基于可编程控制器多谐振荡器的设计与分析

　　1 设计

　　首先我们以一个具体工作任务为目标，看看整个多谐振荡器的设计全过程。该具体工作任务为设计一个频率为f=0．4Hz，占空比q=40％的多谐振荡器。

　　我们采用状态转移图SFC来实施这一工作任务。

　　(1)通过工作任务计算波形的周期T以及波形的高电平持续时间t1、低电平持续时间t2。周期按计算公式T=1／f=1／0．4=2．5s完成，t1和t2按占空比公式q=t1／(t1t2)和t1t2=T完成。将T=2．5s和q=40％代入到以上两个公式中，求解这个二元一次方程组，得到t1=1s，t2= 1．5s。

　　现在我们的工作任务变为要获得一个方波，它的高电平持续时间为1s，低电平持续时间为1．5S。即波形如图1所示。

　　(2)采用状态转移图SFC时，起始状态元件选择S0，中间状态元件选择S20。高电平持续时间继电器采用T0，低电平持续时间继电器采用T1，它们的时间参数根据规则分别设置为K10和K15。据此我们可以画出状态转移图SFC，如图2所示。

　　将状态转移图SFC变为可以实施的梯形图软件后，我们就可以将它写入到计算机里面去了。由图2的状态转移图得到的梯形图软件如图3所示。

　　2 I／O分配表

　　根据现场控制所需的输入信号和输出信号，分配可编程控制器的输入与输出点，见表1。

　　3 可编程控制器多谐振荡器实施的接线图

　　可编程控制器多谐振荡器的实施较终要反映到三菱 FX2-24MR型可编程控制器的输入／输出接线上，图4为可编程控制器多谐振荡器实施的接线图。SB1为启动按钮，SB2为停止按钮，24V直流电源为可编程控制器外加的直流电源。

　　4 运行观察

　　根据所设计的可编程控制器多谐振荡器梯形图，采用型号为FX2-24MR的可编程控制器，把可编程控制器方式开关置于运行“SHOP”档，通过计算机及数据线把程序写入到可编程控制器中，再把可编程控制器方式开关置于运行“RUN”档，合上X0，我们会看到与Y0联接的指示灯亮1s后熄灭，紧接着与Y1连接的指示灯亮1．5s后再熄灭，以后交替循环进行，按X1可结束工作任务，从而达到工作任务所设计的要求。实际运用时，将指示灯更换成负载就可以正常工作了，Y0输出频率为f、占空比为q的方波，Y1输出频率为f、占空比为(1-q)的方波。

　　5 扩展小结

　　当我们需要任意频率f、任意占空比q的方波，我们只需改变图2和图3软件中的时间继电器T0、T1的参数就可以实现。方法如下：

　　将f和q代入公式

　　计算出t1=q／f，t2=(1-q)／f。T0时间继电器中的参数K就选择计算出来的t1×10，T1时间继电器中的参数K就选择计算出来的t2×10，修改好这二个参数后再按前面所叙述的方法将程序写入到可编程控制器中运行，我们所要求的结果就可以实现了。

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