6ES7223-1PL22-0XA8参数介绍 在各类数字和计算机系统中，都离不开多谐振荡器，虽然市场上有许许多多种多谐振荡器，但功能却各不相同。本文以日本三菱公司型号为FX2-24MR的可编程控制器为例进行程序设计，并仿真验证，设计了一款用可编程控制器构成的多谐振荡器。与普通振荡器相比，本设计有以下几方面优势： a.构成简单，具有通用性。改变程序和接线又可作其它用途; b.程序编写简单，易于理解和掌握; c.通过软件改变参数就可很方便地获得想要的频率和占空比。1 设计 首先我们以一个具体工作任务为目标，看看整个多谐振荡器的设计全过程。该具体工作任务为设计一个频率为f=0.4Hz，占空比q=40%的多谐振荡器。 我们采用状态转移图SFC来实施这一工作任务。 (1)通过工作任务计算波形的周期T以及波形的高电平持续时间t1、低电平持续时间t2。周期按计算公式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。将T=2.5s和q=40%代入到以上两个公式中，求解这个二元一次方程组，得到t1=1s，t2= 1.5s。 现在我们的工作任务变为要获得一个方波，它的高电平持续时间为1s，低电平持续时间为1.5S。即波形如图1所示。图1 多谱波振荡器方波 (2)采用状态转移图SFC时，起始状态元件选择S0，中间状态元件选择S20。高电平持续时间继电器采用T0，低电平持续时间继电器采用T1，它们的时间参数根据规则分别设置为K10和K15。据此我们可以画出状态转移图SFC，如图2所示。图2 多谱振荡器状态转移图SFC 将状态转移图SFC变为可以实施的梯形图软件后，我们就可以将它写入到计算机里面去了。由图2的状态转移图得到的梯形图软件如图3所示。 图3 多谱波振荡器梯形图2 I/O分配表 根据现场控制所需的输入信号和输出信号，分配可编程控制器的输入与输出点，见表1。表1 多编程控制器多谱振荡器输入输出端口分配表 3 可编程控制器多谐振荡器实施的接线图 可编程控制器多谐振荡器的实施终要反映到三菱 FX2-24MR型可编程控制器的输入/输出接线上，图4为可编程控制器多谐振荡器实施的接线图。SB1为启动按钮，SB2为停止按钮，24V直流电源为可编程控制器外加的直流电源。 图4 可编程控制器多谱波振荡器连接图4 运行观察 根据所设计的可编程控制器多谐振荡器梯形图，采用型号为FX2-24MR的可编程控制器，把可编程控制器方式开关置于运行“SHOP”档，通过计算机及数据线把程序写入到可编程控制器中，再把可编程控制器方式开关置于运行“RUN”档，合上X0，我们会看到与Y0联接的指示灯亮1s后熄灭，紧接着与Y1连接的指示灯亮1.5s后再熄灭，以后交替循环进行，按X1可结束工作任务，从而达到工作任务所设计的要求。实际运用时，将指示灯更换成负载就可以正常工作了，Y0输出频率为f、占空比为q的方波，Y1输出频率为f、占空比为(1-q)的方波。5 扩展小结 当我们需要任意频率f、任意占空比q的方波，我们只需改变图2和图3软件中的时间继电器T0、T1的参数就可以实现。方法如下： 将f和q代入公式 计算出t1=q/f，t2=(1-q)/f。T0时间继电器中的参数K就选择计算出来的t1×10，T1时间继电器中的参数K就选择计算出来的t2×10，修改好这二个参数后再按前面所叙述的方法将程序写入到可编程控制器中运行，我们所要求的结果就可以实现了一、简介 我们知道，三菱FX2N系列PLC本身是不支持西门子的Profibus总线的，可是在有些项目、有些场合我们需要把FX2N连接到Profibus总线上，此时，创捷公司的 Profibus通用型RS232/RS485桥接模块CZP1-P就能实现此功能。 二、实现方法 如图一所示，桥接模块作为中间转接模块，一方面将Profibus协议转化成 RS232/485协议，使主站的信息下发给FX2N从站，另一方面将RS232/485协议转化成Profibus协议，使FX2N从站的信息上传给主站，以确保 FX2N通过PROFIBUS-DP总线和主站进行数据交换。 具体实现方法可采用以下三种： 1、直接连接FX2N编程口，采用三菱内置的FX2N编程口协议，此方法不需要在FX2N上作任何设置和编程，只需在Profibus主站上依此协议编程不断读写从站数据即可，FX2N从站会自己响应主站回应数据。 2、通过FX2N通讯模块（FX2N232BD/ FX2N485BD或FX0N232ADP/ FX0N485ADP），采用三菱协议格式一或协议格式四（具体协议内容在三菱FX通讯用户手册上有详细说明），除了在Profibus主站上需要依此协议编程不断读写从站数据外，FX2N从站需要基本的通讯格式设置，但不需编写通讯回应程序，FX2N会自动回应。 3、通过FX2N通讯模块（FX2N232BD/ FX2N485BD或FX0N232ADP/ FX0N485ADP），自己编写通讯协议，该方法既需要在Profibus主站上依协议编程不断读写从站数据，还需要在FX2N从站上编写通讯程序不断响应主站的呼叫。该方法尽管编程较麻烦，但协议灵活，适应性很广。其实该方法不光可应用在FX2N系列PLC上，也可应用在别的PLC或智能仪表上，只要两边协议设置一致，都可用此方法，通过创捷公司的 Profibus通用型RS232/RS485桥接模块CZP1-P，来实现把设备联上Profibus网络的功能。 三、应用举例 在创捷公司总承的某电子设备厂纯水工程自动控制项目上，由于要把前期的用FX2NPLC控制的三套设备纳入Profibus网络来统一监控，所以我们使用了创捷公司的 Profibus通用型RS232/RS485桥接模块，考虑到尽量少修改原程序，而FX2N上的编程口已用于与触摸屏的连接，所以我们采用了第二种方法，在原FX2N程序中只是加入了短短的几句通讯设置，而在Siemens S7-300主PLC上，用三菱的通讯协议格式四组态编程来不断读写信息，成功地把FX2N连接到Profibus总线上. 三菱PLC功能指令实际上就是功能各异的PLC子程序块。FX2N系列PLC的功能指令有程序流程、传送比较、四则逻辑运算、旋转移位、数据处理、高速处理、方便指令、外部设备处理、浮点数、时钟运算、接点比较等若干类。本节仅介绍三菱FX2N系列PLC常用的功能指令。一、功能指令形式1．功能指令格式 功能指令用编号FNC00～FNC246表示，并给出对应的语句名称，每条功能指令都有一个指令表。例如FNC45是一条数据处理平均值功能的指令，助记符为MEAN，使用简易编程器时输入FNC45，而采用智能编程器或计算机编程时也可输入助记符MEAN。图1是一条取平均值功能指令的梯形图。图1 MEAN示例梯形图 图中MEAN是功能指令的语句名称，也可使用FNC45（但不直观）；D0是源操作数的首元件；D4Z是指定计算结果存放的数据寄存器的地址；K3是指定取值的个数为3。显然该功能指令的含义是D4Z =（D0+D1+D2）/3，即将（D0+D1+D2）/3的运算结果赋值给D4Z。 功能指令的指令段通常占1个程序步，16位操作数占2步，32位操作数占4步。2. 功能指令执行方式 功能指令有连续执行和脉冲执行两种类型。图2中第1支路的MOV是连续执行型指令，即当X001接通时，各运算周期都执行一次，而第2支路的MOV（P）是脉冲执行型型指令，（P）就表示当X000由OFF转换为ON时，仅执行一次指令。图2 功能指令执行方式示例 3．可处理数据长度 功能指令可处理16位数据，也可处理32位数据，见图3示例梯形图。第1梯级中，当X000接通，则移位MOV功能指令处理的数据为16位，即将D10 的内容传送至D12；而在第2梯级中，（D）MOV功能指令处理的数据为32位，将D21D20（由D21、D20构成的32位数据）的内容传送到 D23D22（由D23、D22组成的32位数据存储单元）。图3 功能指令处理数据长度示例 二、程序流程指令1．条件跳转指令 当执行条件跳转指令CJ指令时，跳过CJ指令和指针标号之间的程序，见图4。当X30接通时，跳转到P20处执行该行及以后程序，如果X30不接通，则跳转不执行，程序按原顺序执行。指令可用的有效指针范围为P0~P127。图4 CJ指令应用示例 执行跳转指令CJ后，对于不被执行的指令，即使输入零件状态发生改变，输出元件的状态也维持不变。2．子程序调用指令图5 CALL指令示例 子程序调用CALL指令的操作数为P0～P127，占用3个程序步。需与子程序返回指令SRET（无操作数）配合使用，见图5。 若X0接通，则转到标号P10处去执行子程序。当执行到子程序结束SRET指令时，返回到CALL指令的下一步执行。使用子程序调用与返回指令时应注意转移标号不能重复，也不可与跳转指令的标号重复。子程序调用可以嵌套调用，多可达5级嵌套。 FEND是主程序结束指令，无操作数，占用1个程序步。表示主程序结束，当执行到FEND时，PLC进行输入/输出处理，监视定时器刷新，完成后返回起始步。 三、比较指令1．CMP指令 图6 CMP指令示例 比较CMP指令有3个操作数，其中是将2个源操作数相比较，将比较结果送到目标操作数中，见图6示例。当X0接通时，比较K100和C10当前值的大小，分三种情况分别接通M0、M1、M2中一个辅助继电器，另二个辅助继电器则不接通。若X0不接通，则CMP指令也不执行。2．ZCP指令 区间比较ZCP指令是将1个源数据与2个源源数据相比较，比较结果将影响目标存储器的数据状态，见图7。当X0接通时，根据C30与K100、K120之间的比较结果，分别对M3、M4、M5进行赋值。2 系统功能设计 系统主要实现PLC与计算机的通讯，具体主要完成PC机指令下传、监测PLC状态、接收PLC信息等功 能。系统组成：小型PLC一台、RS232串口、编程电缆、通讯界面。主操作界面在完成系统功能的前提下，力求明了直观，操作简单灵活方便。系统以VC++6.0为平台，设计的界面如图2所示。图2 系统界面 本程序设计了四个串口可供选择，只有在选择串口之后才可进行“打开串口，关闭串口”的操作，当打开串口以后，就可以对PLC进行相应的操作了，为了使界面整洁干净，特别设计了“清空发送区”和“清空接收区”选项，当发送数据和接收数据放满编辑框时只需点击这两个按钮，数据就会清空。且实现代码相当简单，m_sSend．Empty()、m_sReceive．Empty()就可轻松实现这一任务。 PC机与PLC的通讯程序流程图如图3所示。图3 PC机与PLC的通讯流程图 系统通信控制程序采用了MSComm控件。此控件提供了两种通信方法：①文件驱动，即用MSComm控件的OnComm文件捕获并处理通信事件和错误，它是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法；②查询方式，通过查询串口属性来获得事件和错误，实质上还是属于事件驱动，但在有些情况下显得更为便捷。MSComm6.0控件的属性：①CommPort，设置或返回通信端口号；②Settings，以字符串的形式设置或返回波特率、奇偶校验、数据位和停止位；③PortOpen，设置或返回通信端口的状态，也可以打开和关闭端口；④bbbbb，返回和删除接收缓冲区中的字符；⑤bbbbbMode，设置或返回bbbbb属性取回的数据的类型，数据取回的形式为字符串或二进制数据的数组；⑥CommEvent返回近的通信事件或错误的数字代码，通信程序设计时可以根据该属性值执行不同的操作，在运行时为只写；⑦Output，将字符串写入发送缓冲区。 MSComm6.0控件只有一个事件，即Oncomm事件。在通信时如果发生错误或者事件，将会引发Oneomm事件并且改变其属性值，通过GetCommEvent()可获得Oncomm产生事件或错误的代码。在与PLC进行通信的过程中，使用MSComm6.0控件可以自动完成PLC对计算机发送信息的接收，终实现PC机对PLC的状态检测。 软件实现过程：FX2N系列的PLC与计算机之间的通信采用RS-232C标准，其传输速率固定为9 600bps，奇偶校验位采用偶校验。数据以帧为单位发送和接收。PC机向PLC中写数据时首先需对串口进行初始化，并对波特率、校验位等进行设置，然后根据通信协议对PLC进行相应的读写、复位、置位等操作，PLC根据PC机送来的控制字进行相应的操作。数据发送，采用专用发送指令XMT TABLE，CommPort，其中TABLE为发送缓冲区的首地址，首地址中保存要发送的字节数，即数据长度，大为255，其后的地址中保存要发送的数据，CommPort指定用于发送的端口。对于数据接收，使用接收指令RCV TABLE，CommPort，接收指令激活初始化或结束接收信息，通过制定端口接收信息并存储于数据缓冲区中，数据缓冲区的个数据指明了接收的字节数。3 系统功能验证 将计算机用通讯电缆与PLC相连后，首先发送请求05H以后，验证计算机与PLC是否可以正常通信，接收区显示06，表示PLC对ENQ的确定回答，即PLC已准备好，可以进行下面的操作，具体如图4和图5。 这里主要对PLC读值功能进行验证。读操作命令格式如下： STX—CMD0一数据段一ETX—SUMH—SUML 在按上述命令格式发送相应的代码后，就可直接读取PLC响应的信息了。响应信息格式如下： STX—DATA—ETX—SUMH—SUML 图6和图7分别是对PLC进行读值验证时发送数据和接收数据的显示。图6 发送数据显示图7 接收数据显示 其中接收数据显示中的，是对x软地址值(0080H)读取后接收到的数据。具体算法如下： nSUMLx=(0X30+0X30+0X03)％16=3