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1引言 可編程邏輯控制器（Programming Logic Controller, PLC）作為一臺工業(yè)計算機，集數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示于一身，那么作為數(shù)據(jù)終端，數(shù)據(jù)的顯示是完全必要的。雖然PLC本身有許多指示燈，可以觀測到PLC的CPU單元、輸入/輸出單元及網(wǎng)絡(luò)通信單元的運行工作狀態(tài)，但無法顯示PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)。計算機通過與PLC通信以及觸摸屏都可以實現(xiàn)PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)顯示，但價格昂貴，對一些小型不需要經(jīng)常改動的系統(tǒng)來說更是浪費。本文采用撥碼開關(guān)和數(shù)碼管來顯示PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)，操作簡單、成本低廉，對實驗教學(xué)和工程人員有參考價值。 (1)應(yīng)用行業(yè)：機加工、過程控制等。 (2)使用產(chǎn)品：CJ1M(CPU22)， CS1W-ID211，CS1W-OD261 (3)應(yīng)用的主要工藝點及要解決的主要問題：內(nèi)部數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示 (4)應(yīng)用方案簡介：用高頻率晶體管輸出單元，結(jié)合高速定時器指令TIMH實現(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。 2動態(tài)數(shù)據(jù)顯示 2.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計 LED數(shù)碼管有7段顯示燈，可以用來顯示0～9間的10個數(shù)字。CJ1M系列PLC內(nèi)部通道數(shù)據(jù)一般都是四位，如果用借用每個輸出點來控
圖1 PLC硬件接線圖 注意，這里的PLC輸出模塊應(yīng)選用晶體管或者晶閘管輸出單元，而不宜采用繼電器輸出單元。因為繼電器輸出單元為有觸點開關(guān)，響應(yīng)慢、速度低，不適用于高頻率的通斷，也不適用于動態(tài)數(shù)據(jù)顯示[1>。故圖1中采用OMRON公司CJ1W-OD261（64點）晶體管作為輸出單元，其在本PLC機架上的IO地址分配為6.00～9.15，這里用0006通道作為內(nèi)部數(shù)據(jù)的顯示通道。6.00～6.03為CD4511的數(shù)據(jù)輸入端A、B、C、D，其中A為最低位，D為最高位， 為高電平時鎖存數(shù)據(jù)，四位數(shù)據(jù)的 端由PLC的6.04～6.07分別控制，4個數(shù)碼管共占用8個輸出點。 2.2 選通信號的生成 由于4個數(shù)碼管 的線皆由一個I/O口控制，因此，在每一瞬間，4位LED會顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方式輪流點亮各位LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。使每位分時顯示該位應(yīng)顯示字符，根據(jù)人眼視覺特性，當(dāng)LED所加信號頻率大于50Hz時,人眼不能感覺其變化，所以每位顯示的間隔不能超過20ms，也就是說要在20ms之內(nèi)分時的點亮所有LED，LED越多所分的時間越短，亮度就會不足；如果增加點亮?xí)r間，又會使掃描頻率下降，有閃爍感容易造成人眼的彼勞，故常采用動態(tài)掃描方式[2>。這種掃描方式僅適用于LED不超過10個時的場合，本例中只有4只LED數(shù)碼管，故可以選用此方法。 CJ1M系列PLC有豐富的定時指令，其定時器類型有1ms、10ms和100ms，這里選用TIMH指令[3>，定時器的設(shè)定值為#1，這樣選通信號的周期為10ms。 2.3 同步化處理 PLC采用循環(huán)周期掃描工作方式，指令的執(zhí)行由上至下，有左至右，前面的結(jié)果將影響后面；前一個周期的結(jié)果影響下一周期。PLC邏輯設(shè)計同步化就是設(shè)法實現(xiàn)：用脈沖信號控制輸出及內(nèi)部狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，有脈沖作用的周期，執(zhí)行指令才有效果；而且在脈沖信號起作用的這周期中，前面指令的執(zhí)行結(jié)果，不改變后面指令的執(zhí)行條件[4>。同步化處理的方法很多，在圖2中是通過合理安排指令的先后順序來實現(xiàn)同步的。 圖2中，系統(tǒng)上電，高速定時器開始定時，10ms后，其常閉觸點斷開，即T0輸出一個脈沖，寬度為一個掃描周期。第一個脈沖到了， 6.04置位，成為前一行的指令執(zhí)行條件，但這時它的指令已經(jīng)執(zhí)行完畢，故在此脈沖作用期間，也不會有什么變化。依此類推，第四個脈沖之后，6.07置位，6.06復(fù)位，成為工作寄存器W0.00輸出的條件，第五個脈沖到來，6.07復(fù)位，梯形圖又回到初始狀態(tài)，如此反復(fù)，分時實現(xiàn)四位數(shù)據(jù)的 端6.04～6.07輪流接通10ms。
圖2 選通信號的生成 2.4 數(shù)據(jù)顯示 采用MOVD指令，將要顯示的內(nèi)部數(shù)據(jù)如DM區(qū)、W區(qū)、T/C區(qū)等中的一個字通過通道6顯示出來。如圖3所示，本例中，依不同的選通信號，將D0中的數(shù)據(jù)通過選擇不同的位進行顯示。
圖3 數(shù)據(jù)顯示輸出 3 功能擴展 3.1 顯示雙字 在圖1中，PLC輸入端0.01接撥碼開關(guān)SA，其作用根據(jù)其所在位置不同結(jié)合跳轉(zhuǎn)指令（JMP/JME）來確定數(shù)據(jù)顯示是哪個通道。如圖4中，當(dāng)SA為ON時，顯示D0中的數(shù)據(jù)；當(dāng)SA為OFF時，顯示D1中的數(shù)據(jù)。
圖4 雙字?jǐn)?shù)據(jù)顯示輸出 3.2 硬件擴展 如果對4個選通輸出點6.00～6.03采用一片4線－16線譯碼器（如SG74HC154）進行譯碼，可以擴展成16個循環(huán)的選通信號，就能顯示4個通道的數(shù)據(jù)。如果結(jié)合開關(guān)SA，按圖4中的方式，就可以顯示8個通道的數(shù)據(jù)。 5結(jié)束語 本文以CJ1M系列PLC為例，用9個I/O點（1個輸入，8個輸出）結(jié)合軟件編程和硬件擴展來顯示8個內(nèi)部通道的數(shù)據(jù)（128位）。實踐證明，該方法簡易可靠、成本不高，適合實驗教學(xué)和工程現(xiàn)場操作。 | |
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