PLC S7-1200 a pulzní modulovaný výstup PWM

  • pátek, 30 leden 2015 03:00

Ukážeme si prakticky jak na pulzní modulovaný výstup PWM v Simatic S7-1200 a zkusíme, jestli jej dostaneme na udávaných 100kHz.

PWM/PTO funkce pro pulzní výstupy PLC nejsou v žádném případě stejné, takže nejprve si vyzkoušíme PWM funkci, tedy modulaci šířky pulzu. Na naší videoukázce je princip PWM jednoznačně vidět.  


Pulzní šířkovou modulaci umí každé PLC S7-1200, poslední firmwarová verze jako obvykle tyto funkce trochu vylepšila, maximální výstupní frekvence je 100kHz, u nového CPU 1217C se podobně jako u rychlého čítače dostaneme až na 1MHz.

PWM/PTO and S7-1200


Nejprve je nutné tuto funkci v HW konfiguraci PLC uvolnit a nastavit základní parametry.

PWM/PTO and S7-1200


Pulzní výstup může pracovat ve dvou režimech. První PWM, tedy šířková modulace pulzu, druhý PTO - pulse train output je u S7-1200 použitelný s instrukcemi řízení pohybu - motion control, což si ukážeme příště.

Klikněte si na obrázek pro zvětšení.

PWM/PTO and S7-1200


PWM (Pulse Width Modulation) funkce funguje přesně podle obrázku. Pevně nastavená doba pulzu, tedy frekvence a volně regulovaná střída (šířka) pulzů. Tento jednoduchý princip řízení můžete najít u některých měničů a polohových regulátorů.

PWM/PTO and S7-1200


Časová základna v mikrosekundách a doba pulzu 1 milisekunda, tedy frekvence 1kHz. Je samozřejmě možné nastavit jakékoliv číslo v rozsahu a doba (frekvence) pak bude libovolná. Střída pulzu je nastavitelná jako konstanta (např. 0-1000) nebo analogový formát v rozmezí hodnoty proměnné 0 - 27648. Přesně je to vidět na videoukázce v závěru.

PWM/PTO and S7-1200


U našeho nejnovějšího CPU, podobně jako u nastavení HSC můžeme zvolit, který výstup bude pro pulzní funkci přiřazen.

PWM/PTO and S7-1200


Výstupní adresa, tentokrát jako 2 byte word, bude sloužit k regulaci střídy pulzů.

PWM/PTO and S7-1200


Nakonec nezbytné identifikační číslo. Nemusíte si je tak intenzívně pamatovat, pro použití v PLC programu si ukážeme níže, kde jej najdete jako systémovou proměnnou.

PWM/PTO and S7-1200


K ovládání výstupních pulzů slouží Siemens funkce PWM, která potřebuje jen identifikaci a bitový signál pro uvolnění, nebo zablokování výstupu. Nezávisle na této funkci si do PQW oblasti zapíšeme hodnotu střídy pulzního signálu v rozmezí 0 - 27648, tedy 12000 bude odpovídat zhruba 1:1, přesně by to bylo 13824.

PWM/PTO and S7-1200


V záložce systémových konstant tabulky tagů najdeme všechny hodnoty pro veškeré použité hardware. Stačí je přes schránku kopírovat do PLC programu na vstup patřičné funkce.

PWM/PTO and S7-1200


Ve VAT tabulce si ověříme, že pulzní výstup máme uvolněn a pak již zbývá jen jej zobrazit, třeba biografem, jak uvidíme dále.

PWM/PTO and S7-1200


Mimochodem ve VAT tabulce proměnných je možné tyto ovládat přes pravé tlačítko myši.

Klikněte si na obrázek pro zvětšení.

PWM/PTO and S7-1200


Dvě uvedené proměnné pro ovládání pulzního výstupu si přidáme na obrazovku dotykového panelu, abychom si výstup mohli ovládat trochu elegantně. Pusní výstup jsme přivedli ještě do vstupu HSC čítače, tak budeme vidět i frekvenci.

PWM/PTO and S7-1200


Frekvence 1kHz a střída 12000 tedy přibližně 1:1.

Ještě důležitá poznámka, pulzní výstup je pro skutečnou aplikaci vhodné zatížit, aby výstupní signál byl aspoň trochu podobný impulzům, uvidíte dále, jak to ve vyšších frekvencích zlobí.

PWM/PTO and S7-1200


Frekvence 1kHz a střída 2000. Pokud bychom zadali nulu, bude výstup ve stavu logické "L". A naopak.

PWM/PTO and S7-1200


Frekvence 1kHz a střída 25000. Nyní můžeme přesně vidět, jak modulace funguje a je regulovatelná.

PWM/PTO and S7-1200


Frekvence 10Hz a poloviční střída 12000. Tady při malé frekvenci nemá nezatížený výstup téměř vliv na průběh sepnutí.

PWM/PTO and S7-1200


Zato zde je to čítankové. 100kHz nezatížených. Ovšem HSC čítač v PLC Simatic vezme i tohle.            

Klikněte si na obrázek pro zvětšení.

PWM/PTO and S7-1200


Jeden hertz, ten je vidět jak bliká v úvodu našeho videa.

PWM/PTO and S7-1200


PWM výstup s různou frekvencí a regulací střídy pulzu.

Klikněte si zde pro otevření videa samostatném okně


Závěr: 

Tak, funkce PWM je poměrně jednoduchá. Jak bylo uvedeno, druhý režim pulzních výstupů PTO slouží přímo k řízení os pro jednoduché polohové aplikace. Tam už to je trochu složitější, ale také si ukážeme jak to prakticky udělat, abychom věděli princip a základní nastavení, pro budoucí využití v praxi.

Jaroslav Blažek


Doplňující odkazy k článku:

Systémová příručka pro S7-1200: http://support.automation.siemens.com/BR/view/en/36932465             

Blaja automation portal

Pro psaní komentářů se přihlašte

Kontakt

email : blaja @blaja.cz
email reklama: info @blaja.cz
email adresy bez mezery 
před zavináčem

Jaroslav Blažek
Štěpánská 1888
755 01 Vsetín
+420 608 180 209