Усольцев В.К. Микропроцессорные модули logo! Учебное пособие - файл n1.doc

приобрести
Усольцев В.К. Микропроцессорные модули logo! Учебное пособие
скачать (1578.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1579kb.26.08.2012 19:04скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5


Дальневосточный государственный технический университет

Усольцев В.К.
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ МОДУЛИ LOGO!


Владивосток 2006г.
Рекомендовано в качестве учебного пособия по курсу «Микропроцессорные устройства автоматики» для студентов специальностей 140601, 140604, 140608. Может использоваться для самостоятельного изучения микропроцессорной элементной базы и при проведении лабораторных работ по соответствующим курсам.

Микропроцессорные устройства широко применяются при автоматизации общепромышленных, транспортных и бытовых устройств. Благодаря универсальности и низкой стоимости микропроцессорных устройств их доля в устройствах автоматики постоянно увеличивается. На начальном этапе применения микропроцессорных устройств основным сдерживающим фактором являлись, при низкой стоимости самих микроконтроллеров, значительные затраты на создание их программного обеспечения, которое разрабатывалось на языках программирования низкого уровня и требовало высококвалифицированных программистов.

Решить данную проблему позволило создание функционально законченных микропроцессорных модулей со встроенным базовым программным обеспечением и дополнительными модулями расширения. Связь базовых модулей с модулями расширения осуществляется через специальные разъемы, исключающие подключение модулей, которые по каким либо критериям (например, напряжению питания) не могут быть соединены с базовым модулем. Программирование модулей ведется на специализированных языках высокого уровня типа Step 5 или Step 7, которые позволяют составить программу в виде структурной схемы, или контактной схемы, или в виде системы логических уравнений. Компиляция таких программ в машинные коды ведется с учетом конкретной номенклатуры установленных модулей. Программисту не требуются специальных знаний о структуре и командах микропроцессоров, входящих в модули, а требуются лишь знания о функционирования разрабатываемой технической системы. Фирма разработчик модулей создает специализированное программное обеспечение для персонального компьютера с удобным интерфейсом, которое обеспечивает все этапы разработки системы и программирование микропроцессорных модулей непосредственно через порты персонального компьютера или подключаемое к компьютеру дополнительное устройство. Такая концепция реализована фирмой SIEMENS при создании набора микропроцессорных модулей LOGO!.
Содержание

  1. Общие сведения о модулях LOGO!

1.1. Типы устройств

1.2. Модули расширения

1.3. Конструкция модулей LOGO!

1.4. Элементы в обозначении LOGO!

1.5. Варианты модулей LOGO!

2. Функции LOGO!

2.1. Классификация функций LOGO!

2.2. Список основных функций - GF

2.3. Основные сведения о специальных функциях

2.4. Список специальных функций – SF

3. Программное обеспечение LOGO!

3.1. Основное меню

3.2. Кнопки управления

4. Программа работы

4.1. Реализация комбинационной схемы

4.2. Исследование реверсивного счетчика

4.3 Синтез логической схемы по словесному алгоритму

4.4. Словесные алгоритмы функционирования схем

5. Методические указания

5.1. Правила преобразования логических схем

5.2. Модель электрической сети

    1. Общие сведения о модулях LOGO!


LOGO! - это универсальный логический микропроцессорный модуль фирмы Siemens.

LOGO! включает в себя устройство управления на микропроцессоре, панель управления и индикации с фоновой подсветкой, блок питания, интерфейс для модулей расширения, интерфейс для программного модуля (плата) и кабель PC. В модуль LOGO! заложены стандартные готовые функции, часто используемые на практике, например: функции задержки включения и выключения; импульсное реле; программируемые клавиши; часовой выключатель; цифровые и аналоговые флаги; входы и выходы в соответствии с типом устройства.
1.1. Типы устройств

LOGO! Basic (базисный модуль) выпускается для двух классов напряжения:

Класс 1 < 24 В, т.е. 12 В пост. тока, 24 В пост. тока, 24 В перемен. тока;

Класс 2 > 24 В, т.е. 115...240 В пост. и перем. тока;

в вариантах:

с ЖК дисплеем (ЖКД): 8 входов и 4 выхода;

без дисплея ("LOGO! Pure [Чистый LOGO!]"): 8 входов и 4 выхода.

Каждый класс состоит из 4 субблоков (SU), снабжен интерфейсом для подключения расширения и предоставляет в ваше распоряжение 33 готовых к использованию основных и специальных функций для разработки программы коммутации.

1.2. Модули расширения

Цифровые модули LOGO! выпускаются на все напряжения и имеют 4 входа и 4 выхода.

Аналоговые модули LOGO! выпускаются на напряжения 12 и 24 В постоянного тока с двумя аналоговыми входами или двумя входами PТ100.

Цифровые и аналоговые модули состоят из двух субблоков. Каждый из них имеет два интерфейса расширения для подключения дополнительных модулей.

Внимание:

Каждое базовое устройство LOGO! Basic может быть расширено только с помощью модулей расширения того же класса напряжения. Подключению друг к другу устройств, относящихся к различным классам напряжения, препятствует механическое кодирование (штифты в корпусе).

Исключение: левый интерфейс аналогового или коммуникационного модуля имеет потенциальную развязку. Поэтому эти модули расширения могут соединяться с устройствами другого класса напряжения.

«Содержание»
1.3. Конструкция модулей LOGO!

Конструктивные варианты модулей LOGO! приведены на рис. 1.1,…, рис. 1.6.


Рис. 1.1. Модуль LOGO! Basic на 230В Рис. 1.2. Модуль LOGO! Basic на 12/24 В




Рис. 1.3. Цифровой модуль расширения на 230 В Рис. 1.4. То же на 12/24 В


Рис. 1.5. Аналоговый модуль LOGO! АМ2 Рис. 1.6. Аналоговый модуль LOGO! АМ2 РТ100

1 – Выводы источника питания. 6 – ЖК-дисплей (нет у RCo).

2 – Входные выводы. 7 – Индикатор состояния RUN/STOP.

3 – Выходные выводы. 8 – Интерфейс расширения.

4 – Гнездо для программирования. 9 и 10 – Механическое кодирование.

5 – Панель управления (нет у RCo). 11 – Защелка.

12 – Вывод PE для подключения земли и экрана аналоговой линии.

Каждый LOGO! Basic, независимо от числа подключенных модулей, предоставляет в ваше распоряжение следующие входы, выходы и флаги для создания коммутационной программы:

• цифровые входы I1…I24 • аналоговые входы AI1…AI8

• цифровые выходы Q1...Q16 • аналоговые выходы AQ1 и AQ2

• цифровые флаги M1…M24 • аналоговые флаги AM1…AM6

• биты регистров сдвига S1…S8 • 4 клавиши управления курсором

• 16 неподключенных выходов X1…X16.


1.4. Элементы в обозначении LOGO!

Варианты модулей LOGO! приведены в табл.1, а обозначение элементов дано ниже;

12 – вариант на 12 В постоянного тока.

24 – вариант на 24 В постоянного тока.

230 – вариант на 115/240 В переменного тока.

R – релейные выходы (без R - транзисторные выходы).

C – встроенный часовой выключатель на 7 дней.

o – вариант без дисплея.

DM – цифровой модуль.

AM – аналоговый модуль.

CM – коммуникационный модуль (напр., AS interface).
Символическое обозначение

Вариант с дисплеем, снабженный 8 входами и 4 выходами.

Вариант без дисплея, снабженный 8 входами и 4 выходами.

Цифровой модуль с 4 цифровыми входами и 4 цифровыми выходами.

Аналоговый модуль с 2 аналоговыми входами.

Коммуникационный модуль (CM) с 4 виртуальными входами и 4 виртуальными выходами (напр., AS interface).
1.5. Варианты модулей LOGO!

Модули LOGO! Отличаются видом (постоянное = или переменное ~) и значением питающего напряжения, типом выходов (релейные или транзисторные), наличием или отсутствием жидкокристаллического дисплея.

Многообразие модулей LOGO! позволяет выбрать наиболее подходящий набор, с минимальным избытком технических средств реализующий конкретную техническую задачу (см. табл. 1.1.).

«Содержание»
Таблица 1.1.

Варианты модулей LOGO!





Обозначение

Напряжение

Входы

Выходы

Свойства



LOGO! 12/24 RC

=12/24 В

8 цифровых(1)

4 релейных

(10 А)




LOGO! 24

=24 В

8 цифровых(1)

4 транзисторных

24В /0,3 А

Без часов

LOGO! 24 RC(3)

~/= 24 B

8 цифровых

4 релейных

(10 А)




LOGO! 230 RC(2)

~/= 115…240 B

8 цифровых

4 релейных

(10 А)






LOGO! 12/24 RCo

= 12/24 В

8 цифровых(1)

4 релейных

(10 А)

Без ЖКД и клавиатуры

LOGO! 24o

= 24 В

8 цифровых(1)

4 транзисторных

24В /0,3 А

Без часов, дисплея и клавиатуры

LOGO! 24 RCo(3)

~/= 24 B

8 цифровых

4 релейных

(10 А)

Без ЖКД и клавиатуры

LOGO! 230 RCo(2)

~/= 115…240 B

8 цифровых

4 релейных

(10 А)

Без ЖКД и клавиатуры

Модули расширения




Обозначение

Напряжение

Входы

Выходы



LOGO! DM 8 12/24 R

= 12/24 В

4 цифровых

4 релейных (5 А)

LOGO! DM 8 24

= 24 В

4 цифровых

4 транзиторных 24В/0,3А

LOGO! DM 8 24 R(3)

~/= 24 B

4 цифровых

4 релейных (5 А)

LOGO! DM 8 230 R

~/= 115-240B

4 цифровых(1)

4 релейных (5 А)



LOGO! AM 2

= 12/24 В

2 аналоговых

0…10 В или

0…20 мА (4)

Нет

LOGO! AM 2 PT100

= 12/24 В

2 РТ100

от -50 оС до

+200 оС

Нет


(1) – из них альтернативно можно использовать 2 аналоговых входа с диапазоном сигнала 0...10 В и 2 быстрых входа.

(2) – варианты на 230 В переменного тока - входы двумя группами по 4. Внутри группы возможна только одна и та же фаза, между группами возможны разные фазы.

(3) – цифровые входы могут работать с прямой и обратной полярностью.

(4) – по можно выбрать диапазон сигнала 0 ... 10 В, или 0 ... 20 мА.
«Содержание»
2. Функции LOGO!
2.1. Классификация функций LOGO!
LOGO! в режиме программирования предоставляет в ваше распоряжение различные элементы, которые разделены на списки:

Содержание списков

Все списки отображают элементы, доступные в LOGO!. Обычно это все соединительные элементы, все основные функции и все специальные функции, которые известны LOGO!. Сюда включаются также все блоки, которые вы создали в LOGO! ко времени вызова списка.

LOGO! отображает не все элементы, если нет свободного места в памяти, или достигнуто максимально возможное количество блоков. В этом случае нельзя вставить следующий блок.

2.1.1. Константы и соединительные элементы - Со

Константы и соединительные элементы (Со) - это входы, выходы, биты памяти и фиксированные уровни напряжения (константы).

Входы:

1) Цифровые входы

Цифровые входы обозначаются буквой I. Номера цифровых входов (I1, I2,...) соответствуют номерам входных выводов на LOGO! Нумерация входов на базовом модуле и модулях расширения сквозная в порядке установки модулей.

2) Аналоговые входы

У вариантов LOGO! 24, LOGO! 24o, LOGO! 12/24RC и LOGO! 12/24RCo имеются входы I7 и I8, которые могут быть также запрограммированы для использования в качестве аналоговых входов АI1 и AI2. Если эти входы используются как I7 и I8, то входной сигнал интерпретируется как цифровая величина. Если они используются как АI1 и AI2, то сигналы интерпретируется как аналоговые величины. При подключении аналогового модуля его входы получают номера, следующие за существующими аналоговыми входами. В случае специальных функций, которые на стороне входов имеет смысл соединять только с аналоговыми входами, при выборе в режиме программирования входного сигнала предлагаются только аналоговые входы AI1...AI8, аналоговые флаги АМ1...АМ6, аналоговые выходы модулей, которые их имеют, нумеруются как выходы AQ1 и AQ2.

Выходы:

1) Цифровые выходы

Цифровые выходы (см. рис. 1.7) обозначаются буквой Q. Номера выходов (Q1, Q2,... Q16) соответствуют номерам выходных выводов на LOGO!. Номера выходов имеют сквозную нумерацию, начиная с базового модуля и далее в порядке установки модулей. Кроме того, имеется возможность использования 16 неподключенных к блокам выходов. Они обозначены символом X и не могут повторно использоваться в коммутационной программе (в отличие, например, от флагов). В списке появляются все запрограммированные неподключенные выходы, а также один еще не запрограммированный неподключенный выход. Использование неподключенного выхода имеет смысл, например, у специальной функции «Тексты сообщений», если только текст сообщения имеет значение для коммутационной программы.

2) Аналоговые выходы

Аналоговые выходы обозначаются буквами AQ. Имеются в распоряжении два аналоговых выхода, а именно, AQ1 и AQ2. К аналоговому выходу можно подключать только аналоговую величину, т.е. функцию с аналоговым выходом или аналоговый флаг AM.


Рис. 1.7. Вид на лицевые панели модулей LOGO!

Флаги

Флаги обозначаются буквами М или AM . Это виртуальные выходы, которые имеют на своем выходе такое же значение, как и на своем входе. В LOGO! имеется 24 цифровых флага М1 ... М24 и 6 аналоговых флагов АМ1 ...АМ6. Флаг запуска М8 устанавливается в первом цикле работы программы пользователя и, следовательно, может использоваться в вашей коммутационной программе как флаг запуска. Он автоматически сбрасывается после первого цикла обработки программы. Во всех последующих циклах флаг М8 может использоваться таким же образом, как и другие флаги.

«Содержание»

Внимание: Выходной сигнал флага всегда является сигналом предыдущего цикла обработки программы. Внутри цикла обработки программы этот сигнал не изменяется.

Биты регистра сдвига

LOGO! предоставляет в распоряжение биты регистра сдвига S1 - S8, которые в коммутационной программе могут только считываться. Содержимое битов регистра сдвига может быть изменено только с помощью специальной функции «Регистр сдвига» (см. раздел 2.4.25).

Клавиши управления курсором

В вашем распоряжении имеется четыре клавиши управления курсором: С , С , С , и С («С» означает «Cursor»). Клавиши управления курсором программируются в коммутационной программе таким же образом, как и другие входы. Клавиши управления курсором можно активизировать на предусмотренном для этого дисплее, когда система находится в режиме RUN, и в активном тексте сообщения (ESC + желаемая клавиша). Использование клавиш управления курсором позволяет экономить выключатели и входы и делает возможным ручное вмешательство в работу коммутационной программы.

Логические уровни сигналов

Уровни сигналов обозначаются hi и lо. Если на блоке должно постоянно иметь место состояние «1» = hi или «0» = lo, то на вход подается фиксированный уровень или постоянное значение hi или lo.

Открытые соединительные элементы

Если соединительный элемент блока не используется, то его можно обозначить символом х.

2.2. Список основных функций - GF

Основные функции - это простые логические элементы булевой алгебры.

Вы можете инвертировать входы отдельных основных функций, т.е. коммутационная программа инвертирует логическую «1» на соответствующем входе в логический «0»; если же на входе установлен «0», то программа устанавливает логическую «1». Список GF содержит блоки основных функций, которые вы можете использовать в своей коммутационной программе. Имеются следующие основные функции:

Представление на коммутационной схеме

Представление в LOGO

Наименование функции



Последовательное соединение



AND (И)






AND (И) с анализом фронта





NAND (И-НЕ)






NAND (И-НЕ) с анализом фронта





OR (ИЛИ)





NOR (ИЛИ-НЕ)





XOR (исключающее ИЛИ, сумма по модулю 2)


Размыкающий контакт



NOT (отрицание, инверсия)


Выход функции И с анализом фронта (см. рис. 1.8,а) принимает состояние «1» только тогда, когда все входы имеют состояние «1» и хотя бы один вход в предыдущем цикле имел состояние «0».

Если какой-либо вход этого блока не используется, то для этого входа по умолчанию сигнал принимается равным «1».

Выход функции И-НЕ с анализом фронта (см. рис. 1.8,б) принимает состояние «1» только тогда, когда хотя бы один вход имеет состояние «0», и все входы имели состояние «1» в предыдущем цикле.

Если какой-либо вход этого блока не используется, то для этого входа по умолчанию сигнал принимается равным «1».



а) б)

Рис. 1.8. Временные диаграммы для функции И и И-НЕ

а) - Временная диаграмма для функции И с анализом фронта,

б) - Временная диаграмма для функции И-НЕ с анализом фронта.

2.3. Основные сведения о специальных функциях

Специальные функции включают в свой состав функции времени, обладают свойством сохраняемости и различными возможностями параметризации, чтобы приспособить программу к вашим индивидуальным потребностям. В этом разделе мы хотели бы дать вам краткий обзор обозначений входов и снабдить вас некоторой важной предварительной информацией о специальных функциях. Отдельные специальные функции описаны в разделе 2.4.

«Содержание» «Словесные алгоритмы» «Основные функции»

2.3.1. Обозначение входов

Логические входы

Здесь вы найдете описание соединительных элементов, которые вы можете использовать для создания логической связи с другими блоками или с входами устройства LOGO!.

S (Set = установить):

Сигнал на входе S устанавливает на выходе логическую «1».

R (Reset = сбросить):

Вход сброса R имеет приоритет над всеми остальными входами и переключает выходы в «0».

Trg (Trigger= запустить):

Этот вход используется для запуска функции на выполнение.

Cnt (Count = считать):

Этот вход используется для счета импульсов.

Fre (Frequency = частота):

К входу с этим описанием прикладываются частотные сигналы, подлежащие анализу.

Dir (Direction = направление):

Этот вход используется, например, для установки направления, в котором должен считать счетчик.

En (Enable = разрешить):

Этот вход разблокирует функцию, выполняемую блоком. Если на этом входе «0», то другие сигналы блоком игнорируются.

Inv (Invert = инвертировать):

Выходной сигнал блока инвертируется, когда этот вход активизирован.

Ral (Reset all = сбросить все):Сбрасываются все внутренние значения.

Соединительный элемент X на входах специальных функций

Если вы подключаете входы специальных функций к соединительному элементу х, то этим входам будет присвоено значение «0», т.е. к ним прикладывается сигнал низкого уровня.

Параметрические входы

Имеется несколько входов, к которым вы не прикладываете сигналы, а параметрируете соответствующий блок определенными значениями. Примеры:

Par (Parameter = параметр):

Этот вход не подключается. Здесь для блока устанавливаются параметры (времена, пороги включения и выключения и т.д.).

No (Nocken = шаблон):

Этот вход не подключается. Здесь устанавливается шаблон времени.

Р (Priority = приоритет):

Этот вход не подключается. Здесь устанавливаются приоритеты, а также определяется, должно ли сообщение квитироваться в режиме RUN.

«Содержание» «Словесные алгоритмы» «Основные функции»

2.3.2. Временные характеристики
Параметр Т. У некоторых специальных функций имеется возможность параметрировать значение времени Т. При задании, времени обратите внимание, что вводимые значения зависят от установленной базы времени:

База времени




s (секунды)

Секунды: сотые доли сек.

m (минуты)

Минуты: секунды

h (часы)

Часы: минуты
  1   2   3   4   5


Дальневосточный государственный технический университет
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации