《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于可編程控制器多諧振蕩器的設(shè)計(jì)與分析
摘要: 本文以日本三菱公司型號(hào)為FX2-24MR的可編程控制器為例進(jìn)行程序設(shè)計(jì),,并仿真驗(yàn)證,,設(shè)計(jì)了一款用可編程控制器構(gòu)成的多諧振蕩器,。與普通振蕩器相比,,本設(shè)計(jì)有以下幾方面優(yōu)勢(shì):a.構(gòu)成簡(jiǎn)單,,具有通用性,。改變程序和接線又可作其它用途,;b.程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單,,易于理解和掌握,;c.通過(guò)軟件改變參數(shù)就可很方便地獲得想要的頻率和占空比。
Abstract:
Key words :
  可編程控制器在我國(guó)的應(yīng)用已有二十幾年的歷史,,隨著目前生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高,,以及各種系統(tǒng)的需要,可編程控制器以其外部電路簡(jiǎn)單,、模塊化結(jié)構(gòu),、可靠性高,尤其可以通過(guò)方便地編制和修改軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)順序控制的功能等特點(diǎn),,在各行各業(yè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,。在各類數(shù)字和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,都離不開(kāi)多諧振蕩器,雖然市場(chǎng)上有許許多多種多諧振蕩器,,但功能卻各不相同,。本文以日本三菱公司型號(hào)為FX2-24MR的可編程控制器為例進(jìn)行程序設(shè)計(jì),并仿真驗(yàn)證,,設(shè)計(jì)了一款用可編程控制器構(gòu)成的多諧振蕩器,。與普通振蕩器相比,本設(shè)計(jì)有以下幾方面優(yōu)勢(shì):a.構(gòu)成簡(jiǎn)單,,具有通用性,。改變程序和接線又可作其它用途;b.程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單,,易于理解和掌握,;c.通過(guò)軟件改變參數(shù)就可很方便地獲得想要的頻率和占空比

  1 設(shè)計(jì)

  首先我們以一個(gè)具體工作任務(wù)為目標(biāo),,看看整個(gè)多諧振蕩器的設(shè)計(jì)全過(guò)程,。該具體工作任務(wù)為設(shè)計(jì)一個(gè)頻率為f=0.4Hz,占空比q=40%的多諧振蕩器,。

  我們采用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC來(lái)實(shí)施這一工作任務(wù),。

  (1)通過(guò)工作任務(wù)計(jì)算波形的周期T以及波形的高電平持續(xù)時(shí)間t1、低電平持續(xù)時(shí)間t2,。周期按計(jì)算公式T=1/f=1/0.4=2.5s完成,,t1和t2按占空比公式q=t1/(t1t2)和t1t2=T完成。將T=2.5s和q=40%代入到以上兩個(gè)公式中,,求解這個(gè)二元一次方程組,,得到t1=1s,t2= 1.5s,。

  現(xiàn)在我們的工作任務(wù)變?yōu)橐@得一個(gè)方波,,它的高電平持續(xù)時(shí)間為1s,低電平持續(xù)時(shí)間為1.5S,。即波形如圖1所示,。

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  (2)采用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC時(shí),起始狀態(tài)元件選擇S0,,中間狀態(tài)元件選擇S20,。高電平持續(xù)時(shí)間繼電器采用T0,低電平持續(xù)時(shí)間繼電器采用T1,,它們的時(shí)間參數(shù)根據(jù)規(guī)則分別設(shè)置為K10和K15,。據(jù)此我們可以畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC,如圖2所示,。

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  將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC變?yōu)榭梢詫?shí)施的梯形圖軟件后,,我們就可以將它寫(xiě)入到計(jì)算機(jī)里面去了,。由圖2的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖得到的梯形圖軟件如圖3所示。

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  2 I/O分配表

  根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào),,分配可編程控制器的輸入與輸出點(diǎn),,見(jiàn)表1。

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  3 可編程控制器多諧振蕩器實(shí)施的接線圖

  可編程控制器多諧振蕩器的實(shí)施最終要反映到三菱 FX2-24MR型可編程控制器的輸入/輸出接線上,,圖4為可編程控制器多諧振蕩器實(shí)施的接線圖,。SB1為啟動(dòng)按鈕,SB2為停止按鈕,,24V直流電源為可編程控制器外加的直流電源,。

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  4 運(yùn)行觀察

  根據(jù)所設(shè)計(jì)的可編程控制器多諧振蕩器梯形圖,采用型號(hào)為FX2-24MR的可編程控制器,,把可編程控制器方式開(kāi)關(guān)置于運(yùn)行“SHOP”檔,,通過(guò)計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)線把程序?qū)懭氲娇删幊炭刂破髦校侔芽删幊炭刂破鞣绞介_(kāi)關(guān)置于運(yùn)行“RUN”檔,,合上X0,,我們會(huì)看到與Y0聯(lián)接的指示燈亮1s后熄滅,緊接著與Y1連接的指示燈亮1.5s后再熄滅,,以后交替循環(huán)進(jìn)行,,按X1可結(jié)束工作任務(wù),從而達(dá)到工作任務(wù)所設(shè)計(jì)的要求,。實(shí)際運(yùn)用時(shí),,將指示燈更換成負(fù)載就可以正常工作了,Y0輸出頻率為f,、占空比為q的方波,,Y1輸出頻率為f、占空比為(1-q)的方波,。

  5 擴(kuò)展小結(jié)

  當(dāng)我們需要任意頻率f,、任意占空比q的方波,我們只需改變圖2和圖3軟件中的時(shí)間繼電器T0,、T1的參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn),。方法如下:

  將f和q代入公式

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  計(jì)算出t1=q/f,t2=(1-q)/f,。T0時(shí)間繼電器中的參數(shù)K就選擇計(jì)算出來(lái)的t1×10,T1時(shí)間繼電器中的參數(shù)K就選擇計(jì)算出來(lái)的t2×10,,修改好這二個(gè)參數(shù)后再按前面所敘述的方法將程序?qū)懭氲娇删幊炭刂破髦羞\(yùn)行,,我們所要求的結(jié)果就可以實(shí)現(xiàn)了。



 

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