PLC产生脉冲信号的两种方法

脉冲信号在PLC编程中会经常用到，比如：通信过程中的心跳脉冲、蜂鸣器/指示灯的报警脉冲等等。这些脉冲信号可以来自硬件(组态)，也可以来自软件(编程)。今天这篇文章，给大家介绍下两种产生脉冲信号的方法，包括：

CPU的时钟脉冲；扩展函数LGF_Frequency；

1、CPU的时钟脉冲

CPU的时钟脉冲可以产生8个不同频率的脉冲信号(占空比1:1)。在CPU的硬件组态中找到【系统和时钟存储器】，勾选【启用时钟存储器字节】，在时钟存储器字节的地址中输入位存储器的地址(默认为MB0)，那么CPU的硬件(严格来说是操作系统)会将相应频率的脉冲写入到该位存储器字节的相应位。比如下面这张图：M0.1是5Hz的时钟脉冲，M0.5是1Hz的时钟脉冲。

这种配置脉冲信号的方法很简单，不过其缺点在于会降低程序的通用性。比如：有的人使用MB0作为时钟存储器字节，有的人使用MB10或者其它的位存储区作为时钟存储器字节，这在不同的项目程序移植时会造成一些困难。为了提高程序的通用性，可以使用通用扩展函数库中的LGF_Frequency函数。

2、LGF_Frequency

扩展函数LGF_Frequency可以产生指定频率及占空比的脉冲信号，在全局库【信号发生器】中可以找到该函数，其初始添加状态如下图所示：

函数LGF_Frequency有两个输入参数和两个输出参数：

输入参数包括：

frequency：实数，发生器的输出频率，单位Hz；脉冲的周期为频率的倒数，假设频率设置为0.5，则该脉冲的周期为2s；PulsePauseRatio：实数，输出脉冲的占空比，即高电平持续时间与低电平持续时间的比值；假设占空比为3.0，则高电平持续时间/低电平持续时间=3/1；

输出参数包括：

clock：布尔型，脉冲输出地址；countdown：TIME型，当前状态的剩余时间；

使用LGF_Frequency函数可以产生与硬件无关的脉冲信号。比如，

下面的代码(FB2_ClockTest)分别产生一个1Hz、10Hz、0.5Hz且占空比为1:1的脉冲信号。

这些信号存放在全局数据块DB10_GlobalPulse的变量中：

执行该函数块的Trace数据如下图所示：

这种通过函数块和数据块实现的脉冲信号提高了程序的可读性，并且能产生任意需要的周期及占空比的脉冲信号，缺点是需要手动编程，相比CPU的脉冲信号复杂一点；

说明：其实之前介绍过LGF_Frequency及通用函数库，可以看看文章：博途扩展函数库LGF系列教程(1)-LGF_Frequency

好了，关于PLC产生脉冲信号的两种方法就先介绍到这里。

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PLC脉冲信号是干嘛的？与频率，占空比，正、负逻辑有什么关系？

在数字电子系统中，所有传送的信号均为开关量，即只有两种状态的电信号，这种电信号，我们称作做脉冲信号，这是所有数字电路中的基本电信号

一个标准的脉冲信号如下图所示。

我们把脉冲信号由低电压跳变至高电压的脉冲信号边沿称做上升沿，把由高电压跳边至低电压的边沿称下降沿，有的资料上又叫前沿，后沿。把电压低的称做低电平 ，电压高的称做高电平 。

假设脉冲信号的周期为T ，脉冲宽变为t1 则有下面一些基本概念。

频率f： 指一秒种内脉冲信号周期变化的次数，即f = 1 / T周期越小，频率越大。

有了频率这个概念，我们现在就来讨论一下从PLC输入端输入开关信号的最高频率问题。由上一章扫描及PLC的滞后知识可知，PLC的扫描周期主要由用户程序的长短所决定，假定其扫描周期为20ms，并考虑到输入滤波器的响应延迟为10ms，则PLC执行扫描周期为30ms。如果输入信号的变化小于30ms的话由扫描原理可知，PLC完全可能检测不到，也就是说输入信号的脉宽一定要大于30ms，这样，输入信号的频率就受到了限制。

我们假定输入信号是占空比为50%的脉冲信号，则其周期为T=2t1=60ms那么输入信号的频率不能大于1/60ms=16.6HZ。这对于按钮，普通开关等一般工业控制场合是完全可以的，但对于要求I/O响应速度高的实时控制场合就不能适应了。

对于要求高速响应的场合，不同厂家的PLC都在软件和硬件上采取了很多措施，提高I/O的响应速度。FX2N设计了高速计数模块，提供了X0～X7共8个高速输入端，，其RC滤波器的时间仅为0.5us在软件方面采用I/O即时信息刷新方式，中断传送方式和能用指令修改的数字式滤波器等。因此可以处理的输入信号频率有了很大提高，可以达到20KHZ。

占空比： 指脉冲宽度t1与周期T的比例百分比。为t1/T %。占空比的含义是脉冲所占据周期的空间，占空比越大，表示脉冲宽度越接近周期T，也表示脉冲信号的平均值越大。

正逻辑与负逻辑： 脉冲信号只有两种状态：高电平和低电平，与数字电路的二种逻辑状态“1”和“0”相对应，但到底是高电平表示“1”还是低电平表示为“1”都可因人而设。如果设定高电平为“1”低电平为“0”则叫正逻辑，如果反过来，设定低电平为“1”高电平为“0”的时候，则为负逻辑。一般情况下，没有加以特殊说明，我们均采用正逻辑关系。

在实际电路中，高电平是几伏，低电平是几伏。没有严格的规定，例如在TTL电路中，高电平为3V左右，低电平为0.5V左右，而在CMOS电路中，高电平为3～18V或者7～15V，低电平为0V。（技成原创，未经授权不得转载，违者必究！）

往期优秀文章回顾：

S7-200SMART PLC重点精讲：模拟量模块接线图、扩展模块、CPU结构

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