基于PLC的信号发生器的设计与实现.pdf

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1、《工业控制计算机》2009年22卷第5期65基于PLC的信号发生器的设计与实现DesignandRealizationofSignalGeneratorBasedonPLC樊金荣（中南民族大学计算机科学学院，湖北武汉430074）谢智文胡明华（中国电信湖北分公司，湖北武汉430020）摘要采用欧姆龙公司CJ1M系列高档PLC为核心，通过硬件配置和程序设计，构成了一个信号发生器系统，能产生方波、三角波、正（余）弦波等电压曲线。该信号发生器主要用于实验教学，也可作为基本信号驱动有关装置。关键词：PLC，信号发生器，浮点数，D／A转换AbstractThissignalgeneratora

2、ccomplishedtheoccurrenceandtheperformanceregulateoftherectangularwave,thesawtoothwave,thesinewave,etc．ThesignalgeneratorismadeupoftheCJ1MseriesofPLCandtheoscillograph,whichcanbeusedinexperimentalteachingprincipallyandabasicsignal－generatingtodrivesomeequipment．Keywords:PLC,signalgenerator,float

3、ingpointnumber,D／Atransfer可编程序逻辑控制器模拟量的运算及相关指令的运用，历中一个控制高电平的时间，另一个控制低电平的时间。在高电平来是PLC学习的困难之处。本文以设计一台信号发生器为例，时段，将某不为零常数，这里假设为＃07D0放入数据寄存器介绍了系统的硬件配置和软件设计，目标明确，层次分明，便于D01中，进行D／A转换，结果为5V。在低电平时段，将D1置零，学习者理解与掌握。D／A转换的结果为0V。这样得到的方波，周期和占空比由两个1硬件配置定时器的时间设定值确定，幅值由高电平放入的常数确定。利用模拟量是指连续变化的物理量，如温度、液位、压力等等。在编程

4、器可以方便调整参数，实现方波的频率、占空比和幅值可工业现场，对模拟量的采集和控制一般都要转化成标准的电信调。其实现梯形图程序如图1。号，如电压信号，其范围为－10V～＋10V；或电流信号，其范围为4～20mA。同微机一样，PLC的中央处理器（CPU）只能处理数字量，因此对模拟量的处理必须先配置相应的模拟量接口单元。本文的模拟信号仅限于输出，因此只需要一个D／A转换单元。这里采用CJ1W－DA08V，其单元号设置为43，选用其中三路模拟量输出，对应的地址为2431～2433。设计该信号发生器系统，所需硬件配置如表1所示。表1系统硬件配置2程序设计如前所述，CPU单元只能进行数字量的计算

5、与处理，将计算结果进行D／A转换得到相应的输出波形。CJ1W－DA08V相应的通道上输出相关的模拟量。因为CJ1W－DA08V输出只有图1方波梯形图程序图2锯齿波部分梯形图程电压信号，输出范围可以设置为－10V～＋10V、0V～＋10V、0V～＋2．2锯齿波5V或1V～＋5V，这里为了简单起见，设定其输出范围都为0V～＋锯齿波输出波形的幅值在上限Vmax和下限Vmin之间按设定10V，因此本信号发生器输出是电压波形。的斜率递加或者递减。这里设Vmin＝0。这样很方便使用BCD码2．1方波递增／递减指令和比较指令来实现锯齿波幅值控制的需求。锯齿方波是控制系统中最常用的信号，也是PLC定

6、时器指令运波的频率要根据D／A转换单元的分辨率进行设置，由于PLC用的经典范例。这样很容易想到用两个定时器构建控制电路，其的D／A单元每一路转换时间约为1ms，所以频率值不宜过高。66基于PLC的信号发生器的设计与实现这里设定构建一个周期为1s，Vmax＝6V的电压锯齿波，设定周期3波形输出为100Hz，则发生脉冲为0．01s，采用高速定时器TIMH指令，其CJ1W－DA08V模块外接DC24V稳压电源，设置其相应的时间设定值为＃0001。由于D／A转换中采用16进制，不符合我参数，选择3路电压输出。下载程序，断电后重新启动系统，在们常用的十进制，为了输出幅值方便查看，要用标度指令将

7、有关示波器上可以观察到相应的输出波形如图5a～图5c所示。参数进行变换。部分梯形图程序如图2。这里产生的是正斜率增长的锯齿波，修改程序，当脉冲输出通道的值等于Vmax时，用递减指令使其值递减为Vmin，这样可以得到由正负斜率的锯齿波，也就是常用的三角波。2．3余弦波CJ1M系列PLC具有丰富的特殊算术运算指令，可以方便地实现数学函数运算。可以实现余弦函数运算的指令有APR（069）和COS（461）两条。对于前者，通过设置其对应的控制字C＝000，可以计算