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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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S7-200PLC(CPU224XP)的模擬量輸入/出接口研究

S7-200PLC(CPU224XP)的模擬量輸入/出接口研究

2011/3/22 19:44:00

S7-200PLC(CPU224XP)的模擬量輸入/出接口研究

一、設(shè)計(jì)方案

通過(guò)對(duì)輸入10V直流電壓模擬量的處理,來(lái)達(dá)到:

1)調(diào)節(jié)電位器使八段數(shù)碼管顯示09這十個(gè)數(shù)字(即,把這10V直流電壓分成10個(gè)等級(jí));

2)調(diào)節(jié)電位器輸出電壓實(shí)現(xiàn)四相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的10檔正反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié);

3)調(diào)節(jié)電位器實(shí)現(xiàn)plc輸出模擬量對(duì)發(fā)光二極管的亮度調(diào)節(jié)。

二、簡(jiǎn)要說(shuō)明

   1)本實(shí)驗(yàn)利用如下器材完成模擬量輸入輸出及各種數(shù)據(jù)形式之間的轉(zhuǎn)換和數(shù)碼管顯示應(yīng)用等目的

1)             直流10v電源及4.7K電位器

2)            CPU模塊上的模擬量輸入輸出模塊

3)            八段數(shù)碼管

4)            發(fā)光二極管

   2)要求當(dāng)調(diào)節(jié)電位器獲得0~10V間連續(xù)變化的電壓信號(hào)時(shí),若輸出電壓為0~1V則數(shù)碼管顯示“0;若輸出電壓為1~2V則數(shù)碼管顯示“1;依次類(lèi)推,數(shù)碼管顯示0~9之間數(shù)據(jù),且步進(jìn)電動(dòng)機(jī)同時(shí)實(shí)現(xiàn)1~10檔轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)不同程度的亮度調(diào)節(jié)。

三、硬件電路圖

   1I/O地址分配

      

        I0.0     四相步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)

        I0.1     四相步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)

        I0.2     停止

        Q0.0    八段數(shù)碼管A    

        Q0.1    八段數(shù)碼管B

Q0.2    八段數(shù)碼管C

        Q0.3    八段數(shù)碼管D

        Q0.4    八段數(shù)碼管E

        Q0.5    八段數(shù)碼管F

       Q0.6    八段數(shù)碼管G

        Q0.7    八段數(shù)碼管DP

        Q1.0    四相步進(jìn)電機(jī)A

        Q1.1    四相步進(jìn)電機(jī)B

        Q1.2    四相步進(jìn)電機(jī)C

        Q1.3    四相步進(jìn)電機(jī)D

         A+ 、A-      PLC模擬量輸入端

        A+          接直流10V電源正端

        A-          接直流10V電源負(fù)端

       V0 、M0      PLC模擬量輸出端

       V0          發(fā)光二極管的+24V輸入端

       M0          發(fā)光二極管的輸出端

     

 

 

(2) 電路接線圖

               見(jiàn)附頁(yè)1

 

 

 

 

四、程序清單

根據(jù)以上電路圖編寫(xiě)程序

見(jiàn)附頁(yè)2


 

 


 

五、系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程

1)由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上PLC的輸出接口有限,在系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中,八段數(shù)碼管和步進(jìn)電機(jī)不能同時(shí)進(jìn)行,因此需要在程序中加兩條指令:

 當(dāng)I0.7為低電平時(shí),程序跳過(guò)數(shù)碼管段程序,去執(zhí)行步進(jìn)電機(jī)段程序;當(dāng)I0.7為高電平時(shí),程序執(zhí)行數(shù)碼管段程序,跳過(guò)步進(jìn)電機(jī)段程序;這樣來(lái)為后續(xù)程序段的調(diào)試提供更多輸出接口。

(2) 由于發(fā)光二極管的發(fā)光范圍有一定的限制,當(dāng)數(shù)碼管顯示0、12時(shí),PLC輸出的模擬電壓不能是其導(dǎo)通,因此發(fā)光二極管不發(fā)光;而當(dāng)數(shù)碼管顯示5時(shí),發(fā)光二極管已經(jīng)達(dá)到最大亮度之后亮度就不隨數(shù)碼管顯示數(shù)字的改變而改變,因此須在PLC程序中對(duì)其進(jìn)行設(shè)置。比如,當(dāng)數(shù)碼管顯示1時(shí)給二極管輔一個(gè)較大的值使其發(fā)光而后當(dāng)數(shù)碼管沒(méi)改變兩個(gè)數(shù)字的時(shí)候讓二極管的亮度發(fā)生一次變化等。

3)在系統(tǒng)的分步調(diào)試過(guò)程中,每調(diào)試完一步需對(duì)PLC的各輸入輸出端口清零,防止其影響后續(xù)程序的調(diào)試。如,需在數(shù)碼管顯示程序后加一條復(fù)位指令

當(dāng)數(shù)碼管顯示程序的調(diào)試完成后對(duì)PLC輸出端口復(fù)位,否則將會(huì)影響步進(jìn)電機(jī)的程序調(diào)試。

4)本程序步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速用原理的是改變定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間即變頻調(diào)速。由于受試驗(yàn)臺(tái)上所使用的步進(jìn)電機(jī)的限制,在其調(diào)速過(guò)程中定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間不能太長(zhǎng)也不能太短,一般定時(shí)時(shí)間T33定時(shí)在1580之間為宜。因此在步進(jìn)電機(jī)的速度檔位設(shè)置時(shí),也要設(shè)置變量的值在1580之間變化。

5)在系統(tǒng)的硬件接線中應(yīng)特別注意步進(jìn)電機(jī)的接法,其+12V為電源輸出,而非輸入;應(yīng)該接在Q1.0 、Q1.1 Q1.2、 Q1.3的公共端2L上。

6)二極管的模擬量控制中,模擬輸出端口V0應(yīng)接在二極管的+24V輸入端,而M0應(yīng)接在二極管的接線端Q0.0。

六、心得體會(huì)

通過(guò)本次試驗(yàn)的編程、接線和調(diào)試

1)            掌握了PLC模擬量輸入/輸出的基本用法和接線方法;

2)            進(jìn)一步明白了步進(jìn)電機(jī)的工作過(guò)程和控制方法以及它的外圍接線方法;

3)            第一次實(shí)際運(yùn)用了跳轉(zhuǎn)指令、移位指令、比較指令及斷碼指令等

4)            第一次把數(shù)碼管顯示、發(fā)光二極管亮度調(diào)節(jié)及步進(jìn)電機(jī)的檔位調(diào)節(jié)等這么多小系統(tǒng)結(jié)合運(yùn)用一個(gè)系統(tǒng)中

5)            整個(gè)過(guò)程中把PLC的各種指令又復(fù)習(xí)了一遍

6)            感覺(jué)自己對(duì)PLC的認(rèn)識(shí)又進(jìn)了一步

 

 

 

 

 

 

附錄   參考文獻(xiàn)

       現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)

 

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