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脉冲串输出(PTO)优化方案

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:高速脉冲输出包括脉冲串输出和脉宽调制。高速脉冲输出通道被定义为O/2和O/3,扩展输出模块不能被定义为PTO功能。PTO功能允许从控制器直接控制运动曲线或脉冲分布曲线。8)PTO指令执行完毕。PTO匀速运行状态与DS含义相同。JC置1时,指示PTO子系统产生连续点动脉冲;清0时,PTO子系统不产生点动脉冲。一旦PTO子系统开始脉冲输出,唯一可以立即停止PTO产生脉冲的方法就是使EH位被置1。PTO选通状态该位是由PTO子系统控制。

脉冲串输出(PTO)优化方案

高速脉冲输出包括脉冲串输出(Pulse Train Output,PTO)和脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)。MicroLogix1500系统中,只有基本单元为1764-28BXB的控制器支持该功能,AWA和BWA型号的控制器无此功能。高速脉冲输出通道被定义为O/2和O/3(FET输出),扩展输出模块不能被定义为PTO功能。

PTO功能允许从控制器直接控制运动曲线或脉冲分布曲线。脉冲分布曲线有三个主要部分:脉冲总数、加速/减速时间和匀速运动时间。

PTO指令和HSC、PWM一样,与绝大多数控制器指令是不同的。它们的运行是由用户电路完成的,而用户电路与控制器主系统处理器是并行工作的。

在此执行过程中,用户需要定义所产生的脉冲总数(对应于位移大小)、加速时间、减速时间。脉冲总数减去加速脉冲数和减速脉冲数,就是匀速运动的脉冲数。MicroLogix1200/1500控制器的PTO功能中,加速时间与减速时间一般情况下是相同的。如有特殊需要,可以通过参数ADI和ADP设定为不同值,此时控制器要求必须是MicroLogix1500 LRP/LSP Se-ries C FRN 9或MicroLogix1200 Series C FRN 8或更高的版本。脉冲分布曲线可以被定义为梯形曲线或S形曲线。

通过扫描在主程序文件中的PTO指令,或扫描在任何子程序文件中的PTO指令,可以与PTO子系统接口

1.PTO的典型工作顺序

PTO的典型工作顺序如下:

1)PTO指令所在的梯级逻辑转为真。

2)PTO指令启动,按照ADP(加/减速脉冲的数量)和RP(脉冲分布曲线)的设定值产生脉冲数开始加速。

3)加速阶段完成。

4)进入匀速运动阶段。

5)匀速运动阶段完成。

6)进入减速阶段,按照ADP(加/减速脉冲的数量)和RP(脉冲分布曲线)的设定值产生脉冲数开始减速。

7)减速阶段完成。

8)PTO指令执行完毕。

当PTO指令正在执行时,随着主控制器的连续工作,相应信息和状态位被不断刷新。由于PTO指令与处理器系统是并行工作的,因此,处理器每扫描PTO指令一次,其状态位和其他信息才被刷新一次。

刷新的最大延时时间就是控制器的最大扫描时间。将PTO指令放在STI(可选定时中断)文件中可以使刷新延时时间最小化,或者在控制程序内适当增加PTO指令,也可增加扫描频率,减小刷新延时时间。

2.PTO功能文件子元素

PTO功能文件位于Function Files文件夹中。

(1)PTO输出(OUT)

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PTO:0.OUT变量定义了PTO指令所控制的输出点号(O:0/2或O:0/3)。

(2)PTO完成(DN)

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PTO成功执行完成,该位被置1。PTO所在的梯形图逻辑为假时,该位被清0。

(3)PTO减速状态(DS)

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只要PTO指令处于输出脉冲分布曲线的减速段,该位就置1;当PTO指令没有处于输出脉冲分布曲线的减速段,该位就清0。

(4)PTO匀速运行状态(RS)

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与DS含义相同。

(5)PTO加速状态(AS)

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与DS含义相同

(6)PTO斜坡曲线(RP)

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该位是用来控制PTO输出脉冲如何加速到“设定输出频率”或如何从“设定输出频率”减速。RP位被置1,PTO指令将输出“S形曲线”脉冲分布曲线;被清0,PTO指令将输出“梯形曲线”脉冲分布曲线。

(7)PTO停止控制(CS)

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该位被置1,PTO提前转入执行减速状态。

(8)PTO空闲状态(IS)

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要想启动PTO,PTO子系统就必须处于空闲状态。该位为1时,PTO子系统处于空闲状态。所谓“空闲状态”,就是PTO既没有运行,也没有故障。该位为0时,子系统处于非空闲状态,即处于运行状态。

(9)PTO故障检测状态(ED)

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该位为1时,PTO指令处于故障状态;该位为0时,PTO子系统没有处于故障状态。如果检测到故障,此故障会被故障代码寄存器(PTO:0.ER)识别和记录。

(10)PTO正常工作状态(NS)

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该位为1时,表示PTO处于正常工作状态;该位为0时,表示处于非正常工作状态。

(11)PTO脉冲点动状态(JPS)

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该位为1时,表示PTO处于输出一个点动脉冲时;该位为0时,表示PTO指令退出点动脉冲输出状态。

(12)PTO连续点动状态(JCS)

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该位为1时,表示PTO处于输出连续点动脉冲时;该位为0时,表示PTO指令退出连续点动脉冲输出状态。

(13)PTO加/减速脉冲单独设定(ADI)

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该参数用于设定加速/减速脉冲数是否相同。该位为1时,不同;该位为0时,相同。(www.xing528.com)

该功能仅适用于MicroLogix1500 LRP/LSP Series C FRN 9或MicroLogix1200 Series C FRN8或者更高版本的控制器。FRN可以在系统状态文件中查找到(S:62,在线状态下可查看)。

如果需要设定加/减速脉冲为不同数值,那么要在数据文件中需建立一个4元素的长整数文件。其中,第一个元素为加速脉冲数,第二个元素为减速脉冲数,第三、四个元素保留。设置好后,将该数据文件号填写在参数ADP中。

(14)PTO脉冲点动(JP)

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该位用来控制PTO子系统只产生一个单脉冲。脉冲宽度由JF(点动频率)决定。只有在PTO子系统空闲、“连续点动”位为0、“选通”位为0三个条件都满足的情况下,脉冲点动才起作用。JP置1时,指示PTO子系统产生一个单脉冲;清0时,PTO脉冲点动子系统等待点动信号

(15)PTO连续点动(JC)

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该位用来控制PTO子系统产生连续的脉冲。脉冲宽度由JF(点动频率)决定。只有在PTO子系统空闲、“脉冲点动”位为0、“选通”位为0三个条件都满足的情况下,连续点动才起作用。JC置1时,指示PTO子系统产生连续点动脉冲;清0时,PTO子系统不产生点动脉冲。

(16)PTO允许急停(EH)

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该位是用来紧急停止PTO子系统。一旦PTO子系统开始脉冲输出,唯一可以立即停止PTO产生脉冲的方法就是使EH位被置1。EH位被置1,则PTO子系统会停止工作(如空闲、正常、连续点动、脉冲点动等),并产生一个PTO子系统故障。

(17)PTO选通状态(EN)

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该位是由PTO子系统控制。当PTO指令前面的梯级状态从0变到1时,则PTO指令被选通,并使EN位为1。在脉冲串输出完成之前,如果PTO指令前面的梯级状态从1变到0,则EN位复位(清0)。

(18)PTO故障代码(ER)

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故障代码含义见附录C。

(19)PTO设定输出频率(OF)

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该变量制定PTO在匀速运行阶段的输出脉冲频率。

(20)实际输出频率(OFS)

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OFS(实际输出频率)中显示的数据可能与OF(设定输出频率)有误差。因为PTO子系统有时可能难以产生很高频率的精确值。但通常这不会引起什么问题,毕竟PTO所产生的脉冲总数还是很精确的。

(21)PTO点动频率(JF)

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该变量指定了PTO在点动阶段的输出脉冲频率。此变量值通常由所驱动的设备、机械结构、移动部件等决定。如果此变量值小于0或大于20000,则会产生PTO故障。

(22)PTO设定输出脉冲总数(TOP)

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该参数是用户设定的需要PTO产生的输出脉冲总数(包括加速、减速阶段的脉冲数)。

(23)PTO实际输出脉冲总数(OPP)

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该参数是指PTO实际产生的输出脉冲总数。它可用于控制程序中,以监视PTO所产生的实际输出脉冲总数。

(24)PTO加速/减速脉冲数或文件号ADP(当ADI=1时)

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该变量定义了从0到PTO输出频率OF所需的加速脉冲的数量(加速脉冲和减速脉冲相等时),它与TOP(设定输出脉冲总数)的关系如下,假设:TOP(设定输出脉冲总数)=12000,ADP(加速/减速脉冲数)=3000,则RUN(匀速运动)脉冲数=TOP-2×ADP=6000,斜坡阶段的运动时间(加速时间和减速时间)=2×ADP/OF(秒)

下面的公式可用来计算两种脉冲分布曲线的最大频率的极限值(取整数)。实际输出最大频率总是小于该极限值。

1)对于梯形分布曲线:最大频率的极限值=[OF×OF/4]+0.5

2)对于S-曲线型分布曲线:最大频率的极限值=0.999×OF×SQRT(OF/6)

ADP变量值必须小于TOP的一半,否则会产生故障。

3.脉冲串输出指令

脉冲串输出指令如图7-12所示。

PTO指令属于输出指令,参数PTO Number中若输入0,代表PTO0;若输入1,代表PTO1。

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图7-12 脉冲串输出指令

要启动PTO指令,必须符合以下条件:

(1)PTO指令处于空闲状态

对于空闲状态,以下条件都必须符合:

1)脉冲点动(JP)位必须为0。

2)连续点动(JC)位必须为0。

3)允许急停(EH)位必须为0。

4)正常工作状态(NS)位必须为0。

5)输出没有被强置。

(2)PTO所在的梯级逻辑有一个从0到1的转换

PTO的启动信号可以是瞬间型输入信号,也可以是保持型输入信号。

当启动信号为瞬间输入信号时,PTO检测到上升沿后将被启动。当PTO指令执行完成后,“完成(DN)位”置1。但是,置1的DN位状态会在下次扫描PTO指令时被清0。

当启动信号为保持型输入信号时,梯级状态从0到1的上升沿将启动PTO。当PTO指令执行完成后,“完成(DN)位”置1,并一直保持到PTO的梯级状态变成0时才被清0。下次梯级状态从0到1的上升沿又会再次启动PTO。因此,为了使PTO能正常工作,应检测“完成位(DN)”、“空闲位(ID)”、“正常工作状态位(NS)”的状态。

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