机电控制技术(2-1)

项目2、高速脉冲检测与控制系统的设计子项目一、饮料罐装机控制系统中的设计、模拟调试项目任务要求：本例为12头旋转式饮料罐装机的控制系统，用输出脉冲信号的流量计作为定容积计量元件，实际容量等于设定容量时，停止罐装。具体要求如下：

系统启动后，电动机驱动传送设备将饮料瓶传送到位后，将导流管插入瓶中，检测元件对其位置检测后，罐装电磁阀打开，开始罐装，流量计开始计量，计量到设定容量后，罐装电磁阀关闭，同时气阀关闭，插拨管机构退出，12瓶饮料同时全部罐装结束。

如果利用PLC实现旋转式饮料罐装机的控制，应如何实现？2023/1/15机电控制技术2023/1/15机电控制技术项目任务要求：1、饮料定容罐装时，流量表的计数器计数频率通常大于2000HZ，这就要使用PLC的高速脉冲输入功能。2、不同流量表的当量不等（一般为几毫升），该当量值需要设定。3、电磁阀断电切断罐装阀门时，还会有一定的余量流过流量表，造成罐装误差，该余量也需要正确测定（一般为几十毫升），并进行设定。4、以上信息要求能通过组态画面进行设定。2023/1/15机电控制技术控制任务分析：不是本次设计范围高速计数器和普通计数器的区别计数器类型脉冲频率

是否受扫描周期影响高速计数器几KHz--几十KHz计数和动作采用中断方式进行；与CPU扫描周期无关。普通计数器不能超过几十Hz准确计数，计数两个脉冲的时间间隔必须要大于程序的扫描时间S7-200系列PLC有寻址方式2023/1/15机电控制技术1、基本数据类型数据类型无符号数据范围有符号数据表示范围进制十进制十六进制十进制十六进制布尔型（1位）0，1字节型B（8位）0~2550~FF-128~127（只用于SHRB指令）80~7F字型W（16位）0~655350~FFFF双字型DW（32位）0~232-10~FFFFFFFF整型I（16位）-32768~+32767-8000~7FFFF双字整型DI（32位）-80000000~7FFFFFFF实数型Ｒ（32位）ANSI/IEEE（正数）+1.175495E-38~+3.40283E+38754—1985标准（负数）-1.175495E-38~-3.40283E+38S7-200系列PLC寻址方式2023/1/15机电控制技术2、常数的表示方法进制书写格式举例十进制十进制数值256，222十六进制16#十六制16#45EF二进制2#二进制2#10110001111ASCII码“ASCII码”文本“TEXT”实数ANSI/IEEE754—1985标准（正数）+1.175495E-38~+3.40283E+38（负数）-1.175495E-38~-3.40283E+38S7-200系列PLC有寻址方式2023/1/15机电控制技术3、编址方式编址方式数据长度书写方式位编址1位I0.0Q0.0M0.0字节编址8位IB0QB0MB0VB0字编址16位VW0MW0双字编址32位VD0MD0不同长度数据的比较2023/1/15机电控制技术直接寻址1间接寻址24、PLC的寻址方式S7-200系列PLC有寻址方式立即寻址31、首先创建地址指针2、利用指针存取数据传送指令2023/1/15机电控制技术字节传送(MOV_B)字传送(MOV_W)双字传送(MOV_D)实数传送指令(MOV_R)字节、字、双字或者实数传送功能：在不改变原值的情况下将IN中的值传送到OUT。应用实例：2023/1/15机电控制技术多台电动机的同时启停控制数据运算指令加法指令：2023/1/15机电控制技术加法指令类型数据类型指令格式功能输入输出整数加法INTINTIN1+IN2=OUT双整数加法DINTDINT实数加法REALREAL数据运算指令减法指令：2023/1/15机电控制技术减法指令类型数据类型指令格式功能输入输出整数减法INTINTIN1-IN2=OUT双整数减法DINTDINT实数减法REALREAL数据运算指令乘法指令：2023/1/15机电控制技术乘法指令类型数据类型指令格式功能输入输出整数相乘INTINTIN1*IN2=OUT双整数相乘DINTDINT实数相乘REALREAL整数相乘得双整数INTDINT数据运算指令除法指令：2023/1/15机电控制技术除法指令类型数据类型指令格式功能输入输出整数相除INTINTIN1/IN2=OUT双整数相除DINTDINT实数相除REALREAL整数相除得商/余数INT低16位商高16位余数应用实例：2023/1/15机电控制技术应用实例：2023/1/15机电控制技术应用实例：2023/1/15机电控制技术应用实例：2023/1/15机电控制技术数据转换指令2023/1/15机电控制技术ROUND四舍五入指令（取整指令）四舍五入取整指令(ROUND)将实数值IN转换成双整数值，并且存入OUT指定的变量中。如果小数部分大于等于0.5，则数字向上取整。取整指令(TRUNC)将一个实数值IN转换成一个双整数，并且存入OUT指定的变量中。只有实数的整数部分被转换，小数部分舍去。数据运算与转换指令的应用2023/1/15机电控制技术要求：用模拟电位器设定定时时间

在I0.0的上升沿，用CPU主机上的模拟电位器1来设置定时器T37的定时时间，设置的范围为2.5~11S,I0.1为ON时T37开始定时，设计程序。S7-200PLC的模拟电位器CPU型号模拟电位器标号数值范围数据存储字节CPU221CPU222模拟电位00~255SMB28CPU224CPU226模拟电位00~255SMB28模拟电位10~255SMB29数据运算与转换指令的应用2023/1/15机电控制技术定时器定时时间与模拟电位器数据对应关系

由要求可知电位器数值0~255对应的定时时间为2.5~11S则对应关系如下：

计算公式：定时器设定值程序示例中断处理指令1、中断源2023/1/15机电控制技术通信中断1I/O中断2定时中断32、中断优先级中断处理指令3、中断指令：2023/1/15机电控制技术指令类型指令格式功能开中断全局性允许所有中断事件关中断全局性禁止所有中断事件中断连接将中断事件（EVNT）与中断程序号码（INT）相连接，并启用中断事件。中断分离取消某中断事件（EVNT）与所有中断程序之间的连接，并禁用该中断事件。中断处理指令4、中断程序的概念2023/1/15机电控制技术中断程序是为处理中断事件而事先编好的程序。中断程序不是由程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用。

在中断程序中不能改写其他程序使用的存储器，最好使用局部变量。中断程序应实现特定的任务，应“越短越好”，中断程序由中断程序号开始，以无条件返回指令（CRETI）结束。

在中断程序中禁止使用DISI、ENI、HDEF、LSCR和END指令。中断处理指令4、中断程序的应用实例2023/1/15机电控制技术编程完成采样工作，要求每10ms采样一次。

分析：完成每10ms采样一次，需用定时中断，查表可知，定时中断0的中断事件号为10。因此在主程序中将采样周期（10ms）即定时中断的时间间隔写入定时中断0的特殊存储器SMB34，并将中断事件10和INT-0连接，全局开中断。在中断程序0中，将模拟量输入信号读入，程序如图所示。中断程序示例主程序中断程序2023/1/15机电控制技术高速计数器功能高速计数器的种类1高速计数器的输入点2高速计数器的工作模式3（一）高速计数器的工作模式PLC型号HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5CPU221CPU222有无无有有有CPU224CPU224XPCPU226有有有有有有

HSC模式功能及说明占用的输入端子及其功能HSC0I0.0I0.1I0.2×HSC4I0.3I0.4I0.5×HSC1I.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1×××HSC5I0.4×××高速计数器工作模式2023/1/15机电控制技术模式描述输入点作用0单路脉冲输入的内部方向控制加/减计数。控制字SM37.3=0，减计数；SM37.3=1，加计数。脉冲输入端×××1×复位端×2×复位端起动3单路脉冲输入的外部方向控制加/减计数。方向控制端=0，减计数；方向控制端=1，加计数。脉冲输入端方向控制端××4复位端×5复位端起动6两路脉冲输入的单相加/减计数。加计数有脉冲输入，加计数；减计数端脉冲输入，减计数。加计数脉冲输入端减计数脉冲输入端××7复位端×8复位端起动9两路脉冲输入的双相正交计数。A相脉冲超前B相脉冲，加计数；A相脉冲滞后B相脉冲，减计数。A相脉冲输入端B相脉冲输入端××10复位端×11复位端起动2023/1/15机电控制技术高速计数器功能高速计数器指令1高速计数器的状态字节2高速计数的控制字节3（二）高速计数器指令格式及功能高速计数器的新当前值和新预设值4高速计数器指令格式2023/1/15机电控制技术LAD功能说明高速计数器定义指令DEF高速计数器指令HSC操作数HSC：高速计数器的编号，为常量（0～5）数据类型：字节MODE工作模式，为常量（0～11）数据类型：字节N：高速计数器的编号，为常量（0～5）数据类型：字ENO=0的出错条件SM4.3（运行时间），0003（输入点冲突），0004（中断中的非法指令），000A（HSC重复定义）SM4.3（运行时间），0001（HSC在HDEF之前），0005（HSC/PLS同时操作）高速计数器的状态字节2023/1/15机电控制技术HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5描述SM36.0SM46.0SM56.0SM136.0SM46.0SM156.0不用SM36.1SM46.1SM56.1SM136.1SM46.1SM156.1不用SM36.2SM46.2SM36.2SM136.2SM46.2SM156.2不用SM36.3SM46.3SM56.3SM136.3SM46.3SM156.3不用SM36.4SM46.4SM56.4SM136.4SM46.4SM156.4不用SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5当前计数方向状态位：0=减计数;1=增计数SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.6当前值等于预设值状态位：0=不等；

1=相等SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.7当前值大于预设值状态位：0=小于等于；1=大于高速计数器的控制字节2023/1/15机电控制技术HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5说明SM37.0SM47.0SM57.0

SM147.0

复位有效电平控制：0=复位信号高电平有效；1=低电平有效

SM47.1SM57.1

起动有效电平控制：0=起动信号高电平有效；1=低电平有效SM37.2.SM47.2SM57.2

SM147.2

正交计数器计数速率选择：0=4×计数速率；1=1×计数速率SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.3计数方向控制位：0=减计数1=加计数SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4向HSC写入计数方向：0=无更新1=更新计数方向SM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5向HSC写入新预置值：0=无更新1=更新预置值SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6向HSC写入新当前值：0=无更新1=更新当前值SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7HSC允许：0=禁用HSC1=启用HSC高速计数器的新当前值和新预设值2023/1/15机电控制技术要装入的值HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5新当前值(新CV)SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158新预设值(新PV)SMD42SMD52SMD62SMD142SMD152SMD1622023/1/15机电控制技术高速计数器功能选择高速计数器1设置控制字节2执行HDEF指令3（三）使用高速计数器及选择工作模式的步骤设定初始值和预设值4设置中断事件并全局开中断5执行HSC指令6定义HSC1的工作模式为模式11（两路脉冲输入的双相正交计数，具有复位和起动输入功能），设置SMB47=16#F8（允许计数，更新新当前值，更新新预置值，更新计数方向为加计数，若为正交计数设为4×，复位和起动设置为高电平有效）。

HSC1的当前值SMD48清零，预置值SMD52=50，当前值=预设值，产生中断（中断事件13），中断事件13连接中断程序INT-0。2023/1/15机电控制技术高速计数器的初始化处理过程举例主程序1初始化子程序2中断程序3某产品包装生产线应用高速计数器对产品进行累计，每检测到1000个产品时，自动启动包装机进行包装，包装机的动作用接在Q0.0上的指示灯进行模拟，I0.2接通时，Q0.0指示灯灭，设计控制程序。1、任务分析根据要求，选择HSC0，确定工作模式为3（计数方向为外部信号控制，不要复位信号输入），采用当前值等于预置值的中断事件，中断号为12。采用CPU224作为主机。2023/1/15机电控制技术高速计数器的应用实例主程序1初始化子程序2中断程序3项目任务要求：本例为12头旋转式饮料罐装机的控制系统，用输出脉冲信号的流量计作为定空积计量元件，实际容量等于设定容量时，停止罐装。具体要求如下：

系统启动后，电动机驱动传送设备将饮料瓶传送到位后，将导流管插入瓶中，检测元件对其位置检测后，罐装电磁阀打开，开始罐装，流量计开始计量，计量到设定容量后，罐装电磁阀关闭，同时气阀关闭，插拨管机构退出，12瓶饮料同时全部罐装结束。

如果利用PLC实现旋转式饮料罐装机的控制，应如何实现？2023/1/15机电控制技术项目任务分析：：1、饮料定容罐装时，流量表的计数频率通常大于2000HZ，这就要使用PLC的高速脉冲输入功能。2、不同流量表的当量不等（一般为几毫升），该当量值需要设定。3、电磁阀断电切断罐装阀门时，还会有一定的余量流过流量表，造成罐装误差，该余量也需要正确测定（一般为几十毫升），并进行设定。4、以上信息要求能通过组态画面进行设定。2023/1/15机电控制技术饮料罐装机控制系统中的设计2