脉冲量输入开关量输出闭环控制优化方案

脉冲量输入开关量输出闭环控制使用的是高速计数比较控制。它采集脉冲累计数，并设定值进行比较。根据比较结果，产生控制输出。其特点是，全过程都是或都可以中断方式工作。信号采集及比较中断工作，控制输出中断产生。

高速计数比较控制多用于行程控制，以控制运动部件的行程，达到如控制下料长度、控制部件位置等要求。

1.小型PLC高速计数闭环控制

用小型机进行高速计数比较控制，首先要使它能高速计数。为此，要作好3个设定：

（1）是否使用高数计数功能？应设为使用。

（2）复位方式，是软件复位，还是Z相加软件复位（如CQM1机，用特殊继电器252.00ON，使高速计数器现值回到0）？如需硬件复位，选后者。

（3）高速计数模式，是增计数？还是两相（加/减）计数？等等，按自己要求选定。

图5-31 范围比较及 起动比较

这些选定都是改变DM参数区（DM6642）的值实现，也可在CXP软件的设定窗口上选择，而后者实质也是改变DM参数区的值。

有了以上设定，PLC运行时，即可脉冲从高速计数输入点读入脉冲。只要向PLC送入脉冲，高速计数器的现值即有变化。高速计数器为两个字，248、249的内容即为它的现值，也可用PRV或INI指令读、写它的现值，有关细节，可参阅有关说明书。

读入脉冲后，怎么处理？比较，根据比较的结果实施控制。有表比较及范围比较。为此，要起动相应指令。图5-31所示为使用范围比较及起动比较的程序。这里用CQM1的高速计数功能，显示及控制某金矿提升机的位置，以代替原用的行程开关控制。该系统是原黄金学院自控系开发的，已收到了良好的效果。

图5-31中用P_First…为特殊继电器，在程序扫描第一周期ON，常用于程序初始化。在此，为调CTBL指令及INI指令。CTBL用以建立范围比较，被比较值首字存于DM0中。执行INI指令，是把HR0通道的内容传给高速计数器，置它的现值。

CTBL指令有三个操作数。第一个默认为0，第二个为控制字，分别取值为000、001、002、003，第三个为字地址（TB），存储被比较数。

C的含义为：

000：建立表比较，并开始比较

001：建立范围比较，并开始比较

002：建立表比较，由执行INI指令起动比较

003：建立范围比较，由执行INI指令起动比较

字地址的含义：

若为表比较：可对16个双字比较，这里TB及随后的字的含义为：

TB：指明与多少个字比较，取值为1～16

TB+1：目标值低4位

TB+2：目标值高4位

TB+3：当现值与目标值相等时将调用的子程序号

这相邻的3个字算一组，接着还可设第二组，最多可设16组，占48个字。加上TB，最多时，从TB开始到TB+48的字都要用。

若为范围比较，则固定用8个范围，其含义为：

TB：低限，低4位

TB+1：低限，高4位

TB+2：高限，低4位

TB+3：高限，高4位

TB+4：当现值落入上述范围，将调用子程序号，可为000～127

这里每组用5个字，必须设8组，共用40个字。如设了，但又不用，则应把调子程序号那个字设为FFFF。

从对CTBL指令的介绍可知，本例用的是仅建立范围比较，而是否执行比较？由执行INI指令起动。

INI为中断指令，也有3个操作数。

第一个，默认为0

第二个，可为0、1、2、3。0为起动比较，1为停止比较，2为现值更新，3为脉冲输出停止（不用于此场合）。

第三个，默认为0，但当第二个为2时，它及它的高一个字存储的是向高速计数器更新值。

如图5-31所示程序，高速计数值与比较值相等所调的子程序号，靠DM0004、DM0009、…确定。而比较值，靠DM0000、0001，DM0002、0003，…确定。

本例INI执行取决于“Q”是否ON，ON，意味系统工作，即执行INI指令，起动范围比较。(www.xing528.com)

利用CQM1高速计数功能，目的为控制矿车运动。当矿车接近层面时要减速，并显示层的数据，便于工人操作，使其准确停下来。

这里的对子程序内容及DM0000～DM0039的设定细节，就不多介绍了。

另外，这里还时时把SR230、SR231（它是特殊继电器存的为高速计数器的内容，CPM机为248、249）的内容传给HR00、HR01，目的是使HR00、HR01始终保存着计数器现值。HR有掉电保持功能。上电时，再把它的内容传至高速计数器（不然，高速计数器总是从零开始计数），可反映上次停车时矿车的实际位置，很便于矿车操作。

提示：本例用的为CQM1机，其它机型也有类似功能，也可使用，但具体内部器件及输入、输出地址及指令的细节可能有所区别。使用时可参考有关手册操作。

2.高速计数模块闭环控制

用高速计数模块进行高速计数，作比较控制，为此要：

（1）高速计数模块类型较多，要选合适的类型。

（2）计数模式也很多，也要按需要选用。

（3）进行硬件设定。设定机号，不能与其它特殊单元重复；设定DIP开关，与模式、输入脉冲、复位、控制信号的使用等情况对应。

（4）正确安装及接线。

（5）进行参数设定。对计数模式的设定应与硬件的设定一致，否则不能工作，并显示出错信号。不同的计数模式，或相同的计数模式而情况不同，参数的设定都不可能完全相同。

（6）选用命令及使用好标志，正确编制梯形图程序，使高速计数模块实现所要求的功能。

例：图5-32所示为使用高速计数模块的例子，用以控制剪接材料的长度。

图5-32中1为导轮，由电动机带动，旋转时，可使材料从卷料中绕出，并送向切刀7。2为旋转编码器，随着细杆送进，而发出计数脉冲，经信号线送高速计数模块。高速计数模块依计数情况，可产生#0、#1、#2及#4输出，以分别控制制动松开和电动机工作、低速到高速转换、高速到低速转换及制动和切刀切下等动作。

本例的硬件设定为：机号为1，模式为3，背板上DIP开关针3、5ON，其它OFF。设成内部复位有效及输入脉冲乘2。

软件设定：主要对DM，因机号为1，故占用的DM是DM1100～DM1199。

图5-32 高速计数模块使用实例

1—导轮 2—编码器 3—卷料 4—编码器用接线器 5—高速计数模块 6—电动机控制器 7—切刀

图5-33所示为工作过程的信号波形。表5-16所示为该图中有关参数选定。所有参数的单位都是ms。如A100ms，其对应的计数值应是100乘脉冲频率，再乘1000。

图5-33 工作过程信号波形

表5-16 参数值

参数值的选定与准备剪切材料的长度、工艺参数有关，这也是程序调试过程要解决的问题。

它的四个输出为：#0ON对应于制动松开和电动机起动：#1ON时为快速；#2ON使制动到给定位置，即计数值为零时，#4输出ON，使切刀剪切。

DM区设定见表5-17。

表5-17 DM字设置

（续）

与上述对应的梯形图程序如图5-34所示。

从图5-34可知，这个梯形图程序并不复杂。按下“复位按钮”，110.06 ON，使计数器及输出复位。按下“起动按钮”，110.00 ON，使计数起动。“常通标志”，110.02ON，使输出使能，等等。输出0、1、2、4是高速计数单元的输出点的输出，PLC无需，也不可能用程序去控制。

为了检测工作后什么时候完成，用微分下降指令检测输出4（控制切刀动作的）从ON到OFF（表明整个工作完成），其操作数为30.00。工作完成，它将ON一个扫描周期。这足以使30.01 ON，并自保持。这表明操作完成。重新起动时，110.00的常闭触点断，使30.01复位。

从上例可知，高速计数模块比较控制程序设计的工作量不大、主要工作是硬件、软件设定及参数选择。很多经验证明，首先要设定好，不出现报警，确保脉冲数读入；其次是参数选定，能进行比较及产生控制输出。

提示：本例用的为C200H机的高速计数模块。其它机型的模块很多，也都可使用，但模块的功能、特性、内部器件及输入、输出地址及使用细节可能有所区别，使用时可参考有关手册操作。

图5-34 起动结束梯形图程序