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1、项目十三 炉温控制系统,项目十三 炉温控制系统,项目描述任务1 掌握数学运算指令 任务2 掌握A/D、D/A转换任务3 炉温控制系统,项目描述,1.控制内容：初始状态；启动操作；停止操作。2.控制要求：(1)初始状态：电动机M1=M2=OFF，小车停在SQ3位置，SQ3发光管亮，SQ4发光管灭，炉门关闭，SQ2亮，SQ1灭，电炉丝关断。(2)启动操作：按下启动按钮，开始下列操作，如图所示。步骤：参照实践教程P68-69(3)停止操作：按下停止按钮，本工序结束后系统停止运行，再次按下启动按钮，系统正常运行。,项目实施过程,一、方案设计（1）硬件设计（2）软件设计二、项目实施（1）硬件接线（2）程
2、序录入三、设备调试四、项目报告,任务1 掌握数学运算指令,学习目标：掌握数学运算指令掌握浮点数函数运算指令 逻辑运算指令,一、掌握数学运算指令,返回本节,1.加法指令,2.减法指令,整数加法、减法、乘法、除法,双整数加法、减法、乘法、除法,整数完全乘法、除法,实数加法、减法、乘法、除法,3.乘法指令,4.除法指令,整数完全除法指令，把输入端（IN）指定的两个16位整数相除，产生一个32位结果，并送到输出端（OUT）指定的存储单元中去。其中高16位是余数，低16位是商。,1 加法,1)整数加法(Add Integer)+I，整数加法指令。使能输入有效时，将两个单字长（16位）的符号整数IN1和I
3、N2相加，产生一个16位整数结果OUT。,整数加法应用举例,整数加法例,2)双整数加法（Add Double Integer）+D，双整数加法指令。使能输入有效时，将两个双字长（32位）的符号双整数IN1和IN2相加，产生一个32位双整数结果OUT。在LAD和FBD中，以指令盒形式编程，执行结果：IN1+IN2=OUT。在STL中，执行结果：IN1+OUT=OUT。OUT的寻址范围：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。指令格式：+DIN1，OUT例：+DVD0，VD4,3)+R，实数加法指令（Add Real）使能输入有效时，将两个双字长（32位）的实数I
4、N1和IN2相加，产生一个32位实数结果OUT。在LAD和FBD中，以指令盒形式编程，执行结果：IN1+IN2=OUT。OUT的寻址范围：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。本指令影响的特殊存储器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（负）。指令格式：+R IN1，OUT例：+R VD0，VD4,返回本节,2减法,减法指令是对有符号数进行相减操作。包括：整数减法（Subtract Integer）、双整数减法（Subtract Double Integer）和实数减法（Subtract Real）。这三种减法指令与所对应的加法指令除运算法则不
5、同之外，其他方面基本相同。,在LAD和FBD中，以指令盒形式编程，执行结果：IN1-IN2=OUT。在STL中，执行结果：OUT-IN2=OUT。指令格式：-IIN2,OUT（整数减法）-DIN2,OUT（双整数减法）-RIN2,OUT（实数减法）例：-IAC0,VW4,返回本节,3乘法,*I，整数乘法指令 使能输入有效时，将两个单字长（16位）的符号整数IN1和IN2相乘，产生一个16位整数结果OUT。,指令格式：*IIN1，OUT例：*IVW0，AC0,1)整数乘法（Multiply Integer）,2)完全整数乘法（Multiply Integer to Double Integer）
6、,MUL，完全整数乘法指令 使能输入有效时，将两个单字长（16位）的符号整数IN1和IN2相乘，产生一个32位双整数结果OUT。在LAD和FBD中，以指令盒形式编程，执行结果：IN1*IN2=OUT。OUT的寻址范围：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。本指令影响的特殊存储器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（负）；SM1.3（被0除）。指令格式：MULIN1，OUT例：MULAC0，VD10,3)双整数乘法（Multiply Double Integer）,*D，双整数乘法指令 使能输入有效时，将两个双字长（32位）的符号整数IN1和I
7、N2相乘，产生一个32位双整数结果OUT。在STL中，执行结果：IN1*OUT=OUT。IN1和IN2的寻址范围：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、HC、AC、*VD、*AC、*LD和常数。OUT的寻址范围：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。本指令影响的特殊存储器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（负）；SM1.3（被0除）。指令格式：*DIN1，OUT例：*D VD0，AC0,4)实数乘法,*R，实数乘法指令（Multiply Real）使能输入有效时，将两个双字长（32位）的实数IN1和IN2相乘，产生一个32位实数结果O
8、UT。在LAD和FBD中，以指令盒形式编程，执行结果：IN1*IN2=OUT。在STL中，执行结果：IN1*OUT=OUT。IN1和IN2的寻址范围：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD和常数。OUT的寻址范围：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。本指令影响的特殊存储器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（负）；SM1.3（被0除）。指令格式：*RIN1，OUT 例：*RVD0，AC0,返回本节,4除法,在LAD和FBD中，以指令盒形式编程，执行结果：IN1/IN2=OUT。在STL中，执行结果：OUT/
9、IN2=OUT。指令格式：/IIN2,OUT（整数除法（Divide Integer）DIV IN2,OUT（整数完全除法（Divide Integer to Double Integer）/D IN2,OUT（双整数除法（Divide Double Integer）/R IN2,OUT（实数除法（Multiply Real）,对于除法指令：指令将两个16/32位整数相除，并产生一个32位商，不保留余数。除以实数（/R）指令将两个32位实数相除，并产生一个32位实数商。,对于完全除法指令：将两个16位整数相除，得出一个32位结果，其中包括一个16位余数（高位）和一个16位商（低位）。,返回本节
10、,例：DIVVW10,VD100/IVW20,VW200两条指令的编程及执行情况比较如图4.26所示。,图4.26除法指令应用,5.增1减1指令,1)字节增和字节减 2)字增和字减 3)双字增和双字减 4)应用实例,1)字节增和字节减,INCB，字节增指令。使能输入有效时，把一字节长的无符号输入数（IN）加1，得到一字节的无符号输出结果OUT。DECB，字节减指令。使能输入有效时，把一字节长的无符号输入数（IN）减1，得到一字节的无符号输出结果OUT。,2)字增和字减,3)双字增和双字减,INCD，双字增指令。使能输入有效时，把双字长（32位）的有符号输入数（IN）加1，得到双字长的有符号输出
11、结果OUT。DECD，双字减指令。使能输入有效时，把双字长的有符号输入数（IN）减1，得到双字长的有符号输出结果OUT。,4)应用实例,控制要求：食品加工厂对饮料生产线上的盒装饮料进行计数，每24盒为一箱，要求能记录生产的箱数。程序及说明：如图4.29所示。,图4.29增减指令的应用,返回本节,二 掌握浮点数函数运算指令,1.三角函数指令 2.自然对数 3.指数 4.平方根,1.三角函数指令,SIN、COS、TAN，即正弦、余弦、正切指令。将一个双字长（32位）的实数弧度值IN分别取正弦、余弦、正切，各得到32位的实数结果。如果已知输入值为角度，要先将角度值转化为弧度值，方法：使用（*R）MU
12、L_R指令用角度值乘以/180即可。,例：TANVD0,AC0应用实例：求COS160o的值。如图所示。,三角函数应用例,返回本节,2.自然对数,LN，自然对数指令。将一个双字长（32位）的实数IN取自然对数，得到32位的实数结果。应用实例：求以10为底的50（存于VD0）的常用对数，结果放到AC0。本运算程序如图所示。,图自然对数的应用,3.指数,EXP，指数指令。将一个双字长（32位）的实数IN取以e为底的指数，得到32位的实数结果OUT。在LAD和FBD中，以指令盒形式编程，执行结果：EXP(IN)=OUT。在STL中，执行结果：EXP(IN)=OUT。指令格式：EXPIN,OUT 例：
13、EXPVD0,AC0,4.平方根,SQRT，平方根指令。把一个双字长（32位）的实数IN开平方，得到32位的实数结果。在LAD和FBD中，以指令盒形式编程，执行结果：SQRT(IN)=OUT。在STL中，执行结果：SQRT(IN)=OUT。本指令影响的特殊存储器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出和非法值）；SM1.2（负）。使能流输出ENO断开的出错条件：SM1.1（溢出）；SM4.3（运行时间）；0006（间接寻址）。指令格式：SQRTIN，OUT例：SQRTVD0，AC0,三 掌握逻辑运算指令,1.字节逻辑运算 2.字逻辑运算 3.双字逻辑运算,1.字节逻辑运算,字节逻辑运算包括字节与
14、、字节或、字节异或、字节取反。,2.字逻辑运算,字节逻辑运算包括字节与、字节或、字节异或、字节取反。,3.双字逻辑运算,字逻辑运算包括双字与、双字或、双字异或、双字取反。,返回本节,4、逻辑运算举例,模拟量的基本概念模拟量模块及其编址模拟量控制的应用,任务2 掌握A/D，D/A转换,2.1模拟量的基本概念,模拟量：在时间上、数值上都连续变化的物理量。1、初始性模拟量大部分是自然界中的初始变量。对非电量进行测量、处理、控制时，要把非电量转化成模拟电信号。标准的模拟电压信号：010V。标准的模拟电流信号：420mA或020mA模拟电信号的产生过程：见图5-1,2.1模拟量的基本概念,2.1 模拟量
15、的基本概念,2、连续性模拟量随时间的变化曲线是光滑而连续的，没有间断点。变化曲线见图5-23、转换性A/D转换；D/A转换。4、过程性模拟量控制系统=过程控制系统：输入信号和输出信号都是模拟量的控制系统。模拟量控制系统框图：图5-4,2.2模拟量模块及其编址,1、模块认识,模拟量模块主要分为3种，即模拟量输入模块EM231(4路模拟量输入)、模拟量输出模块EM232(2路模拟量输出)和模拟量I/O组合模块EM235(4路模拟量输入、1路模拟量输出)。,2、模拟量模块的外部接线方式,下面以组合模块EM235为例说明其模拟量I/O接线方式。,24VDC电源正极接入模块左下方L+端子，负极接入M端子
16、。,EM235模块的上部端子排为标注A、B、C、D的四路模拟量输入接口，可分别接入标准电压、电流信号。,未用的接口要将C+与C-端用短路子短接，以免受到外部干扰。,下部端子为一路模拟量输出端的3个接线端子MO、VO、IO，其中MO为数字接地接口，VO为电压输出接口，IO为电流输出接口。,在进行接线时应注意以下几点。(1)传感器接线的长度应尽可能短，并使用屏蔽双绞线。(2)敷设线路时应使用电缆槽，避免将导线弯成锐角。(3)避免将信号线与电源线路平行接近布置。(4)使用高质量的24V DC传感器电源，以保证无噪声及稳定运行。,3.模拟量模块的特点,(1)模拟量转换精度高，A/D转换达到12位。EM
17、231模块单极性输入0V5V、0V10V、0mA20mA满量程精度可达0.01%。I/O数据格式如图所示。输入数据格式,输出数据格式,(2)有多种量程输入范围，可通过DIP开关进行设置。如图所示。,模块开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围；而且开关设置只有在重新上电后才能生效。只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。,EM235选择单/双极性、增益和衰减,若所有输入设置成相同的模拟量输入范围和格式，则可通过开关1到开关6设置单/双极性、增益和衰减。,(3)输入接口带有模拟量输入滤波器，用以提高模拟量输入精度。,(4)可对模拟量输入接口进行校准和配置位
18、置。(5)数据采集速度高，模块可将模拟量信号在内转换为相应的数字量信号。,模拟量到数字量的转换时间/,最大,最小,最小,最大,设置时间电压输出/,4、地址分配-编址,每个模拟量扩展模块，按扩展模块的先后顺序进行排序，其中，模拟量根据输入、输出不同分别排序。模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始，精度为12位；模拟量值为0-32000的数值。输入格式:AIW起始字节地址 如AIW0输出格式:AQW起始字节地址 AQW0 每个模拟量输入模块，按模块的先后顺序地址为固定的，顺序向后排。例:：AIW0，AIW2，AIW4、AQW0，AQW2。,每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一
19、个模块只有一个输出AQW0(EM235只有一个模拟量输出)，第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。,2、地址分配举例,问：EM231 AIW0及其AIW2？EM232 AQW4及其AQW6？,2.3 模拟量控制的应用,概述：采用EM235（3AI/1AO），含A/D及其D/A转换要求：模拟量输入值是给定采样次数的采样平均值，然后 再输出模拟量电压信号,程序结构,主程序及其说明,子程序0及其说明,子程序1及其说明,子程序2及其说明,子程序2及其说明,子程序3及其说明,程序注释,1、从AIW0读取值，为增加稳定性求多次采样值，再依次计算平均值输出给AQW02、提供模块自诊断功能
20、，即模拟量模块不在第一个扩展模块或者模块电源出错，输出对应错误信息分别为Q1.0和Q1.13、本程序所用除法为简单的移位除法，用采样次数的2的方次。,任务3 掌握高速计数指令,作用指令使用高速计数器的几个关键点计数器类型的选择输入点的确定状态字节和控制字节的使用相关中断的触发条件和中断程序的设计,选择高速计数器设置控制字节执行HDEF指令设置初始值和预设值设置中断事件并全局开中断执行HSC指令,使用高速计数器的编程步骤,高速计数器应用实例。采用测频的方法测量电机的转速。用测频法测量电机的转速是指在单位时间内采集编码器脉冲的个数，因此可以选用高速计数器对转速脉冲信号进行计数，同时用时基来完成定时。知道了单位时间内的脉冲个数，再经过一系列的计算就可以得知电机的转速。,举例,程序及其说明,项目八 炉温控制系统项目实施,1.控制内容：初始状态；启动操作；停止操作。2.控制要求：(1)初始状态：电动机M1=M2=OFF，小车停在SQ3位置，SQ3发光管亮，SQ4发光管灭，炉门关闭，SQ2亮，SQ1灭，电炉丝关断。(2)启动操作：按下启动按钮，开始下列操作，如图所示。步骤：参照实践教程P68-69(3)停止操作：按下停止按钮，本工序结束后系统停止运行，再次按下启动按钮，系统正常运行。,地址分配,地址分配,
