ШИМ на дискретных выходах ПЛК100

[drvlas]

drvlas ну я на самом деле не ясно описал...

На самом деле не важно, что ты там имел в виду - но очень здорово натолкнул на идею. Дело в том (я так, покопался в памяти, вспоминая, как строились отношения с частотниками), что нам пришлось не раз и не два менять используемые частотники. И цифровые интерфейсы, естественно, довольно разные, свои системы команд, свои регистры, параметры и соглашения. Копаться во всем этом никому не хотелось, т.к. управление по двум дискретным каналам (4 кода скорости) вполне устраивало - и, самое главное, оно не зависело от того, Ленце, Мистубиши, Данфос, Хитачи или еще какая короста применялась: везде можно было параметрами выставить такие настройки, что коду 01 соответствовала частота1, коду 10 - вторая частота, коду 11 - третья.
А аналоговый вход воспринимался как экзотика.
Учитывая, что выпускалась по сути серийная техника, важно было не плодить 100500 вариантов. Вот так и прижились 2 дискретных сигнала, несколько сот устройств работают и горя не знаем.

А вот сегодня, спасибо тебе оромное, моя мысля поползла в таком направлении: а ведь аналоговый вход во всех частотниках есть (ну, пусть там заказное исполнение нужно, это надо уточнить). И 4-20 мА или 0-10 В они и Африке одинаковые. То есть, здесь тоже возникает универсальность, практическая независимость от фирмы-производителя частотника! Да, его нужно настроить параметрами, дабы слушался своего аналогового входа, но это в любом случае конфигурируется - хоть для аналогово, хоть для дискретных. А потом - валишь ему 9 В - крутит шодурной, дашь 1 В - вот и докручивает. Лепота! А дальше что: а дальше возможность вообще плавно переходить с одной скорости на другую, иметь не 2, а сколько угодно режимов работы. Вот об этом когда-то мечталось, но реализации выходили корявыми. Теперь можно повторить попытку. Ну, как-то долгими зимними вечерами поиграюсь...

[drvlas]

Возвращаюсь к теме, теперь уже несколько с другими вопросами.

Итак, заказ получен, ШИМить придется. Со схемой вопросов больше нет, нарисую, спаяю, там посмотрим. А вот с конфигурированием выходов ПЛК несколько сомнений закралось.

Работаю с ПЛК100-24.К
Читаю в описании конфигурирования, что подмодуль "Генератор" работает только на 11-м выходе:
Generator_подмодуль.jpg

1) Интересно, как автор в данном случае нумеровал выходы? К сожалению, в документации на ПЛК100 все время чехарда с нумерацией - то от нуля, то от единицы. Поэтому и спрашиваю: 11-й - это последний из 12 дискретных выходов данной модели или предпоследний?

Конечно, можно бы и самому попробовать. Но на руках такого ПЛК нет, это раз. А второе: непосредственно в Кодесис проверить не могу. Дело в том, что система не проверяет допустимсоть установки подмодуля на "правильный" выход. Вот картинка, в которой я нагло установил подмодуль Генератор на 2 выхода ПЛК - и, как видите, Кодесис спокойно скушала, компилирует "без ошибок":
Generator_outputs.jpg

Так что решить, какой все же выход разработчики называют "одиннадцатым", не могу. Подскажите, кто знает!

Ну, попутно еще один вопрос, уже больше по КДС:

2) Читаю описание конфигурирования дискретных выходов. Написано:
PWM_outputs_datasheet.jpg
Если я вообще что-то понимаю (а это не факт, истесна), то подмодуль подключается к ОДНОМУ из выходов (с каким-то номером). В ПЛК100 с релейными выходами у одного выхода один битовый канал. Так или нет? Ну, у ПЛК100 с транзисторными ключами - 2 битовых канала, Бог с ним. Но ведь в описании конфигурирования пишут, что "Номер выхода" принимает значения от 0 до 7. Номер чего, коллеги? Я подключаю, допустим, 3-й выход ПЛК, в нем делаю подмодуль ШИМ и ставлю там "номер выхода" 7 - и система кушает это!
PWM_outputs.jpg
Так что за номер выхода имеется в виду при подключении подмодуля ШИМ?

Спасибо!

[rovki]

На счет выводов\выходов .Большой путаницы нет .Если говорить о железе ,его выходах ,то выходы 1-12 .Нулевых выводов не бывает .
А вот если говорить о программах(кодесис и др.,даже овен лоджик )) ,то как известно нумерация двоичных разрядов идет с нулевого разряда.
Вот и все.

[drvlas]

Если говорить о железе ,его выходах ,то выходы 1-12 .Нулевых выводов не бывает

Не согласен. Вывод с названием "Digital Output 0" - чем не заслужил право на существование?
Это косность, дорогой коллега. В миллионах микропроцессорных девайсов миллионы входов-выходов нумеруются от нулевого. Пора научиться счету с нуля

А вот если говорить о программах(кодесис и др.,даже овен лоджик )) ,то как известно нумерация двоичных разрядов идет с нулевого разряда.

Во-во! И Конфигуратор связывает программу с железом. В программе нулевой бит - вполне норма, так какого же в железе его называть первым?

Впрочем, мы с Вами флудим. Давайте вернемся к моим опытам и вопросам, плз!

[rovki]

Найдите "0" вывод(ножку) на любой микросхеме (корпус) -нет.Настаивать не буду ,это мое мнение,на счет нумерации .Не важно от куда это пошло ,в конце концов ,но это есть и больших трудностей не вызывает.По остальным вопросам ребята подскажут .Просто 0 разряд в слове ,он и в Африке нулевой ,а вот на 1 выход ПЛК (ПР) можно вывести двоичное значение не из слова ,и да же можно вывести любой разряд любого слова на него (на первый) .Замолкаю....

[drvlas]

Учитывая странную на мой взгляд неосведомленность участников форума по поводу работы ШИМ с ПЛК, коротко доложусь о результатах своей работы.

1) Плата преобразователя "дискретный выход ПЛК100 - ток 4-20 мА" сделана. Схема простая, но не примитивная. С некоторыми неточностями, которые влом править, ибо не знаю, нужна ли она кому-то, вот платка:

PWM_2_Current.jpg

Транзистор Q1 пришлось ставить ВСР56, т.к. на нем выделяется заметная мощность.
Конденсатор С2 пришлось увеличить в 2 раза, т.к. ПЛК100 даже на 1 кГц выдавал плохой ШИМ (см. ниже), поэтому на расчетной1 5 кГц рабоать я не стал
Делитель R4-R5 резко уменьшил, до 390 и 68 Ом. И об этом следует рассказать отдельно (см. ниже, п.3)

2) Нумерация выходов ПЛК100 такова: под одиннадцатым имеется в виду выход, который в конфигураторе называется %QX6.0. На корпусе он подписан номером 21, а по обозначениям пар выходов - как "6". То есть, иными словами, это предпоследний выход на ПЛК100.
С представителей фирмы ОВЕН - бутылка за информацию о номере выхода ЩАС они бодренько заявят, что это же очевидно из их великолепной документации, которую я не умею читать. А мне не отвечали за мою вредность

3) Теперь главное. Коллеги, если будете работать с этим одиннадцатым выходом и его подмодулем "Генератор", то обязательно учитывайте ограниченные частотные свойства ключа. Дело в том, что включение-выключение транзистора и, соответственно, появление на нагрузке напряжения, довольно медленное.
Упрощенная схема выходного ключа представлена на картинке:
Switch.jpg
Здесь R2 и R3 - это уже мои резисторы R4 и R5 с предыдущего рисунка, т.е. это нагрузка выхода номер одиннадцать. Форма напряжения на выходе данного делителя видна вот из этой осциллограммы:
Фронты_одновременно_2.jpg
Приведу цитатц себя самого с форума электронщиков, где мы с колегами ковыряли эту задачу:
Вот осциллограммы на выходе делителя (желтая) и коммутируемого мультиплексором сигнала (голубая). Развертка запущена от обоих фронтов, то есть, здесь размещены сразу 2 оциллограммы.
При размыкании ключа (желтый сигнал) напряжение на выходе делителя идет вниз и в какой-то момент мультиплексор воспринимает это падение как переход адреса в логический "ноль" - синий сигнал показывает, что мультиплексор подключил на вход перобразователя тока опорное напряжение (скачек вверх, надпись "Отработка выключения")
При замыкании ключа (желтый сигнал) напряжение на выходе делителя идет вверх и в какой-то момент мультиплексор воспринимает это как переход адреса в логическую "единицу" - синий сигнал показывает, что мультиплексор подключил на вход перобразователя тока нулевое напряжение (скачек вниз, надпись "Отработка включения")
Так как я разместил осциллограммы особым образом - чтобы начало изменения желтых сигналов примерно соответствовало одной вертикали, то в идеальном случае синие сигналы должны переключиться тоже на одной вертикали. Мы видим, что на самом деле моменты срабатывания синих сигналов разнесены более чем на 2 мкс. Вот эти 2-2,5 мкс и дают погрешность, вполне себе заметную при периоде сигнала 1000 мкс. Скажем так, они вносят в выходной ток смещение, примерно одинаковое при разных процентах ШИМ.
Конец цитаты.

С учетом принятых мер по программной коррекции получаемой несимметрии фронтов ШИМ-сигнала я вышел на 0,03% погрешности линейности, но еще не знаю, как там будет со стабильностью. Поэтому могу сказать осторожно, что 0,1% - это то, что можно получить с ШИМа ПЛК100, если постараться. И на частоте 1 кГц. Выше будет хуже, я думаю.
Если кто имеет лучшие результаты - рад буду выслушать!

[IVM]

О, а Вы в курсе требований ко входному сигналу самописца? Подскажите, плз! Я ведь 0,1% взял несколько от балды
Каковы обычные погрешносии самописцев (ну, хороших, но не лучших)?

Для самописца и 1% хватит и никакой сложной схемы городить не надо. Надо знать входное сопротивление самописца и тогда можно регулировать среднее значение напряжения на выходе ШИМ так, чтобы ток менялся в диапазоне 4 ... 20 мА, т.е. достаточно на ШИМ-выходе поставить RC-фильтр нижних частот. Если правильно выбрать номиналы R и C фильтра, то все будет нормально.

[drvlas]

Для самописца и 1% хватит.

Спасибо! Меня немного смутило, что у заказчика перед самописцем стоит гальваническая развязка, которая специфицирована на 0,1 %. Очевидно, ее поставили просто потому, что такая была.

Эх, подмывает заменить ту масенькую платку в ПЛК, на которой собраны 2 дискретных выхода канала 6! Если бы ее не впаяли в базовую плату, а вставили на разъеме - йейбогу поигрался бы! Ведь можно получить великолепный симметричный ключ и даже готовый токовый выход прямо из корпуса ПЛК!
Но выпаивать вломно...

[drvlas]

Эх, подмывает заменить ту масенькую платку в ПЛК, на которой собраны 2 дискретных выхода канала 6!
...
Но выпаивать вломно...

Все же доложусь уважаемым коллегам. Поигрался немного с этой платкой, менял оптрон. Ибо все дело в оптроне, как оказалось. Последующий эмиттерный повторитель практически не изменяет форму сигнала на выходе оптрона.
Сухой остаток: если мне нужно будет еще работать с этим выходом, то вместо штатной сделаю свою платку на быстродействующем оптроне и на ней же - преобразователь в ток. Да, это займет всю доступную площадь и выхода номер 12 (последнего) больше не будет. А выход номер 11 будет работать только в режиме ШИМа. Но зато будет хорошая точность без программных выкрутасов.
Если забуду о результате сообщить здесь, а кому-то будет нужен быстрый и точный ШИМ - пишите. Будет чем поделиться - поделюсь без проблем.