基于PLC的多谐振荡器设计

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      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。

      

     

      (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。

      

     

      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。

      

      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。

      

     

      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最终要反映到三菱 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。

      

     

      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。

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