книги / Программирование задач автоматического управления объектами на различных алгоритмических языках

3.5.1.Таймеры

Впакете TwidoSoft существует три вида таймеров:

– TON – таймер задержки включения;

– TOF – таймер задержки выключения;

– TP – таймер импульсной задержки.

Общая схема обозначения параметров таймера в пакете

TwidoSoft показана на рис. 3.12.

Рис. 3.12. Общая схема обозначения параметров таймера в пакете TwidoSoft

На этой схеме:

%TM – символ для обозначения таймера на схеме; i – номер таймера (от 0 до 127);

IN – входной сигнал таймера;

Q – выходной сигнал таймера; TYPE – тип таймера (TON, TOF, TP);

TB – временнойдиапазонтаймера(1 мин, 1 с, 100 мс, 10 мс, 1 мс); %TMi.V – текущее числовое состояние таймера (в режиме ани-

мации);

%TMi.P. – конечное числовое состояние таймера (генерируемый период таймера равен %TMi.P х TB);

ADJ (Y/N) – возможность настройки таймера. Функциональные возможности всех типов таймеров рассмот-

рим на примере задачи, представленной на схеме рис. 3.13. Пакет TwidoSoft позволяет размещать в блоке программы только один функциональный элемент (в частности, таймер), поэтому для раз-

51

мещения таймеров трех видов используем три программных блока

(RUNG 0, RUNG 1, RUNG 2).

Рис. 3.13. Программа исследования характеристик таймеров различных типов

Открываем новую программу и размещаем первый таймер в ее нулевом блоке (RUNG 0). После того как в список символов будут занесены К1, К2, К3, L1, L2, L3, этот список нужно дополнить символами для трех таймеров Т1, Т2, Т3. Для ввода символа Т1 нужно его, как и прежде, записать в столбец Symbol окна Symbol Editor и нажать клавишу Enter. В раскрывшемся окне Object Browser

52

в строку Address нужно для Т1 записать %ТМ0 и нажать кнопку ОК. По аналогии для Т2 записать %ТМ1, а для Т3 записать %ТМ2. (Пакет TwidoSoft позволяет программировать таймеры и без описания символов, в этом случае имя таймеров будет записано в следующей форме: %ТМ0, %ТМ1 и %ТМ2.)

На рабочем поле первого блока (RUNG 0) новой программы элементы К1 и L1 устанавливаются известным способом. Для размещения таймера Т1 используется позиция %ТМ (кнопка F9). После установки таймера в соответствующее место схемы программы необходимо определить его тип и ввести нужные его параметры. Для этого помещаем курсор на поле фигуры таймера и двойным щелчком левой клавиши мыши раскрываем окно Timers. Вид этого окна показан на рис. 3.14. Прежде всего в окошке Timer %ТМ этого меню назначаем номер первому таймеру. Для таймера ТМ1 этот номер 0. В Symbol автоматически запишется принятое ранее имя этого таймера (т.е. Т1). В очерченной области Timer Type окна установки параметров курсором выбираем позицию TON (для последующих таймеров это будет соответственно TOF и ТР), а в другой очерченной области Timer Base – позицию 1 sec, что означает временной диапазон работы таймера. И наконец, в окошке Preset вместо числа 9999 запишем число 3. Временная выдержка таймера при этом равна ((Timer Base)·(Preset)). После ввода этих параметров нужно в этом окне нажать клавишу ОК.

Рис. 3.14. Структура окна присвоения в пакете TwidoSoft параметров для таймеров

53

Для перехода к следующему программному блоку и сохранения набранного фрагмента надо установить курсор на позицию Accept (клавиша с галочкой) программы и нажать левую клавишу мыши. После этого снова нажать позиционную клавишу Insert, в результате этого раскроется рабочее окно следующего блока (RUNG 1). Ввод остальных элементов схемы, представленной на рис. 3.13, производится аналогично.

Набейте, перенесите в оперативную память контроллера ZelioTwido составленную программу и запустите ее. После запуска программы лампа L1 должна загореться через 3 с, при условии если мы будем держать нажатой кнопку К1 в течение этого времени. Если это условие не выполняется, лампа не загорится, поэтому таймер типа TON осуществляет задержку включения только при нажатой на заданный период времени пусковой кнопке. При нажатии на кнопку К2 сработает таймер типа TOF, и лампа L2 мгновенно загорится и погаснет только через заданное время задержки после отключения пусковой кнопки. Кратковременное нажатие на кнопку К3 мгновенно зажжет на заданное время лампу L3 (сработает таймер типа ТР). Через заданное время лампа потухнет даже при нажатой пусковой кнопке. Таковы рабочие свойства трех видов таймеров в пакете TwidoSoft.

Работа с дисплеем оператора (контроль работы таймера)

Работу таймеров будем наблюдать на дисплее микроконтроллера Twido в режиме отображения информации. Этот дисплей служит как для отображения результата работы программ, так и для контроля параметров прикладных программ контроллера Zelio-Twido. Для этого просмотра необходимо из первоначального положения экрана дисплея клавишей «стрелка вправо» перейти к следующей форме экрана. В этом случае на его верхней строке появятся символы I 00 0, а на нижней строке появятся символы U 0. Если после этого нажать на клавишу MOD/ENTER, то символ I на первой строке экрана дисплея начнет мигать.

54

Клавишей «стрелка вверх» можно просмотреть список контролируемых параметров в следующей последовательности: I, Q, TM, C, M, MW,KW, S, SW, IW, QW, FC, VFC и т.д.

Для контроля параметров таймеров из этого списка выберем параметр TM, после чего содержание экранадисплея будет следующим:

(до нажатия) V

После нажатия на клавишу MOD/ENTER экран изменит свое содержание, что означает: для таймера с номером ТМ0 исходное состояние его будет нулевым, т.е. %TM0.V = 0.

При запуске этого таймера кнопкой К1 содержание параметра V на нижней строчке экрана будет каждую секунду меняться от 0 до 2.

Чтобы посмотреть на экране работу таймера ТМ1, нужно снова нажать на дисплее клавишу MOD/ENTER, после чего произойдет возврат к мигающему символу ТМ. Дальше необходимо клавишей «стрелка вправо» переместить курсор на младший разряд номера таймера (будет мигать 0 младшего разряда), а затем клавишей «стрелка вверх» вместо нуля поставить там единицу для этого таймера (и цифру 2 для следующего). После нажатия на клавишу MOD/ENTER на экране изменится номер таймера ТМ 1 с нулевым исходным состоянием. При его запуске содержание параметра V на нижней строчке экрана будет каждую секунду меняться от 0 до 3. Аналогичным образом используется экран дисплея для просмотра параметров работы таймеров ТМ2 и ТМ3.

55

3.5.2. Генераторы импульсов

Функциональный блок «Генераторы импульсов» позволяет создавать прямоугольные импульсные сигналы, в том числе различной скважности, необходимыедляработы других функциональных блоков.

В пакетеTwidoSoft существует двавида генераторов импульсов:

–генератор (типа RLS) для создания симметричных импульсов;

–генератор (типаPWM) для созданияасимметричных импульсов. Общая функциональная схема генератора симметричных им-

пульсов в пакете TwidoSoft показана на рис. 3.15, а, а генератора асимметричных импульсов соответственно на рис. 3.15, б.

Рис. 3.15. Функциональная схема: а – генератора симметричных импульсов; б – генератора асимметричных импульсов

Генератор симметричных импульсов всегда возбуждает им-

пульсы постоянной (симметричной) скважности, частота которых может меняться в широком диапазоне. Каждый параметр симметричного генератора имеет следующее обозначение:

% PLS – символдляобозначения насхемегенератораэтого типа; i – номер генератора (от 0 до 1);

IN – входной сигнал для запуска генератора в работу; R – входной сигнал остановки генерации импульсов; Q – выходной сигнал генерации импульсов;

D – выходной сигнал контроля заданного числа импульсов; TB – временной диапазон генератора (1 мин, 1 с, 100 мс,

10 мс, 1 мс);

%PLS0.N – заданное количество генерируемых импульсов; %PLS0.P – период генерируемых импульсов со скважностью 50 %.

56

Впакете TwidoSoft предусмотрено два типа генераторов симметричных импульсов с номерами 0 и 1, для каждого из которых предусмотрен фиксированный тип выходного сигнала. Для синхронного генератора с номером 0 выходной сигнал обозначен как %Q0.0, а для генератора с номером 1 выходной сигнал обозначается как %Q0.1. Период колебаний выходного сигнала генератора этого типа определяется по формуле (Т=TB)·(%PLS0.P). Генератор запускается в работу единичным уровнем входного сигнала IN, а сигнал R досрочно его останавливает.

При запуске этого генератора в работу на выходе Q периодически (импульсно) появляется единичный сигнал. После выполнения заданного числа колебаний генератор останавливается, при этом на выходе D устанавливается сигнал единичного уровня.

Генератор асимметричных импульсов (широтно-импульсный модулятор) всегда возбуждает импульсы регулируемой скважности, частота которых также может меняться в широком диапазоне. На схеме рис. 3.15, б для асимметричного генератора введены следующие обозначения:

%PWM – символ для обозначения генератора этого типа на схеме;

i – номер генератора (от 0 до 1);

IN – входной сигнал для запуска генератора; %PWM1.P – период генерируемых импульсов; %PWM1.R – скважность генерируемых импульсов.

Впакете TwidoSoft для генераторов асимметричных импульсов (широтно-импульсных модуляторов) также предусмотрены два типа

сномерами 0 и 1. Аналогично для них выделены такие же типы фиксированных выходных сигналов (так, генератор с номером 0 имеет фиксированный выходной сигнал, обозначенный как %Q0.0, а для другого типа генератора этот выходной сигнал обозначается как %Q0.1). Величина скважности сигнала устанавливается параметром %PWM1.R, который вводится программно.

Для исследования характеристик генераторов импульсов составим программу, структура которой показана на рис. 3.16.

57

совершит заданного числа импульсов. Как только это произойдет, лампа L3 погаснет и загорится лампа L4, подключенная к выходу D генератора. Кнопкой К2 генератор может досрочно останавливаться, при этом все лампы погаснут.

Чтобы убедиться в этом, нужно описать в программе уже известные символы: К2, К5 и К8, L1, L2, L3, L4, а также определиться с новыми символами (G1 = %PLS0 и G2 = PWM1). В блоке 1 программы введено два алгебраических выражения, при этом по выражению %PLS0.N:=10 генератору задается конечное число импульсов. Второе выражение %PWM1.R:=75 задает скважность для генератора второго типа. Напомним, что оператор присвоения вызывается клавишей F8, расположеннойна панелиинструментов рабочего окна.

Вызов генератора как компонента программной схемы выполняется следующим образом. Для этого в окне Ladder Editor устанавливаем курсор на позицию F12 (вызов функционального блока) и после щелчка мыши по этой позиции в раскрывшемся окне Extented Ladder Palette выбираем сначала позицию %PLS, а потом позицию %PWM. Блоки этих генераторов устанавливаем в соответствующем месте программируемой решетки согласно рис. 3.16. После установки остальных компонентов схемы приступаем к установке необходимых параметров генераторов. Для этого сначала устанавливаем курсор на поле фигуры первого генератора и двойным щелчком левой клавиши мыши раскрываем окно %PLS/%PWM. Вид этого окна показан нарис. 3.17.

Рис. 3.17. Структура окна присвоения параметров для генераторов импульсов

59

Ввод параметров начинаем с записи в окне %PLS/%PWM соответствующего номера генератора. Для первого генератора G1 этот номер 0, для следующего генератора G2 этот номер 1. В строке Symbol автоматически запишется принятое ранее имя соответствующего генератора, т.е. сначала G1, а затем G2. В очерченной области PLS/%PWM Type этого окна установкой точки курсором выбираем позицию RLS (для второго генератора соответственно PWM). В другой очерченной области Timer Base нужно аналогично выбрать позицию 10 ms. В окошке Preset нужно записать число 45 (для генератора G2 этот параметр равен 75). После чего в этом окне нужно нажать клавишу ОК.

Набейте, перенесите в оперативную память контроллера ZelioTwido и запустите программу, представленную на рис. 3.16. Параметры генераторов можно менять в процессе работы программы, при этом можно проследить, как изменяются их режимы работы.

Генераторы импульсов как функциональные блоки пакета TwidoSoft имеют один существенный недостаток, связанный с использованием только определенных выходных каналов (лампы L1 и L2). Это не позволяет в отдельных случаях использовать эти модули как источники колебаний для других функциональных блоков программы (например, счетчиков). В этом случае для создания импульсных сигналов используется программа, выполняющая функции генератора импульсов, но составленная на основе двух таймеров. Такая программа показана на рис. 3.18.

Структурно такой генератор состоит из двух таймеров различного типа (ТР и TOF). Оба таймера имеют одну и ту же уставку по времени t. Запуск таймера ТР производится импульсно от кнопки К1. Входной сигнал М0 этого таймера по истечении времени t запускает в работу таймер TOF, который, в свою очередь, через промежуток времени 2t своим выходным сигналом М1 снова запускает таймер ТР. Таким образом, каждый из таймеров через промежуток времени t последовательно переходит из нулевого в единичное состояние, генерируя при этом импульсный сигнал. Частота импульсов определяется параметром t.

60