輸出停止，如果指令的驅(qū)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(jīng)寫明。