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用PLC高速計數器和電壓/頻率傳感器測量模擬電壓信號的方法           
用PLC高速計數器和電壓/頻率傳感器測量模擬電壓信號的方法
作者:佚名 文章來源:不詳 點擊數: 更新時間:2011-2-21 8:49:15

摘要:介紹了用PLC高速計數器和電壓/頻率傳感器累計測量脈沖的原理,闡明了應用中需注意的事項,通過程序實例詳實介紹了測量模擬電壓信號的方法。

關鍵詞:可編程控制器;高速計數器;電壓/頻率傳感器

Method of Measuring Simulated Voltage Signal 

by PLC High Speed Counter and Voltage/Frequency Sensor

 WANG Yu-tian, CHENG Yao-zhong 

Abstract:The principle of measuring pulse accumulatively by PLC high speed counter and voltage/frequency sensor is introduced.The matters needing attention in practice is expounded,the method of measuring voltage signal is introduced through program examples.

Keywords:PLC; High speed counter; Voltage/frequency sensor

  中圖分類號:TM933     文獻標識碼:B   文章編號:0219-2713(2003)04-0137-03

 

1   引言

    由PLC控制的某些系統,經常要測量各類模擬電壓信號,以往通常用電壓傳感器進行采樣,由PLC的模擬量擴展模塊進行運算處理。電壓傳感器輸出是模擬量,在電磁騷擾較強的環境中,容易出現較大的測量誤差;同時,由于占用模擬量擴展模塊寶貴的輸入點(模擬量擴展模塊價格接近中、小型PLC的價格,且輸入點極少),使系統的性價比降低。當用電壓/頻率傳感器進行采樣,進而用PLC高速計數器計數,能較好地解決上述問題,V/F傳感器輸出是脈沖信號,該信號在電磁騷擾下變化極小;另外,該信號是數字量,可直接接入PLC高速計數器的輸入點。下面以西門子SIMATCS7-00、CPU224和V/F傳感器為例介紹測量模擬電壓信號的方法。

2  高速計數器和V/F傳感測量模擬電壓信號的原理

    CPU224有HSC0-HSC5共6個高速計數器,每個高速計數器都有多種工作模式以完成不同的功能,在使用一個高速計數器時,根據系統的控制需要,首先要給計數器選定一種工作模式,可用高速計數器定義指令HDEF來進行設置。只有定義了計數器和計數器模式,才能對計數器的動態參數進行編程。編程時,每個高速計數器只能使用一條HDEF指令。每個高速計數器都有一個控制字節,包括允許或禁止計數,計數方向的控制,要裝入的計數器當前值和要裝入的預置值。

    V/F傳感器把測量的模擬電壓信號按著固定的比率轉換成矩形脈沖信號,本例采用的電壓/頻率傳感器,它的比率為20Hz/V。

    下面以一臺35kV級中、小容量變電所用直流電源為例,說明如何利用CPU224的高速計數器HSC1和V/F傳感器(輸入:DC0~500V電壓,輸出:0~10kHz脈沖)來測量控制母線電壓。首先,V/F傳感器將輸入電壓(控制母線電壓)轉換為矩形脈沖信號,再將此信號送入高速計數器HSC1的輸入端,并累計脈沖數。通過設置定時中斷0的間隔時間,來控制高速計數器累計脈沖的時間,當預置的間隔時間到后,根據累計脈沖數,計算出被測控制母線電壓值,測量原 理 圖 如 圖1所 示 。

圖1  高速計數器測量V/F傳感器脈沖電路

3  測量模擬電壓信號的方法

3.1  硬件要求

     需要使用設備     CPU224     1臺

                      電壓/頻率傳感器     1臺

     技術參數     供電電壓     DC 24V

                  輸    入     DC 0~500V

                  輸出         方波,GND~24V

                  測量范圍     0~500V→0~10kHz

                 比     率     20Hz/V

3.2  程序結構

    主程序在第一個掃描周期調用子程序SBR0

    SBR0高速計數器和定時中斷的初始化

    INT0對高速計數器求值的定時中斷程序

3.3  程序和注釋

    主程序在第一個掃描周期調用初始化子程序SBR0,僅在第一個掃描周期標志位SM0.1=1。由子程序SBR0實現初始化。

    首先,把高速計數器HSC1的控制字節MB47置為16進制數FC,其含義是:正方向計數,可更新預置值(PV),可更新當前值(CV),激活HSC1。

    然后,用定義指令HDEF把高速計數器HSC1設置成工作模式0,即沒有復位或啟動輸入,也沒有外部的方向選擇。當前值SMD48復位為0,預置值SMD52置為FFFF(16進制)。定時中斷0間隔時間SMB34置為100ms,中斷程序0分配給定時中斷0,并允許中斷,用指令HSC1啟動高速計數器。

    每100ms調用一次中斷程序0,讀出高速計數器的數值后,將其置零。通過HSC1計數值及變換關系來求被測的控制母線電壓值。本例中,采用參數為輸入0~500V、輸出0~10kHz的V/F傳動器,100ms時間累計脈沖最多為1kHz,在中斷程序中用乘法指令MUL將該計數值乘5,則100ms內最多脈沖累計數為1k×5=5kHz,從而實現顯示值與10倍的真實電壓值相對應,假設經乘法指令運算后計數值為2200Hz,則實際電壓值相應為220V。然后將經程序處理的計數值置入輸出字節QBO,以便通過LED來顯示被測的模擬電壓值。高速計數器和V/F傳感器測量模擬電壓信號的主程序、子程序和中斷程序如下所述。

文章錄入:ronalho    責任編輯:elvis 
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