基于PLC的多諧振蕩器設計

　　引言

　　在各類數(shù)字和計算機系統(tǒng)中，都離不開多諧振蕩器，雖然市場上有許許多多種多諧振蕩器，但功能卻各不相同。本文以日本三菱公司型號為FX2-24MR的可編程控制器為例進行程序設計，并仿真驗證，設計了一款用可編程控制器構成的多諧振蕩器。與普通振蕩器相比，本設計有以下幾方面優(yōu)勢：

　　a.構成簡單，具有通用性。改變程序和接線又可作其它用途;

　　b.程序編寫簡單，易于理解和掌握;

　　c.通過軟件改變參數(shù)就可很方便地獲得想要的頻率和占空比。

　　1 設計

　　首先我們以一個具體工作任務為目標，看看整個多諧振蕩器的設計全過程。該具體工作任務為設計一個頻率為f=0.4Hz，占空比q=40%的多諧振蕩器。

　　我們采用狀態(tài)轉移圖SFC來實施這一工作任務。

　　(1)通過工作任務計算波形的周期T以及波形的高電平持續(xù)時間t1、低電平持續(xù)時間t2。周期按計算公式T=1/f=1/0.4=2.5s完成，t1和t2按占空比公式q=t1/(t1+t2)和t1+t2=T完成。將T=2.5s和q=40%代入到以上兩個公式中，求解這個二元一次方程組，得到t1=1s，t2= 1.5s。

　　現(xiàn)在我們的工作任務變?yōu)橐@得一個方波，它的高電平持續(xù)時間為1s，低電平持續(xù)時間為1.5S。即波形如圖1所示。

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　　(2)采用狀態(tài)轉移圖SFC時，起始狀態(tài)元件選擇S0，中間狀態(tài)元件選擇S20。高電平持續(xù)時間繼電器采用T0，低電平持續(xù)時間繼電器采用T1，它們的時間參數(shù)根據(jù)規(guī)則分別設置為K10和K15。據(jù)此我們可以畫出狀態(tài)轉移圖SFC，如圖2所示。

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　　將狀態(tài)轉移圖SFC變?yōu)榭梢詫嵤┑奶菪螆D軟件后，我們就可以將它寫入到計算機里面去了。由圖2的狀態(tài)轉移圖得到的梯形圖軟件如圖3所示。

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　　2 I/O分配表

　　根據(jù)現(xiàn)場控制所需的輸入信號和輸出信號，分配可編程控制器的輸入與輸出點，見表1。

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　　3 可編程控制器多諧振蕩器實施的接線圖

　　可編程控制器多諧振蕩器的實施最終要反映到三菱 FX2-24MR型可編程控制器的輸入/輸出接線上，圖4為可編程控制器多諧振蕩器實施的接線圖。SB1為啟動按鈕，SB2為停止按鈕，24V直流電源為可編程控制器外加的直流電源。

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　　4 運行觀察

　　根據(jù)所設計的可編程控制器多諧振蕩器梯形圖，采用型號為FX2-24MR的可編程控制器，把可編程控制器方式開關置于運行“SHOP”檔，通過計算機及數(shù)據(jù)線把程序寫入到可編程控制器中，再把可編程控制器方式開關置于運行“RUN”檔，合上X0，我們會看到與Y0聯(lián)接的指示燈亮1s后熄滅，緊接著與Y1連接的指示燈亮1.5s后再熄滅，以后交替循環(huán)進行，按X1可結束工作任務，從而達到工作任務所設計的要求。實際運用時，將指示燈更換成負載就可以正常工作了，Y0輸出頻率為f、占空比為q的方波，Y1輸出頻率為f、占空比為(1-q)的方波。

　　5 擴展小結

　　當我們需要任意頻率f、任意占空比q的方波，我們只需改變圖2和圖3軟件中的時間繼電器T0、T1的參數(shù)就可以實現(xiàn)。方法如下：

　　將f和q代入公式

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　　計算出t1=q/f，t2=(1-q)/f。T0時間繼電器中的參數(shù)K就選擇計算出來的t1×10，T1時間繼電器中的參數(shù)K就選擇計算出來的t2×10，修改好這二個參數(shù)后再按前面所敘述的方法將程序寫入到可編程控制器中運行，我們所要求的結果就可以實現(xiàn)了。