炉温控制系统专题讲座PPT.ppt

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in2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：+d in1， out 例： +d vd0，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in1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：-i in2, out （整数减法） -d in2, out （双整数减法） -r in2, out （实数减法） 例： -i ac0, 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：*i in1，out 例： *i vw0，ac0,1) 整数乘法（ multiply integer）,2) 完全整数乘法 （multiply integer to double integer）,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： mul in1，out 例： mul ac0，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in2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： *d in1，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。 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： *r in1，out 例： *r vd0，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/ in2=out。 指令格式： /i in2, 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,例： div vw10, vd100 /i vw20, 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）mul_r指令用角度值乘以/180即可。,例： tan vd0, 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： exp in, out 例： exp vd0, 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： sqrt in，out 例： sqrt vd0，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、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5-2 3、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。,24v dc电源正极接入模块左下方l+端子，负极接入m端子。,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。em231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,