S7系列PLC電氣控制設(shè)計與應(yīng)用第5講 S7-200在定長切割中的應(yīng)用

2013-08-18 08:23:14李方園

自動化博覽 2013年4期

關(guān)鍵詞：指令程序

1 前言

在運(yùn)動控制中的大量場合，輸入的都是一些高速脈沖信號，如光電編碼器信號，這時候PLC可以使用高速計數(shù)器功能對這些特定的脈沖量進(jìn)行加減計數(shù)，來最終獲取所需要的工藝數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)速、角度、位移等）。從硬件角度來講，PLC都會內(nèi)置一些端口用于高速脈沖輸入，其結(jié)構(gòu)與普通的數(shù)字量不同。從軟件角度來講，PLC都會采用特殊的高速計數(shù)器指令，來進(jìn)行中斷處理。

2 定長切割的硬件設(shè)計

圖1所示是用于片材或帶材定長切割的應(yīng)用案例。待切材料從左向右隨牽引電機(jī)前行，光電編碼器信號用來測量牽引過的長度，待牽引長度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時，電機(jī)制動且切刀動作，即實現(xiàn)定長切割。

圖1 定長切割

PLC作為定長切割控制的核心，主要對牽引長度進(jìn)行計算和對切刀進(jìn)行控制。根據(jù)工藝流程圖，可以轉(zhuǎn)換為圖2所示的定長切割電氣圖。

圖2 定長切割電氣圖

由圖2可以得出定長切割控制的I/O資源分配（如表1所示）。

表1 I/O資源分配

由于光電編碼器（通常是5～12V）與PLC輸入信號（24V）經(jīng)常不一致，建議使用高速光耦轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

3 定長切割的軟件編程

（1）HSC向?qū)Ь幊?/p>

在S7-200編程環(huán)境中，選擇菜單命令工具（T）> 指令向?qū)SC；或點擊瀏覽條中的指令向?qū)D標(biāo)，然后選擇 HSC；或打開指令樹中的“向?qū)А蔽募A并隨后打開HSC向?qū)А?/p>

☆ 選擇計數(shù)器類型和操作模式

從圖3的列表框（根據(jù) PLC）選擇須配置的計數(shù)器，從列表框選擇操作模式，根據(jù)選擇的計數(shù)器決定它可用的模式。

圖3 選擇計數(shù)器類型和操作模式

☆ 指定初始參數(shù)

如圖4所示的初始化參數(shù)包括：向?qū)樽映绦蛑付ㄒ粋€默認(rèn)名稱，用戶也可以指定一個不同的名稱，但請勿使用現(xiàn)有子程序名稱；為計數(shù)器 CV 和 PV 指定一個雙字地址、全局符號或整數(shù)常數(shù)；指定初始計數(shù)方向。

☆ 程序中斷事件／編程多步操作

計數(shù)器類型和操作模式選擇決定可用的中斷事件。當(dāng)用戶選擇對當(dāng)前數(shù)值等于預(yù)置值事件（CV = PV）進(jìn)行編程時，向?qū)г试S指定多步計數(shù)器操作，如圖5所示。

圖4 指定初始參數(shù)

圖5 程序中斷事件／編程多步操作

☆ 生成代碼

完成 HSC 參數(shù)配置后，可以檢查計數(shù)器使用的子程序／中斷程序列表。在點擊“完成”按鈕后，允許向?qū)?HSC 生成必要的程序代碼。代碼包括用于高速計數(shù)器初始化的子程序。另外，為用戶選擇編程的每一個事件生成一個中斷程序。對于多步應(yīng)用，則為每一個步生成一個中斷程序。當(dāng)然要使能計數(shù)器操作，必須從主程序中調(diào)用包含初始化代碼的子程序，如使用 SM 0.1 或沿觸發(fā)指令確保該子程序僅被調(diào)用一次。

（2）高速計數(shù)器設(shè)置的相關(guān)步驟

從定長切割的電氣圖中可以看出，這里選用的是A/B相正交計數(shù)器，它可以選擇模式9、10或11，對于該模式，可以按照以下步驟來進(jìn)行：

☆使用首次掃描內(nèi)存位調(diào)用執(zhí)行初始化操作的子程序。因為使用子程序調(diào)用，隨后的掃描不再調(diào)用子程序，因此可減少掃描時間執(zhí)行并使程序結(jié)構(gòu)更條理化。

☆在初始化子程序中，根據(jù)所需的控制操作載入SMB47。

例如（1x 計數(shù)模式），即設(shè)SMB47 = 16#FC產(chǎn)生下列結(jié)果：啟用計數(shù)器、寫入新當(dāng)前值、寫入新預(yù)設(shè)值、設(shè)置HSC初始方向、向上計數(shù)、將起始和復(fù)原輸入設(shè)為現(xiàn)用水平高。

又如（4x計數(shù)模式）：即設(shè)SMB47 = 16#F8產(chǎn)生下列結(jié)果：啟用計數(shù)器、寫入新當(dāng)前值、寫入新預(yù)設(shè)值、設(shè)置初始HSC方向、向上計數(shù)、將起始和復(fù)原輸入設(shè)為現(xiàn)用水平高。

☆執(zhí)行HDEF指令，HSC輸入設(shè)為1，無外部復(fù)原或起始的MODE（模式）輸入設(shè)為9，有外部復(fù)原但無起始設(shè)為10，有外部復(fù)原和起始設(shè)為11。

☆用所需的當(dāng)前值載入SMD48（雙字尺寸數(shù)值）（載入零可加以清除）。

☆用所需的預(yù)設(shè)值載入SMD52（雙字尺寸數(shù)值）。

☆為了捕獲當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值，將CV＝PV中斷事件（事件13）附加于中斷例行程序中，為中斷編程。

☆為了捕獲方向改變，將方向改變中斷事件（事件14）附加于中斷例行程序中，為中斷編程。

☆為了捕獲外部復(fù)原事件，將外部復(fù)原中斷事件（事件15）附加于中斷例行程序中，為中斷編程。

☆執(zhí)行全局中斷啟用指令（ENI），啟用中斷。

☆執(zhí)行HSC指令，使S7-200為HSC1編程。

☆退出子程序。

（3）定長切割的具體程序

定長切割的主程序、子程序和中斷程序具體如圖6～圖8所示。