Průmyslová automatizace, odborné texty, recenze

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.

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

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 (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.

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.

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

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

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

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.

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.

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

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

Klikněte si na obrázek pro zvětšení.

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.

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.

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

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

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

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

Klikněte si na obrázek pro zvětšení.

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

PWM výstup s různou frekvencí a regulací střídy pulzu.

Klikněte si zde pro otevření videa samostatném okně