SIEMENS西门子东营代理商

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逻辑设计方法是以逻辑组合或逻辑时序的方法和形式来设计PLC程序，可分为组合逻辑设计法和时序逻辑设计法两种。这种设计方法既具有严密可循的规律件、明确可行的设计步骤，又具有简便、直观和十分规范的特点。下面将以通风系统运行状态监控为例，介绍组合逻辑设计法的典型应用。

  (1)通风系统运行状态的监控要求

  在一个通风系统中，现有4台电动机驱动4台风机运转。为了保证工作人员的安全，一股要求至少3台电动机同时运行。因此用绿、黄、红三色柱状指示灯来对电动机的运动状态进行监控指示。当3台及3台以上电动机同时运行时，绿灯亮，表示系统通风良好；当两台电动机同时运行时黄灯亮，表示通风状况不佳，需要改善；当少于两台电动机运行时红灯亮起并闪烁，发出警告表示通风太差，需马上排除故障或进行人员疏散。

  (2)风机运行状态监控的PLC实际接线图

  该系统PLC的实际接线图如图5-11所示。图中I0.0、I0.1、I0.2、I0.3分别表示4台电动机运行状态检测传感器，当电动机运行时有信号输入，停止时无信号输入。

  (3)风机运行状态监控的梯形图和语句表程序按照组合逻辑设计法设计的风机运行状态监控的梯形图和语句表程序如图5-12所示。

  (4)设计说明

  用A、B、C、D来分别表示4台风机的运行状态。分别用F1、F2、F3表示红灯、绿灯和黄灯。3盏灯的状态与系统的3种工作状态一一对应，下面分别针对这3种工作状态建立逻辑表达式。

  ①红灯闪烁 用"0"表示风机停止和指示灯"灭"，用“1”表示风机运行和指示灯“亮”(红灯的闪烁也用“亮”这种状态表示)。这种情况下的工作状态表如表5-10所示。

  由状态表可得F1的逻辑函数为：

  F1=ABCD ABCD ABCD ABCD 化简后得：Fl=AB(CD CD) CD(A B)根据该逻辑函数画出其梯形图如图5-13所示。

  绿灯亮 列出其工作状态表如表5-11所示。

  由状态表可得F2的逻辑函数为：

  F2=ABCD ABCD ABCD ABCD 化简后得：F2=AB(C D) CD(A B)根据该逻辑函数画出其梯形图如图5-14所示。

  ③黄灯亮 列其工作状态表如表5-12所示。

  由状态表可得F3的逻辑函数为：

  F3=ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD

  化简后得：F3=(AB AB)(CD CD) ABCD ABCD 根据该逻辑函数画出其梯形图如图5-15所示。

  Zui后将红、绿、黄灯的控制梯形图合并，转换成S7PLC控制程序，如图5-12所示。在红灯控制程序中常开触点SM0.5是特殊存储器标志位，用来发生秒脉冲，以实现红灯闪烁。

西门子PLC中PTO操作

PTO功能生成脉冲数目的方波(占空比为50%)脉冲列。周期的单位可选用us或ms.周期的范围为50-65 535或2-65 535ms。如果设定的周期为奇数，不能占空比为50%。脉冲计数范围为1-4294 967 295。

  如果周期小于两个时间单位，周期被默认为两个时间单位。如果的脉冲数为0，则脉冲数默认为1。

  状态字节(SM66，7或SM76.7)中的PTO空闲位用来指示可编程脉冲列输出结束。可以在脉冲列结束时启动中断程序。如果使用多段操作，将在包络表(Profile Table)完成时调用中断程序(请参看下面的多段流水线)。

  PTO功能允许脉冲列排队。当激活的脉冲列输出完成时，立即开始新脉冲列的输出，这样可以输出脉冲列的连续性。

  有两种流水线(Pipelining)方式:单段流水线和多段流水线。

  1.单段流水线

  在单段流水线中，需要为下一脉冲列更新SM。启动了初始PTO段后，按照第二段波形的要求立即修改SM，并再次执行PLS指令。流水线中每次只能存储一段脉冲列的参数，段脉冲列发送完成后，接着输出第二段脉冲列;重复上述过程，输人新的脉冲列参数。除了下面的情况外，脉冲列之间可以平稳地过渡。

  (1) 改变了时间基准。

  (2)利用PLS指令捕提到新的脉冲列设置之前，活脉冲列已经完成。

  当流水线已满时，如果试图装人脉冲列参数，状态寄存器中的PTO溢出位(SM66.6或SM76.6)被置1。可编程序控制器进人RUN模式时，该位被初始化为0，如果检测到溢出，手工清除该位。

  2.多段流水线

  在多段流水线中，CPU从V存储器中的包络表自动读取各脉冲列段的特性。该模式下仪使用特殊存储器区的控制字节和状态字节。选择多段操作时在SMW168成SMW178中装人包络表的V存储区的偏移地址。周期基准可选用us或ms，包络表中的所有周期使用同一时间基准，在包络表运行过程中不能改变它。多段操作可用PLS指令启动，各段输人的长度为8字节，由16位周期值、16位周期增量值和32位脉冲数值组成。

  包络表如表6-30所示，多段PTO的另一特点是能以的脉冲数白动增加或减少周期，在周期增量区输人一个正值将增加周期，输人一个负值将减小周期，输人为0时周期不变。

  如果的周期增量值使得在输出一定数量的脉冲后导致非法的周期值，会产生一个算术溢出错误，同时终止PTO功能，输出改为由映像寄存器控制。另外，状态字节中的增量计算错误位(SM66.4或SM76.4)被设管为1。

  将状态字节中的用户中止位(SM665或SM76.5)置为1，就可以中止正在运行的PT0包络。运行PTO包络时，SMB166或SMB176中提供当前激活的包络的段数。

表6-30多段PTO操作的包络表格式

  3. 包络表中数据的计算

  PTO发生器的多段流水线功能在许多应用中，特别是在步进动电动机控制中非常有用。图6-43中给出了步进动电动机加速起动、恒速运行和减速过程，下面用此例说明如何生成包络表中的数据。本例中假设3段的脉冲总数为4 000，起动和结束时的脉冲频率为2kHz，大脉冲频率为10kHz，由于包络表中的值是用周期而不是用顺率表示的，需要将给定频率值转换成周期值。起始和结束时的周期为500us，高频率的周期为100us。第1段要求在200个脉冲左右频率要上升到10kHz，减速部分应在400个脉冲内完成。

图6-43步进电机的频率曲线

  本例中可用一个简单的公式来计算PTO发生器调整脉冲周期的增量值:

  周期增量=(ECT-ICT)/Q

  式中的ECT、ICT和Q分别是该段结束时的周期、该段开始时的周期和脉冲数。利用此公式计算出的加速部分(1段)的周期增量为-2s/周期，减速部分(3段)的周期增量为1s/周期。因为第2段是输出波形的恒速部分，该段的周期增量值为0。

  假设包络表放在从VB500开始的V存储器区中，表6-31给出了产生要求的波形的数据。表中的数据可以在程序中用指令送人V存储器区，另一种方法是在数据块中定义包络表中的值。本节结束时举例介绍了使用多段PTO操作的程序。

表6-31多段PTO的包络表

 段内后一个脉冲的周期不在包络表中直接给出，计算出来。如果需要两段之间的平滑转换，段后一个脉冲的周期应等于下一段的初始周期。前者的计算公式为:

  在段的后一个脉冲的周期=1CT (DELx(Q-1))

  式中的ICT.DEL和Q分别是该段的初始周期、该段的周期增量和该段的脉冲数。

  由于周期增量是以us或ms为单位的整数，每个脉冲都需要修改周期，实际的情况要复杂得多。周期增量的计算可能需要迭代的方法和对给定段的结束周期或脉冲数作一定的调整。

  可利用下式计算完成给定包络段的时问:TE中 7.

  包络段的持续时间=Q(ICT (DEL/2)(Q-1))

  式中Q、ICT和DEL的意义与前述的相同。

可编程控制器(PLC)具有如下特点

        (1) PLC是一种于工业顺序控制的微机系统。

(2) PLC是专为在恶劣的工业环境下使用而设计的，所以具有很强的抗干扰能力。

(3) 结构紧凑、体积小，很容易装入机床内部或电气箱内，便于实现动作复杂的控制逻辑和数控机床的机电一体化。

(4) 采用梯形图编程方式。

(5) PLC可与编程器、个人计算机等连接，可以很方便地实现程序的显示、编辑、诊断、存储和传送等操作。

PLC的产品很多，型号规格也不统一，可以从结构、原理、规模等方面分类。从数控机床应用的角度分，可编程控制器可分为两类：一类是CNC的生产厂家将数控装置(CNC)和PLC综合起来而设计的“内装型”(Build—inType)PLC；另一类是的PLC生产厂家的产品，它们的输入／输出信号接口技术规范、输入／输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能均能满足数控机床的控制要求，称为“立型”(Sand—alone Type)PLC。