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1、可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术第九章第九章 FX2N系列可编程系列可编程控制控制器脉冲输出及高速处理指令器脉冲输出及高速处理指令目录目录n FXFX2N2N系列可编程控制器的脉冲输出功能系列可编程控制器的脉冲输出功能n FXFX2N2N系列可编程控制器的高速计算器系列可编程控制器的高速计算器n FXFX2N2N系列系列PLCPLC高速计数器指令高速计数器指令n FXFX2N2N系列系列PLCPLC脉冲输出及高速计数器指令应脉冲输出及高速计数器指令应用实例用实例1内容提要内容提要2 工业控制领域中经常要遇到脉冲列工业控制领域中经常要遇到脉冲列,运动体的位移运动体的位移可以转变为脉冲的数
2、量可以转变为脉冲的数量,电压、电流、温度、压力等物电压、电流、温度、压力等物理量的量值变化可以转变为脉冲列频率的变化。与此理量的量值变化可以转变为脉冲列频率的变化。与此相反相反,定量的脉冲可以作为定量位移的驱动信号定量的脉冲可以作为定量位移的驱动信号,调制调制输出脉冲的脉宽可以成为模拟信号输出的手段。因而输出脉冲的脉宽可以成为模拟信号输出的手段。因而近年来近年来,PLC,PLC厂商都很重视产品的脉冲处理功能。厂商都很重视产品的脉冲处理功能。本章介绍本章介绍 FX2 NFX2 N系列可编程控制器脉冲处理类元系列可编程控制器脉冲处理类元器件及指令器件及指令,含高速计数器的类型、使用方法、脉冲输含高
3、速计数器的类型、使用方法、脉冲输出类指令及高速计数指令等出类指令及高速计数指令等,并给出了脉冲处理在工业并给出了脉冲处理在工业应用中的例子。应用中的例子。第一节第一节 FX2N系列可编程控制器的脉冲输出功能系列可编程控制器的脉冲输出功能n FX2N系列可编程控制器在FX2系列机基础上新增加了脉冲输出功能。n 通过本机(晶体管输出型)特定的输出口(Y000、Y001)可输出指定频率及数量的脉冲串或输出脉冲宽度可调制的脉冲串，用于简单的定位控制及模拟量控制。3第一节第一节 FX2N系列可编程控制器的脉冲输出功能系列可编程控制器的脉冲输出功能 1.1.1.1.脉冲输出指令脉冲输出指令脉冲输出指令脉冲
4、输出指令指令名称指令代码位数助记符操 作 数程序步S1/S2D脉冲输出指令FNC57(16/32)PLSY(D)PLSYK、HKnX、KnY、KnM、KnS T、C、D、V、Z只能指定晶体管型 Y000及Y001PLSY7步(D)PLSY13步表9-1 脉冲输出指令的要素该指令可用于指定频率、产生定量脉冲输出的场合。该指令可用于指定频率、产生定量脉冲输出的场合。该指令可用于指定频率、产生定量脉冲输出的场合。该指令可用于指定频率、产生定量脉冲输出的场合。4第一节第一节 FX2N系列可编程控制器的脉冲输出功能系列可编程控制器的脉冲输出功能图9-1 脉冲输出指令使用说明5第一节第一节 FX2N系列可
5、编程控制器的脉冲输出功能系列可编程控制器的脉冲输出功能 2.2.2.2.可调速脉冲输出指令可调速脉冲输出指令可调速脉冲输出指令可调速脉冲输出指令指令名称指令代码位数助记符操 作 数程序步S1/S2/S3D可调速脉冲输出指令FNC59(16/32)PLSR(D)PLSRK、HKnX、KnY、KnM、KnST、C、D、V、Z只能指定晶体管型 Y000及 Y001PLSR9步(D)PLSR17步表9-2 可调速脉冲输出指令的要素6第一节第一节 FX2N系列可编程控制器的脉冲输出功能系列可编程控制器的脉冲输出功能n 该指令是带有加减速功能的定尺寸传送脉冲输出指令。功能 对所指定的最高频率进行指定加减速
6、时间的加减速调节,并输出所指定的脉冲数。7第一节第一节 FX2N系列可编程控制器的脉冲输出功能系列可编程控制器的脉冲输出功能图9-2 可调速脉冲输出指令使用说明8第一节第一节 FX2N系列可编程控制器的脉冲输出功能系列可编程控制器的脉冲输出功能 3.3.3.3.脉宽调制指令脉宽调制指令脉宽调制指令脉宽调制指令指令名称指令代码位数助记符操作数程序步S1/S2D脉宽调制指令FNC58(16)PWMK、HKnX、KnY、KnM、KnS T、C、D、V、Z只能指定晶体管型 Y000及Y001PWM7步表9-3 脉宽调制指令的要素该指令用于指定脉冲宽度、脉冲周期，产生脉宽可调脉冲该指令用于指定脉冲宽度、
7、脉冲周期，产生脉宽可调脉冲输出的场合。输出的场合。9第一节第一节 FX2N系列可编程控制器的脉冲输出功能系列可编程控制器的脉冲输出功能图9-3 脉宽调制指令使用说明10第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器n 对外部信号计数，工作在中断工作方式n 计数范围较大，计数频率较高n 工作设置较灵活n 使用专用的工作指令高速计数器与普通计数器的主要差别：11第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器n一、数量及类型一、数量及类型n FX2N系列可编程控制器设有 C235C255计21点高速计数器。它们共享同一个机箱输入口上的6
8、个高速计数器输入端(X000-X005)。由于使用某个高速计数器时可能要同时使12第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器分类分类分类分类1 1相无启动相无启动/复位端子复位端子(单输入单输入)C235)C235C240 6C240 6点点1 1相带启动相带启动/复位端子复位端子(单输入单输入)C241)C241C245 5C245 5点点1 1相相2 2计数输入型计数输入型 C246C246C250 5C250 5点点2 2相双计数输入型相双计数输入型 C251C251C255 5C255 5点点13第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列
9、可编程控制器的高速计数器中断输入1相无启动/复位(单输入)1相带启动/复位(单输入)C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245X000U/DU/DU/DX001U/DRRX002U/DU/DU/DX003U/DRRX004U/DU/DX005U/DRX006SX007S表9-4 FX2N系列可编程高速计数器一览表14第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器中断输入1相2计数输入2相双计数输入C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255X000UUUAAAX001DDDBBBX
10、002RRRRX003UUAAX004DDBBX005RRRRX006SSX007SS续表 注:U表示增计数输入,D表示减计数输入,A表示A相输入,B表示B相输入,R表示复位输入,S表示启动输入。15第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器n二、使用方式二、使用方式 1.11.11.11.1相无启动相无启动相无启动相无启动/复位高速计数器复位高速计数器复位高速计数器复位高速计数器图9-4 1相无启动/复位高速计数器16第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器 2.12.12.12.1相带启动相带启动相带启动相带启动/复
11、位端高速计数器复位端高速计数器复位端高速计数器复位端高速计数器图9-5 1相带启动/复位端高速计数器 X007端子上送入的外启动信号只有在X015接通,计数器C245被选中时才有效。而X003及 X014二个复位信号则并行有效。注意注意17第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器 3.13.13.13.1相相相相2 2 2 2计数输入型高速计数器计数输入型高速计数器计数输入型高速计数器计数输入型高速计数器图9-6 1相2计数输入型高速计数器18第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器 4.24.24.24.2相双计数输
12、入型高速计数器相双计数输入型高速计数器相双计数输入型高速计数器相双计数输入型高速计数器图9-7 2相双计数输入型高速计数器带有外计数方向控带有外计数方向控制端的高速计数器制端的高速计数器也配有编号相对应也配有编号相对应的特殊辅助继电器的特殊辅助继电器,只是它们没有控制只是它们没有控制功能只有指示功能。功能只有指示功能。19第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器n三、高速计数器的频率总和三、高速计数器的频率总和n n频率总和频率总和是指同时在PLC输入端口上出现的所有信号的最大频率总和。nFX2N系列机频率总和的参考值为20kHz。20第二节第二节 FX2
13、N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器 1.1.1.1.各输入端的响应速度各输入端的响应速度各输入端的响应速度各输入端的响应速度高速计数器类型1相输入2相输入特殊输入点 其余输入点 特殊输入点 其余输入点输入点X000、X001 X002X005 X000、X001 X002X005最高频率 60kHz 10kHz30kHz5kHz表9-5 输入点的频率性能21第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器 2.2.2.2.被选用的计数器及其工作方式被选用的计数器及其工作方式被选用的计数器及其工作方式被选用的计数器及其工作方式 1 1 1 1
14、相型相型相型相型高速计数器无论是增计数还是减计数,都只需一个输入端送入脉冲信号。1 1 1 1相相相相2 2 2 2计数输入计数输入计数输入计数输入高速计数器在工作时,情况多样。2 2 2 2相双计数输入型相双计数输入型相双计数输入型相双计数输入型高速计数器工作时不但要接收二路脉冲信号，还需同时完成对二路脉冲的解码工作。22第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器n 当使用高速计数器指令，以软件方式完成高速计数控制时，软件的使用要影响高速计数器的最高使用总频率。3.3.3.3.以上所述为硬件频率以上所述为硬件频率以上所述为硬件频率以上所述为硬件频率使用条件
15、总计频率数/kHz程序中未使用FNC53、FNC54、FNC55指令20程序中仅使用了FNC53、FNC54指令11程序中使用了FNC55指令5.5表9-6 高速处理指令对 PLC接受外部高速信号能力的影响23第二节第二节 FX2N系列可编程控制器的高速计数器系列可编程控制器的高速计数器计算示例计算示例(不使用FNC53-55)编号 使用内容 计算值C235(单相):输入60kHz 作为硬件计数用(不要加入)C237(单相):输入3kHz 3kHzC253(双相):输入2kHz 4kHzPLSY(Y000):输出7kHz 7kHzPLSY(Y001):输出4kHz 4kHz 总计频率数 合计
16、18kHz20kHz图9-8 频率数计算实例24第三节第三节 FX2N系列系列PLC高速计数器指令高速计数器指令 1.1.1.1.高速计数器比较置位及比较复位指令高速计数器比较置位及比较复位指令高速计数器比较置位及比较复位指令高速计数器比较置位及比较复位指令指令名称助记符指令代码位数操作数程序步S1S2D高速计数器比较置位(D)HSCSFNC53(32)K、HKnX、KnY、KnMKnS、TC、D、V、ZC(C=235255)Y、M、SI010I060计数中断指针(D)HSCS13步高速计数器比较复位(D)HSCRFNC54(32)K、HKnX、KnY、KnMKnS、TC、D、V、ZC(C=2
17、35255)Y、M、S可同 S2()(D)HSCR13步表9-7 高速计数器比较置位及比较复位指令要素25第三节第三节 FX2N系列系列PLC高速计数器指令高速计数器指令图9-9 高速计数器比较置位、比较复位指令使用说明26第三节第三节 FX2N系列系列PLC高速计数器指令高速计数器指令说明：说明：说明：说明：高速计数器比较置位指令中高速计数器比较置位指令中高速计数器比较置位指令中高速计数器比较置位指令中DDDD可以指定计数中可以指定计数中可以指定计数中可以指定计数中断指针。断指针。断指针。断指针。高速计数器比较复位指令也可以用于高速计数器本高速计数器比较复位指令也可以用于高速计数器本高速计数
18、器比较复位指令也可以用于高速计数器本高速计数器比较复位指令也可以用于高速计数器本身的复位。身的复位。身的复位。身的复位。27第三节第三节 FX2N系列系列PLC高速计数器指令高速计数器指令图9-10 高速计数器比较置位、复位指令的应用28第三节第三节 FX2N系列系列PLC高速计数器指令高速计数器指令 2.2.2.2.高速计数器区间比较指令高速计数器区间比较指令高速计数器区间比较指令高速计数器区间比较指令指令名称助记符指令代码位数操作数程序步S1/S2S1S2SD高速计数器区间比较指令(D)HSZ FNC55(32)K、HKnX、KnY、KnM KnS、T C、D、V、ZC(C=235255)
19、Y、M、S(3连号元件)(D)HSZ13步表9-8 高速计数器区间比较指令要素29第三节第三节 FX2N系列系列PLC高速计数器指令高速计数器指令图9-11 高速计数器区间比较指令的使用说明30第三节第三节 FX2N系列系列PLC高速计数器指令高速计数器指令n 比较置位、比较复位、区间比较三条指令是高速计数器的32位专用控制指令。n 在同一程序中如多处使用高速计数器控制指令，其控制对象输出继电器的编号的高2位应相同，以便在同一中断处理过程中完成控制。3.3.3.3.高速计数器指令使用的几点说明高速计数器指令使用的几点说明高速计数器指令使用的几点说明高速计数器指令使用的几点说明31第三节第三节
20、FX2N系列系列PLC高速计数器指令高速计数器指令n 特殊辅助继电器 M8025是高速计数指令的外部复位标志。n 高速计数器比较指令是在外来计数脉冲作用下以比较当前值与设定值的方式工作的。32第三节第三节 FX2N系列系列PLC高速计数器指令高速计数器指令 刷新指令刷新指令FNC50 REF:FNC50 REF:用于指定输入及输出口立即刷新。刷新和滤波时间调整指令刷新和滤波时间调整指令FNC51 REFF:FNC51 REFF:用于X000X007口的刷新及滤波时间的调整。速度检测指令速度检测指令FNC56 SPD:FNC56 SPD:用于从指令指定的输入口送入计数脉冲,规定计数时间,统计速度
21、脉冲数的场合。矩阵输入指令矩阵输入指令FNC52 MTR:FNC52 MTR:用于从输入口快速、批量输入数据的场合。4.4.4.4.其他高速处理指令其他高速处理指令其他高速处理指令其他高速处理指令33第三节第三节 FX2N系列系列PLC高速计数器指令高速计数器指令 可编程序控制器在响应时间短于扫描周期的信号时,除了计数系统需采取高速计数器外,机器的输入输出刷新及滤波也都会影响到机器的响应速度。当X000X007用作高速计数输入、使用速度检测指令或用作中断输入时,输入滤波器的时间常数自动设置为50s。小结小结小结小结34第四节第四节 FX2N系列系列 PLC脉冲输出及高速计数器脉冲输出及高速计数器指令应用实例指令应用实例n 脉冲输出及高速计数指令常用在位置控制及定长控制中。n 比如薄钢板的开平冲剪生产线，需要将带钢板整平后冲剪为等长的长方形板材包装。35图9-12 钢板展开压平冲剪流水线控制36