用脉冲发生器实现1个灯多种频率闪烁的控制

    1．内容与要求    当开关SA1闭合时，灯HL1 2次／s发光；当开关SA2闭合时，灯HL1 5次／s发光；每次都只允许1个开关闭合，当2个开关都断开或都闭合时，灯熄灭。    2．学习重点    1)如何用定时器制作脉冲发生器。    2)学会用具有交替输出指令“ALT”产生方波脉冲，实现灯的闪烁。    3．实训步骤    (1)学会用定时器与交替输出指令“ALT”制作时钟脉冲（方波）    1)用定时器制作脉冲发生器。图3-9a是使用0.1s(TMX)型定时器T0制作出的0.2s的脉冲发生器。定时器T0动作时用本身的动断触点断开自己，使定时器每隔0.2s断开1次，在程序完成一次扫描后，又重新接通，如此反复进行。这样，定时器的动合触点每隔0. 2s产生1个脉冲（见图3-9b）。每个脉冲的时间是程序的一个扫描周期。改变定时器的设定值，就改变脉冲发生的时间，所以这是一个比较实用的脉冲发生器。
    图3-9    用定时器制作脉冲发生器    2)结合交替输出指令“ALT”实现灯的闪烁。显然，图3-9所示用定时器制作的脉冲发生器所产生的脉冲是矩形脉冲，与图34所示特殊继电器R901C等发出的方波脉冲不同，它的脉冲间隔时间极短（只有一个扫描周期），如要用来实现灯的闪烁，则不会有明显的闪烁现象。要解决这个问题，可考虑与交替输出指令“ALT”结合使用。指令“ALT”的指令格式与功能见表3-5。    表3-5    指令“ALT”的指令格式与功能
    用定时器制作的脉冲发生器与交替输出指令“ALT”结合，可发出方波脉冲，从而实现灯的闪烁控制，如图3-10a所示的梯形图程序。注意程序中驱动“ALT Y0”的定时器T0动合触点每隔0. 2s接通一次的时间只有一个程序段的扫描周期，就几到几十微秒的时间相当于一个脉冲发生触点。ALT执行时也就等同脉冲执行型。在图3-10b中，由于脉冲时间非常短，所以时序图中脉冲时间就忽略不计了。
    图3-10    用定时器与“ALT”实现灯的闪烁    a)梯形图程序b）时序图    3)交替输出指令“ALT”的输入方法见表3-6。    表3-6    交替输出指令“ALT”的输入方法
    (2) PLC的I/O分配与接线PLC的I/O分配见表3-7。    表3-7    PLC的I/O分配
    PLC的I/O接线见图3-11，请根据图3-11完成PLC的I/O接线。    (3) PLC程序的编写PLC的控制程序（供参考）如图3-12所示。    图3 -12所示程序是利用定时器与交替指令“ALT”结合产生方波脉冲来实现灯闪烁的。由于指令“ALT”有交替ON/OFF的特性，所以将0.01s(TMR)型定时器T100时间设定为0. 25s，产生频率为2次／s的方波；另外将定时器0.01s(TMR)型定时器T101时间设定为0. 01s，产生频率为5次／s的方波。之所以使用0.01s计数单位的TMR型定时器(T100、T101)，主要是为了使脉冲产生的时间更准确。
    图3-11    PLC的I/O接线
    图3-12    PLC的控制程序    a)梯形图程序b）指令程序    利用定时器与交替输出指令“ALT”结合产生方波脉冲来实现灯闪烁的方法，由于脉冲的频率可以根据控制要求制作，因此有一定的灵活性。    (4) PLC程序的执行与调试按图3-12编写程序，传送到PLC执行，并进行程序调试，直至满足以下控制要求：将开关SA1闭合，灯HL1 2次／s发光；将开关SA1断开而开关SA2闭合，灯HL1 5次／s发光；将2个开关都闭合，灯立即熄灭。    4．分析与思考    (1)脉冲发生器的应用。用定时器制作的脉冲发生器见表3-8。    表3-8    用定时器制作的3种脉冲发生器
    表3-8中方式a与方式b的程序都是产生矩形脉冲，产生脉冲的相隔时间虽然都一样，但方式a程序产生的脉冲时间只有一个扫描周期，如果直接控制灯的闪烁，可能看不见灯的发光，这是因为灯只亮了一个扫描周期（约几微秒），人眼无法感觉到。但若用方式b程序产生的脉冲去控制灯的闪烁，效果却会相反，可能感觉不到灯的熄灭。如果要使灯闪烁的发光与熄灭时间相等，可用方式c程序的方法实现。    (2)实现多级的分频输出。在2.1.4节实训任务的分析与思考中，我们学习过用脉冲输出指令的交替控制来实现分频的方法，而连续使用交替输出指令“ALT”，能更方便地实现分频输出。图3-13所示就是运用“ALT”实现二分频输出的例子，需要上机调试时，可用R100与R101分别控制灯1与灯2，即可通过观察灯1与灯2的发光情况得到验证。
    图3-13    用“ALT”实现分频输出    a)梯形图b）时序图    如要获得三分频、四分频……可按图3-13所示的程序继续使用交替输出指令“ALT”即可，从而可通过分频获得成倍数关系频率的脉冲来实现灯闪烁的控制。    (3)关于程序中脉冲发生器的设置。在本实训任务的程序中，是没有对脉冲发生器进行控制的，只要PLC工作，两个脉冲发生器就工作，这样，什么时候需要2次／s的脉冲和5次／s的脉冲，只要调用方波脉冲输出触点R10或R11即可。在需要多种脉冲实现灯闪烁的要求下，这样的设置是比较方便的。由于PLC内部的继电器不是机械触点，因此不用担心因它不停动作而对触点寿命产生影响。但是，这样设置可能会产生一个同步的问题，即灯启动瞬间不一定与脉冲发生瞬间同步，在本实训任务的控制中，这种不同步在效果上不会有大的影响，因此可以不作考虑。