Знакомство с понятием аналого-цифровым преобразователем

S7-200 предоставляют в распоряжение встроенные скоростные счетчики, которые считают быстро протекающие внешние события без ухудшения производительности S7-200. У каждого счетчика имеются входы, предназначенные для синхронизации, управления направлением, сброса и запуска, где эти функции поддерживаются.

S7-200 поддерживает скоростные импульсные выходы, причем выходы Q0.0 и Q0.1 могут генерировать последовательности скоростных импульсов (PTO) или выполнять управление с помощью широтно-импульсной модуляции (PWM).

Функция «Широтно-импульсная модуляция» обеспечивает фиксированное время цикла с переменной относительной длительностью импульсов, причем время цикла и ширина импульсов задаются микро- или миллисекундными шагами. Когда ширина импульса равна времени цикла, относительная длительность импульсов равна 100 процентам, и выход включен постоянно. Когда ширина импульсов равна нулю, относительная длительность импульсов равна 0 процентов, и выход выключен.

2.3                           Step 7 Micro/Win

Step7 Micro/Win удобное и простое для изучения программное обеспечение, используемое для программирования и обслуживания контроллеров S7-200.

Micro/Win имеет широкий спектр специализированных мастеров:

1)     текстового дисплея TD200,

2)     ПИД-регуляторов,

3)     коммуникационных соединений для обмена данными между центральными процессорами,

4)     скоростных счетчиков

5)     модуля позиционирования EM253

6)     коммуникационных процессоров.

Мастера сокращают сроки проектирования систем управления. Представление программы возможно в виде LAD, FBD и STL, а также свободное переключение между редакторами перечисленных языков.

Редактор цепных логических схем LAD отображает программу в виде графического представления, имеющего сходство с электрической монтажной схемой. Цепные логические схемы позволяют программе имитировать протекание электрического тока от источника напряжения через ряд логических условий на входах, которые, в свою очередь, активизируют логические условия на выходах. LAD-программа включает в себя находящуюся слева шину, находящуюся под напряжением, которая является источником потока сигнала. Замкнутые контакты позволяют потоку сигнала протекать через эти контакты к следующему элементу, а разомкнутые контакты препятствуют протеканию потока сигнала.

Логика подразделяется на сегменты. Программа исполняется сегмент за сегментом слева направо и сверху вниз. На рис. 2.3.1 показан пример программы в виде цепной логической схемы. Различные команды представляются графическими символами, имеющими три основные формы.

Рис. 2.3.1 Пример программы на языке LAD.

Контакты представляют логические состояния входов, например, выключателей, кнопок или внутренних условий.

Катушки обычно представляют логические результаты выходов, например, ламп, пускателей электродвигателей, промежуточных реле или внутренних выходных условий. Блоки представляют дополнительные команды, например, таймеры, счетчики или математические команды.

Для подключения центрального процессора к компьютеру/ программатору может использоваться PC/PPI-кабель, USB/PPI-кабель, коммуникационные процессоры CP 5511 (PCMCIA карта)/ CP 5611 (PCI карта) с MPI кабелем, а также встроенные интерфейсы программаторов SIMATIC.

Набор команд и функций включает в свой состав:

1)     операции с байтами: инкремент, сдвиг, вращение, инверсия, AND, OR, XOR

2)     операции обработки импульсных сигналов

3)     вызов подпрограмм/ передачу параметров в подпрограммы

4)     операции с таймерами и счетчиками

5)     функции скоростного счета

6)     16- и 32-разрядные операции целочисленной математики

7)     операции математики с плавающей запятой

8)     функции сравнения

9)     ПИД-регулирование

10)     операции преобразования типов данных

11)     операции обработки табличных данных

12)     команды организации циклов

13)     команды управления свободно программируемым интерфейсом.

2.4                           Лабораторный макет

На рисунке 2.4.1 показана верхняя панель лабораторного макета. Питание макета осуществляется посредством внутреннего блока питания постоянного тока 5В, которое обеспечивает питание датчика и секций цифровых выходов ПЛК.

Рис. 2.4.1. Верхняя часть макета.

На верхней части макета расположены

1)     индикаторы цифровых входов I0.5…I1.5, над которыми расположены соответствующие переключатели I/O.

2)     индикаторы цифровых выходов

      Q0.4, Q0.5, Q0.6, Q0.7, Q1.0, Q1.1 выходы «светофора»

3)    схематичное изображение RC-цепи с контактными отверстиями

      Г1 - вход RC-цепи

      Г2 – выход

      M – земля

4)     ручка регулятора реостата

5)     контактные отверстия

      Г3 – выход реостата

      Г4 – подключение к аналоговому входу A+

      Q0.0 и Q0.1 – подключение к цифровым выходам.

Подключение к контроллеру осуществляется посредством шлейфа DB37.

Термообъект представляет собой цилиндрический резистор типа ПЭВ, в котором зафиксирован температурный датчик.

3.                  Ход работы.

Для проведения работы вам понадобится среда программирования ПЛК Step7 Micro/Win, ПЛК Siemens S7-200, лабораторный макет.

3.1             Запустите Micro Win. Создайте новый проект. Вставьте в рабочую область блоки, которые показаны на рис. 3.1.1. В этой программе значение регистра образа аналогового выхода помещается в аккумулятор AC1. Сохраните проект под названием ACP. Загрузите программу в ПЛК. Запустите программу.

Рис.1. Программа для считывания значений АЦП.

3.2             Найдите на панели кнопку Program Status и нажмите её. После этого вы будете видеть изменения переменных в реальном времени прямо на блоках программы.

3.3             На лабораторном стенде установите перемычку Г3-Г4.

3.4             Выставьте ручку регулировки на минимум и на максимум и зафиксируйте результаты. Используя полученные данные и технические характеристики аналогового входа и АЦП ПЛК, вычислите максимальное подаваемое напряжение.

4.      Содержание отчета

      зафиксированные значения АЦП при положении регулировочной ручки на минимуме и на максимуме

      вычисленные значения напряжения при положении ручки на максимуме

      анализ результатов и выводы.

5.                  ЛИТЕРАТУРА

1.      SIMATIC Документация 2009.