西门子6ES7223-1BH22-0XA8库存充足
1.LOGO!性能及特点
LOGO!是SIEMENS公司推出通用逻辑控制模块，是一种将编程器和主机一体化的超小型可编程序控制器。LOGO内部集成有：控制功能、操作和显示单元。有一个用于扩展模块的接口、一个用于程序模块和PC电缆的接口。预制有基本功能、软开关、二进制指示器、输入和输出。用户可通过控制器面板上的按钮直接编程、编辑、读取数据或输入数据;可与计算机联网，用厂家提供的专用软件编程。SIEMENSLOGO!的主要特点如下：
①编程操作简单。LOGO!编程可在本机上直接操作。
②编程语言简单。其编程是将需要实现的功能所对应的功能块连接起来即可。
③输出电流大。LOGO!输出端可以承受电流达10A（继电器输出，阻性负载）
④自带显示面板。可直接在自带面板上设置、更改和显示参数。
⑤具有通信功能。带AS-I总线功能的LOGO!可作为远程I/O使用。
⑥价格低廉。具有较低的价格和较高的性价比。
⑦面向大众、方便用户。LOGO!不需要专门的训练，只要懂得一些电气知识就行。
⑧体积“小”（体积约为72mm＊90mm＊53mm）。
2.LOGO!的结构及原理
LOGO!的面板结构如图1.所示：电源接线端用来连接电源（电压有直流24V、交流115V或交流230V），数字量输入端直接连接开关、按钮和传感器等，数字量输出端可用容量为8/10A的开关来控制负载，液晶显示面板可在LOGO!进入控制程序后，所有步骤及集成的基本功能（如：逻辑操作和设定值）和特殊功能（如;计时器、计数器和时钟等）均显示为功能方块图，在运行过程中可显示I/O口的开关状态及星期和时间，操作员小键盘可使用户用键盘上的6个操作键输入需要的控制程序，通过存储卡或计算机电缆接口，使控制程序和设定值永远存储在集成的EEROM中，可用LOGO!存储卡将存储的程序复制到下一个应用，也可用电缆把LOGO!连接到计算机上，利用LOGO!SOFT编程软件创建、仿真、存档和打印控制程序。使用步骤：用LOGO!完成一项控制应用只需下列步骤：（1）描述控制任务，即确定控制对象及其所执行的操作;（2）将LOGO!放在DIN标准导轨上，连接好输入端和输出端;（3）根据任务描述，选择所需要的功能块，按响应的按键把这些功能块组合在一起;（4）进行必要的测试和起动运行。
3.采用LOGO!实现箱式电阻炉的温度控制
热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定温度，经过一段时间的保温，以某种速度冷却下来。通过这样的工艺过程，能使钢的性能发生改变。我们在科研、实验中采用箱式电阻炉对小型钢件进行淬火、退火、正火。电阻炉温度控制采用DRZ–12型温度控制器。以往科研、实验中，实验人员要在现场不停观察、计时并手动停止系统工作。一旦实验人员离开了现场或疏忽了时间，没有准时断开电阻炉的电源，保温时间过长或过短，处理的试样将不符合要求。我们通过LOGO!实现温度自动定时控制及处理完成报警，tigao了自动化控制程度，方便了实验人员的工作。
3.1系统硬件设计及工作原理
（1）系统硬件设计
本系统采用8个输入点和4个输出点的SIMENSLOGO!230RC和XCT–101温度指示调节仪作为控制核心，同WR-EU热电偶,接触器，电流表，炉门关闭检测开关SQ，电源显示信号灯，工作完成信号灯及蜂鸣器等组成功能完善的温度控制系统，如图1所示。LOGO!的I1、I3分别连接温度调节仪的高、低接点;I2连接蜂鸣器消声按钮SB1;I4连接炉门关闭检测开关SQ;I5连接启动按钮SB2;I6连接停止按钮SB3;I7连接S蜂鸣器报警选择开关。LOGO!的4个输出点Q1、Q2、Q3、Q4分别连接、系统带电显示灯HL1、电炉加热开关KM1、工作完成信号灯HL2及蜂鸣器HZ。
图1箱式电阻炉LOGO!控制线路
（2）控制系统工作原理
合上总电源1QK，由于电炉温度低于设定值，故温度调节器的低接点与总接点接通，LOGO!输入I3接点信号，经内部逻辑组合使LOGO!的输出点Q1输出信号，控制信号灯HL1带电，指示系统处于带电状态。按下控制系统启动按钮SB2，其常开接点闭合，LOGO!输入I5接点信号。通过与I3接点信号和其他输入点信号进行逻辑运算后使输出点Q2输出信号，控制接触器KM1线圈带电，KM1常开触点闭合使电热丝带电加热，电阻炉温度上升。当温度上升到设定值后，温度调节器的低接点和总接点断开且高接点和总接点接通，使LOGO!输入I1接点信号并停止输入I5接点信号，启动其内部的定时器定时（定时时间根据工件处理要求事先设定）;通过其内部的逻辑运算使LOGO!的输出点Q1停止输出信号，KM1失电其触点断开，电阻炉停止加热。当炉温低于给定值时，温度调节器的高接点与总接点断开且总接点与低接点接通，又从I5接点输入信号，使Q1接点输出信号控制KM1带电闭合，加热炉加热。如此反复，使电阻炉处于保温状态。当工件处理完成（保温定时时间到），LOGO!输出点Q1不再输出信号，完全停止加热;输出点Q3、Q4输出信号使信号灯HL2亮及蜂鸣器报警。提示工作人员工件处理已经完成。工作人员按下SB1按钮，则可实现蜂鸣器消声。S是蜂鸣器是否使用选择开关，若工作完成只要信号灯指示而不需要蜂鸣器报警，则使S开关打开。按下系统停止工作按钮SB3，HL1信号灯灭，显示LOGO!系统处理断电状态。
LOGO!功能块图
3.2控制系统软件设计
LOGO!的软件编程十分简便。LOGO!的编程元素称为“功能块“，这些功能块全部集成在LOGO!的内部存储器中，用户只要在面板上按下按键，将各种功能块组合起来构成功能块图，就形成了用户程序。LOGO!的程序中多可以使用56个模块，在输入和输出之间的串联功能多为7级。如图3所示为系统程序功能块图，采用4个特殊功能块—RS触发器，3个非功能块、1个或功能块、3个与功能块，1个时间定时功能块按控制要求连接形成功能块图程序。
| 引言 我国是世界上缺材少林国家之一，据专家预测，到2010年我国的木材消费需求将达到2.1亿立方米，而缺口达6000万立方米，其中人造板工业占相当大的消费比例，tigao人造板生产效率意义重大。热压机作为人造板生产的关键设备，直接决定了生产效率及产品质量，而热压机性能的好坏又在很大程度上取决于其控制系统的优劣。针对现有热压机采用继电接触控制,使压机的控制线路较为复杂、触点太多而故障率高的问题，提出在热压机控制系统中采用PLC控制，可省去部分继电器和闭锁触点，简化控制线路，tigao设备可靠性。PLC选西门子的224CPU后面带上一个UniMAT的8DI8DO模块。 1、基本工作原理 实验热压机是木材加工工业、科研单位、高等院校等的实验室设备之一，可作纤维板、刨花板、胶合板、表面装饰板、塑料板等的热压实验之用。除了加热系统外，其工作特征和结构与生产型热压机基本相同。图1为本文所研究的热压机结构简图。 热压机上压板2固定，正常工作时通过控制位于压机底部的柱塞缸，使得柱塞5带动下压板4向上移动，将板坯压实；经过热压处理后，柱塞5带动下压板4向下移动，到位后为下一次工作做准备。根据人造板生产工艺的要求，在压机工作过程中，关键是位置控制和压力控制，系统是通过比例liuliang阀来进行速度调节，进而实现位置控制。 2、PLC控制系统的设计思路 要满足设备在生产中的可靠性。因原设备控制部分元件多，控制线复杂，排查故障非常困难，为此，可以考虑热压机油缸升降的控制部分采用PLC控制，在满足要求的情况下，尽量减少输入点和输出点，使得整体设备可靠性tigao；考虑到设备检修、保养和对新的板种的试生产，需要在控制线路中加入手动、自动转换开关；在检修时，为防止升起的压板因误操作发生位移，加装了保护开关，当开关置于保护状态，发生误操作，因有电气互锁，也不至于使压板发生下移。基于以上设计思路，根据压机工作流程，确定了17个输入点和14个输出点，共31个点，采用欧姆龙C40P产品（该型产品有24个输入点，16个输出点）Ez3。 结合该系列压机特点，设计了控制线路，并编制了控制程序；输入和输出量编址见表1。 表1 胶合板热压机各输入输出编址 3、工作原理与控制过程 以快速贴面压机为例。该系列热压机共装有4个油缸，油缸顶置，液压油路需用6只电磁阀控制，因设计的热压机规格不同，油泵电机的功率从10～22kW不等，为减小电机起动电流，设计为Y／△起动。胶合板板坯采用小车载入，小车承载部分可单方向运动，小车退出时板坯自动滑落在压板上。小车驱动电机由变频器控制，可实现小车快进、慢出。 图2为快速贴面胶合板热压机工艺流程。 控制油缸的电磁阀有6只，其中1只1DT为总进油阀；每2个油缸上部、下部油路各自并联，分2组，每组各有1只上部进油阀3DT、5DT和1只下部进油阀2DT、4DT，还有一只总回油阀6DT。 油缸下部进油，柱塞上移；其上部进油，柱塞下移。即当1DT、2DT、4DT工作时，压板上升，1DT、3DT、5DT工作，压板下降并加压；6DT工作时，油缸卸荷。液压油泵用三相交流异步电动机驱动，为降低起动电流需要降压，采用Y／△方式起动，转换时间为2～5s。油泵工作正常3s时，压板上升到位（设上限位开关）后，压板停止上升；此时装板小车载板坯快速进入，到达设定位置后，小车卸板坯并开始后退，碰到后退限位开关后停止后退。 在小车卸板后退的压板开始下降，当碰到下限位开关后，停止下降，开始保压并计时，随着油压的升高，动、定压板之间压力增大，当达到设定上限压力时，电接点压力表上限开关断开，停止加压。由各组电磁阀自动控制热压时所需压力，实现保压直到热压结束，开始卸荷，3s后压板上升。由人工完成卸板。 为了安全起见，在控制线路中加装转换开关，在压机上升控制电路中要加入保护装置，当压板上升到位时，手动合上此开关，检修设备时不会因误动作而使动压板下降伤人。在加压保压控制电路中，加入了超压保护开关，目的是防止油压达到压力上限后继续加压。若超压，此开关自动断开，电磁阀失电关闭，停止加压。当压力下降到许可值时，此开关重新闭合，系统控制恢复正常。 |
前言：
Altera公司的产品基本上都属于CPLD结构。由于它的内部连线均采用连续式互联结构，即利用同样长度的金属线实现逻辑单元之间的连接，它具有延时可预测的优点。由于采用了全新的结构，先进的技术再加上MAX+PLUSII可编程逻辑的开发环境，使得Altera公司的PLD器件不仅具有PLD器件的一般优点，还有如下一些优势：高性能、高集成度、价格合理、开发周期较短、可以很方便的进行在线编程。
MAX系列是Altera目前为流行，使用广泛的两个系列之一，本文章以MAX7000系列芯片为例介绍了可编程芯片在DSP系统设计中的应用。
MAX7000系列器件的特点
MAX7000系列是高密度，高性能的CMOSCPLD，是在Altera公司的第二代MAX结构基础上构成的，采用先进的0.8umCOMSEEPROM技术制造。MAX7000系列提供600到5000可用门（器件上提供1200-10000门），引脚到引脚的延时为6ns，计数器频率可达151.5MHz。MAX7000系列的-7和-10P速度等级同PCI总线标准一致。MAX7000系列的高密度器件称为MAX7000E系列。它们有几个加强的特性：附加全局时钟，附加输入使能控制，增加连线资源、快速输入寄存器和可编程的输出电压摆动率。
MAX7000是用CMOSEEPROM单元实现逻辑函数的。可编程的MAX7000结构容纳各种各样的，有独立的组合逻辑和时序逻辑函数。在设计开发和调整阶段，MAX7000器件可以快速而有效地重新编程，并保证可编程的擦除100次。
DSP系统结构
在进行DSP系统设计时采用CPLD来实现DSP和其他外围芯片的接口电路的优点主要是硬件设计简单，因为CPLD的管脚具有重定义的功能，这使得PCB板的设计要简化很多;因为MAX7000系列CPLD的功能比较强大，可以很容易实现地址译码、等待时序的插入以及这种简单的总线转换，一般用一块CPLD就可以实现系统所有的接口电路。它的功能框图如下：
下面从等待时序的产生、地址译码和LCD接口电路的实现几个方面来举例说明。
用CPLD产生等待时序
TMS320C2X支持与慢速外设接口的硬件等待状态插入。当与慢速外设接口时，系统必须提供能产生等待状态的硬件电路。外设存取的速度越慢，所需插入的等待状态数量就越多。那么，如何根据外设存取速度来确定所需的等待数可以由下式确定：
设t为外设访问时间
TMS32020 [200（N-1）+85]ns
TMS320C25-40 [100（N-1）+40]ns
TMS320C25-50 [80（N-1）+29]ns
假设设计的系统在访问程序空间时需要加入两个等待，I/O空间和数据空间则是全速。用VHDL语言描述如下：
—— generate wait state for low speed interface
g_wait_prog:
PROCESS （clockout, reset）
BEGIN
IF （（res_cpu = ‘0‘） or （ps = ‘1‘））THEN
progwaitclock <= 0;
ELSIF （clockout‘EVENT AND clockout= ‘0‘） THEN
IF （ps = ‘0‘） THEN
IF progwaitclock = 2 THEN
progwaitclock <= 0;
ELSE
progwaitclock <= progwaitclock + 1;
END IF;
ELSE
progwaitclock <= progwaitclock ;
END IF;
END IF;
END PROCESS g_wait_prog;
—— generate ready signal
PROCESS
BEGIN
IF （（progwaitclock = 0）and（lcdwaitclock = 0）） THEN
ready <= ‘1‘;
ELSE
ready <= ‘0‘;
END IF;
END PROCESS ;
Clockout为CPU的时钟输出信号，信号量progwaitclock是用来计数clockout的个数，当CPU访问程序空间时，PS为低电平，progwaitclock开始计数，当progwaitclock的值不为0时ready为高，CPU等待外部设备就绪，当progwaitclock计数到要等待的个数时，progwaitclock复位为零，ready变为低，CPU等待结束。
用CPLD实现存储器接口
存储器接口包括ROM接口和RAM接口两种。ROM主要指PROM和EPROM，而RAM主要是静态RAM（SRAM）。设计存储器接口时主要考虑到存储器速度，以确定需要插入几个等待状态，还要考虑到地址译码，地址空间分配的问题。
1 快速PROM/EPROM接口
快速PROM/EPROM（存取时间 35ns）可直接和TMS320C2××接口而不用加入等待，但要考虑到地址译码的问题。
2 慢速EPROM/EEPROM/FLASH MEMORY的接口
对于慢速器件，在和DSP这种较快的处理器接口的时候要加入合适的等待周期，还要考虑地址译码的问题。
3 快速SRAM接口
TMS320C2××既可将SRAM用作程序存储器，也可用作数据存储器。不管是程序空间还是数据空间，它都只要考虑译码的问题，用正确的线片选即可，如程序空间用PS片选，而数据空间用DS片选。
4 程序和数据公用SRAM
在很多时候，为了方便调试不但要扩展程序SRAM也要扩展数据SRAM。因为TMS320C2××分别用PS和DS来选程序和数据空间，一般的做法是用PS和DS分别片选不同的芯片，为了使DSP有足够的程序和地址空间，我们需要多片存储器芯片，这样，会给PCB布线的时候带来很大的麻烦。因为采用了CPLD来进行译码，我们可以很方便的用一块容量较大的SRAM，通过合适的译码电路使它的空间能分开，既有程序空间又有数据空间。下以CY7C1024-15为例来说明：
—— ram address albbbbbbbb.
—— pro_data = 1 means select 8000H——ffffH（data）;
—— pro_data = 0 means select 0000H——7fffH（program）;
PROCESS （ds,ps）
BEGIN
IF（（strb= ‘0‘）and（ds = ‘1‘）and（ps = ‘0‘）） THEN
pro_data <= ‘0‘;
ELSIF（（strb= ‘0‘）and（ds = ‘0‘）and（ps = ‘1‘）） THEN
pro_data <= ‘1‘;
ELSE
pro_data <= ‘0‘;
END IF;
END PROCESS;
—— ram control line.
control:
PROCESS （we, w/r, ps, ds, ios, br, strb）
BEGIN
IF strb = "0" THEN
IF （（ds = ‘1‘）and（ps = ‘0‘））or（（ds = ‘1‘）and（ps = ‘0‘）） THEN
ram_cs <= "0";
ram_w/r <= w/r;
ram_oe <= we;
ELSE
ram_cs <= "1";
ram_w/r <= "1";
ram_oe <= "1";
END IF;
ELSE
ram_cs <= "1";
ram_w/r <= "1";
ram_oe <= "1";
END IF;
CY7C1021是Cypress公司生产的64k×16bit StaticRAM，以上程序要完成的功能是让一块芯片的64k空间中的低端32k为程序空间，32k为数据空间。程序中的pro_data接CY7C1021的高位地址线A15，当ps为低时pro_data为低电平，选中RAM的低32k空间，当ds为低时pro_data为高电平，选中RAM的高32k空间，ram_cs、ram_w/r、ram_oe分别接CY7C1021的片选、读、写线。
用CPLD实现LCD接口电路
我们常用的LCD有很多种，如段型、点阵型，这儿主要介绍如何用CPLD来实现DSP和点阵型LCD的接口。由于点阵型液晶显示器的引线多，用户使用极不方便，制造商将点阵型液晶显示器做在一块板上成套出售，这种产品称为液晶显示模块。在液晶显示模块上装配好了液晶显示驱动电路和分压电路，并提供驱动电路的接口，这使得液晶显示模块和微处理器的接口十分方便。它在结构上可分为接口、控制和输出三大部分。以深圳天马公司的液晶模块为例，简单介绍它的接口。它一共有11条信号线：
RS用于寄存器选择，低电平选择指令寄存器，高电平选择数据寄存器。
R/W为读/写控制端，低电平时写显示模块，把CPU的数据写入显示模块;高电平读显示模块，把显示模块的数读回CPU。
E为允许输入信号线（数据读写操作允许信号），高电平有效。
D0-D7为数据线。
相比较DSP而言，LCD显示模块是慢速器件，在设计接口电路时除了要考虑它的接口时序匹配外还要考虑加入合适的等待周期。在下面给出的例子中地址线a0用来控制是读还是写，a1用来选择数据寄存器还是控制寄存器。Lcd_rs接到LCD模块的RS管脚，lcd_wr接到LCD模块的W/R管脚，lcd_e接到E管脚。程序中的high_adr是DSP地址线高3位a15-a13的组合，在这个例子程序中LCD模块的操作地址被映射到DSP的IO空间的0x2000-0x3fff。
—— lcd interface :
—— bbbbb : a1（lcd_rs）, a0（lcd_wr） ,we, wr, ios, strb ;
—— a1,a0 => "00" : write command
—— a1,a0 => "01" : read AC value
—— a1,a0 => "10" : write data
—— a1,a0 => "11" : read data
—— lcd_rs : select register bank ‘1‘ for data, ‘0‘ forcommand
—— lcd_wr : write/read control ‘1‘ for read, ‘0‘ for write
—— lcd_e : enable signal; ‘1‘ for read , ‘1‘ to ‘0‘ write datain
lcd_en:
PROCESS （we, wr, ios, strb）
BEGIN
IF （（strb = ‘0‘） and （ios = ‘0‘）） THEN
IF （high_adr = "001"） THEN
lcd_rs <= a1;
lcd_wr <= a0;
lcd_e <= （not （we or wr））;
ELSE
lcd_rs <= ‘0‘;
lcd_wr <= ‘0‘;
lcd_e <= ‘0‘;
END IF;
ELSE
lcd_rs <= ‘0‘;
lcd_wr <= ‘0‘;
lcd_e <= ‘0‘;
END IF;
END PROCESS lcd_en;
—— generate wait state for low speed interface
g_lcd_wait:
PROCESS （clockout, reset1 ）
BEGIN
IF （（reset1 = ‘0‘）or（not（（ios = ‘0‘） and （high_adr = "001"））））THEN
lcdwaitclock <= 0;
ELSIF （clockout‘EVENT AND clockout= ‘0‘） THEN
IF （（ios = ‘0‘） and （high_adr = "001"）） THEN
IF lcdwaitclock = 5 THEN
lcdwaitclock <= 0;
ELSE
lcdwaitclock <= lcdwaitclock + 1;
END IF;
ELSE
lcdwaitclock <= 0;
END IF;
END IF;
END PROCESS g_lcd_wait;
用CPLD实现键盘接口电路
DSP和键盘的接口可以用专用的键盘接口芯片来实现，但如果是要识别的键不是很多，用一块专门的键盘接口芯片就显得有些多余，用一块CPLD附带就能实现键盘接口，它可以把键码的识别映射到DSP的一个IO空间，通过读这个IO地址来判断是否有键按下，它也可以很方便的实现按键中断，的键通过与的关系产生一个信号，这个信号连到CPU的中断输入管脚，当有键按下时，这个信号发生调变触发CPU的中断。它还可以很容易实现硬件消抖。因为这部分比较简单，故不再举例说明。
仿真波形
如图所示为以上VHDL程序在MAXPLUSII中编译仿真的结果，仿真仅仅给出了每个功能模块的部分波形，图中显示了当访问程序空间时，pro_data为低电平，ready保持两个时钟周期的低电平使得CPU总线插入两个周期的等待。图中还显示了当访问IO空间的0x2002地址时的波形，对这个地址进行读操作是从LCD的控制寄存器读入数据，这时ready保持5个时钟周期的低电平来让CPU插入5个周期的等待，在这个期间lcd_wr保持高电平表示对LCD进行读操作，lcd_rs保持低电平表示选择LCD的控制寄存器。
结论
芯片的设计、生产和制造技术的发展使得CPLD的在各种设计中有越来越多的应用，而随着DSP芯片性能价格比和开发手段的不断tigao，DSP已在通信与信息系统、信号与信息处理、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗、家用电器等许多领域也得到广泛的应用。DSP的高速度和期复杂的接口时序使得在设计DSP系统时往往会难于设计DSP和外围电路的接口，本文以存储器，LCD等为例简单介绍了MAX7000系列在DSP系统中的应用，并辅有VHDL实现的例子，通过的实践应用，总体感觉用CPLD来处理DSP的外围接口电路很方便，因为它的IO管脚几乎可以随意分配，可给PCB布线带来很大的方便;尤其在调试的时候，甚至不用断电就可以重新向CPLD中写入新的逻辑关系就可以调试。