《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于PLC的多諧振蕩器設(shè)計(jì)
摘要: 在各類數(shù)字和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,都離不開多諧振蕩器,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。
Abstract:
Key words :

引言

  在各類數(shù)字和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,都離不開振蕩器" title="多諧振蕩器" target="_blank">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.程序編寫簡(jiǎn)單,易于理解和掌握;

  c.通過軟件改變參數(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來實(shí)施這一工作任務(wù)。

  (1)通過工作任務(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/(t1+t2)和t1+t2=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。

  

 

  (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)此我們可以畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC,如圖2所示。

  

多謝振蕩器狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC

 

  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。

  

多諧振蕩器梯形圖

 

  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),見表1。

  

 

  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。

  

可編程控制器多諧振蕩器實(shí)施的接線圖

 

  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關(guān)置于運(yùn)行“SHOP”檔,通過計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)線把程序?qū)懭氲娇删幊炭刂破髦?,再把可編程控制器方式開關(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

  

 

  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)算出來的t1×10,T1時(shí)間繼電器中的參數(shù)K就選擇計(jì)算出來的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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