西门子S7-200授权总经销商 6ES7288-5CM01-0AA0 S7-200 SMART 通信模块

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脉冲串操作(PTO) PTO按照给定的脉冲个数和周期输出一串方波(占空比50%)。(见图6--28) PTO可以产生单段脉冲串或者多段脉冲串(使用脉冲波形)。可以指定脉冲数和周期(以微秒或毫秒为增加量)： 脉冲数目： 周期： ) ，1到4,294,967,295 10 µs到65,535 µs或 2ms到65,535 ms。如果为周期指定一个奇的微秒数或毫秒数(例如 75 ms)，将会引起占空比失真。 引 表6--33中是对脉冲计数和周期的限定。表6--33 PTO功能的脉冲个数及周期 脉冲个数/周期 结果 周期 50% 低电平 50% 高电平 50% 低电平 50% 高电平图6--28 脉冲串输出(PTO) 周期<2个时间单位将周期缺省地设定为2个时间单位 脉冲个数=0将脉冲个数缺省地设定为1个脉冲PTO功能允许脉冲串“链接”或者“排队”。当当前脉冲串输出完成时，会立即开始输出一个新的脉 冲串。这保证了多个输出脉冲串之间的连续性。使用位控向导 位控向导自动处理PTO脉冲的单段管道和多段管道、脉宽调制、SM位置配置和创建包络表。这里是可供您参考的信息。建议您使用位控向导。关于位控向导的更多信息，参见第9章。 PTO脉冲串的单段管道在单段管道模式，需要为下一个脉冲串更新特殊寄存器。一旦启动了起始PTO段，就必须按照第二个信号波形的要求改变特殊寄存器，并执行PLS指令。第二个脉冲串的属性在管道中一直保持到第一个脉冲串发送完成。在管道中一次只能存储一段脉冲串的属性。当第一个脉冲串发送完成时，接着输出第二个信号波形，此时管道可以用于下一个新的脉冲串。重复这个过程可以设定下一个脉冲 串的特性。除去以下两种情况之外，脉冲串之间可以作到平滑转换：时间基准发生了变化或者在利用PLS指令捕 捉到新脉冲之前，启动的脉冲串已经完成。134 第6章 S7-200指令集 PTO脉冲串的多段管道在多段管道模式，CPU自动从V存储器区的包络表中读出每个脉冲串的特性。在该模式下，仅使用特殊存储器区的控制字节和状态字节。选择多段操作，必须装入包络表在V存储器中的起始地址偏移量(SMW168或SMW178)。时间基准可以选择微秒或者毫秒，在包络表中的所有周期值必须使用同一个时间基准，在包络正在运行时不能改变。执行PLS指令来启动多段操作。每段记录的长度为8个字节，由16位周期值、16位周期增量值和32位脉冲个数值组成。表6--34中给出了包络表的格式。您可以通过编程的方式使脉冲的周期自动增减。在周期增量处输入一个正值将增加周期；输入一个负值将减少周期；输入0将不改变周期。 当PTO包络执行时，当前启动的段的编号保存在SMB166(或SMB176)。表6--34 多段PTO操作的包络表格式 字节偏移量 分段 描述 0分段数目：1到255 1 1#1初始周期(2到65,535时间基准单位) 3 5 9 每个脉冲的周期增量(有符号值)(--32768到32767时间基准单位)脉冲数(1到4,294,967,295) #2初始周期(2到65,535时间基准单位) 11 13 (连续)每个脉冲的周期增量(有符号值)(--32,768到32,767时间基准单位) 脉冲数(1到4,294,967,295) #3(连续)1 输入0作为脉冲串的段数会产生一个非致命错误。将不产生PTO输出。 脉宽调制(PWM)PWM产生一个占空比变化周期固定的脉冲输出。(见 图6--29) 您可以以微秒或者毫秒为单位指定其周期和 脉冲宽度： 周期： 10µs到65,535 µs或 2ms到65,535 ms 到 , 周期 脉宽时间 脉宽时间 图6--29 脉宽时间： 0µs到65,535 µs或 0ms到65,535 ms 脉宽调制(PWM)如表6--35中所示，设定脉宽等于周期(使占空比为****)，输出连续接通。设定脉宽等于0(使占空比 为0%)，输出断开。表6--35 脉宽/周期 脉宽、周期和PWM功能的执行结果 结果 脉宽≥周期值占空比是****：连续接通输出。脉宽=0占空比是0%：连续关闭输出。 周期<2个时间单位将周期缺省地设定为2个时间单位。 135S7-200可编程序控制器系统手册 有两个方法改变PWM信号波形的特性：同步更新：如果不要求改变时间基准，则可以使用同步更新。利用同步更新，信号波形特性的 变化发生在周期边沿，提供平滑转换。异步更新：通常，对于PWM操作，脉冲宽度在周期保持不变时变化，不要求改变时间基准。如果需要改变PTO/PWM发生器的时间基准，就要使用异步更新。异步更新会造成PTO/PWM功能被瞬时禁止，和PWM信号波形不同步。这会引起被控设备的振动。由于这个原因，建议采用PWM同步更新。选择一个适合于所有周期时间的时间基准。 提示控制字节中的PWM更新方式位(SM67.4或SM77.4)用于指定更新方式。当PLS指令执行时变化 生效。如果改变了时间基准，会产生一个异步更新，而与PWM更新方式位的状态无关。 使用SM来配置和控制PTO/PWM操作PLS指令会从特殊存储器SM中读取数据，使程序按照其存储值控制PTO/PWM发生器。SMB67控制PTO0或者PWM0，SMB77控制PTO1或者PWM1。表6--36对用于控制PTO/PWM操作的存储器给出了描述。您可以使用表6--37作为一个快速参考，用其中的数值作为PTO/PWM控制寄存器的值来实现 需要的操作。您可以通过修改SM存储区(包括控制字节)，执行PLS指令来改变PTO或PWM信号波形的特性。您可以在任意时刻禁止PTO或者PWM信号波形，方法为：将控制字节中的使能位(SM67.7或者SM77.7)清0，执行PLS指令。PTO状态字节中的空闲位(SM66.7或者SM76.7)标志着脉冲串输出完成。在脉冲串输出完成时，您可以执行一段中断程序。(参考中断指令和通讯指令中的描述)。如果您使用多段操作，可以在 整个包络表完成之后执行中断程序。下列条件使SM66.4 (或SM76.4)或SM66.5 (或SM76.5)置位：在许多脉冲后，指定导致非法周期的周期增量数值将产生运算溢出条件，该条件终止PTO功能并将“增量计算错误”位(SM66.4或SM76.4)设为1。输出返回映像寄存器控制。如果要手动终止一个正在进行中的PTO包络，要把状态字节中的用户终止位(SM66.5或 SM76.5)置1。在将PTO/PWM溢出位(SM66.6或SM76.6)设为1时，尝试装载管线。如果希望检测后续溢出，必须在检测到溢出后手动清除该位。当CPU切换至RUN模式时，该位被初始化为0。 提示如果要装入新的脉冲数(SMD72或SMD82)、脉冲宽度(SMW70或SMW80)或周期(SMW68或SMW78)，应该在执行PLS指令前装入这些值和控制寄存器。如果要使用多段脉冲串操作，在使用PLS指令前也需要装入包络表的起始偏移量(SMW168或SMW178)和包络表的值。 136 S7-200指令集第6章 137表6--36PTO/PWM控制寄存器的SM标志 Q0.0Q0.1状态位SM66.4SM76.4PTO包络被中止(增量计算错误)：0=无错1=中止SM66.5SM76.5由于用户中止了PTO包络：0=不中止1=中止SM66.6SM76.6PTO/PWM管线上溢/下溢：0=无上溢1=溢出/下溢SM66.7SM76.7PTO空闲：0=在进程中1=PTO空闲 Q0.0Q0.1控制字节SM67.0SM77.0PTO/PWM更新周期：0=无更新1=更新周期SM67.1SM77.1PWM更新脉宽时间：0=无更新1=更新脉宽SM67.2SM77.2PTO更新脉冲计数值：0=无更新1=更新脉冲计数 SM67.3SM77.3PTO/PWM时间基准：0=1µs/刻度1=1ms/刻度 SM67.4SM77.4PWM更新方法：0=异步1=同步SM67.5SM77.5PTO单个/多个段操作：0=单个1=多个 SM67.6SM77.6PTO/PWM模式选择：0=PTO1=PWMSM67.7SM77.7PTO/PWM启用：0=禁止1=启用 Q0.0Q0.1其他PTO/PWM寄存器SMW68SMW78PTO/PWM周期数值范围：2到65,535 SMW70SMW80PWM脉宽数值范围：0到65,535SMD72SMD82PTO脉冲计数数值范围：1到4,294,967,295SMB166SMB176进行中的段数(仅用在多段PTO操作中) SMW168SMW178包络表的起始位置，用从V0开始的字节偏移表示(仅用在多段PTO操作中) SMB170SMB180线性包络状态字节 SMB171SMB181线性包络结果寄存器SMD172SMD182手动模式频率寄存器 表6--37PTO/PWM控制字节参考 控制执行PLS指令的结果控制 寄存器(16进制)启用模式 选择 PTO 段操作 PWM 更新方法时基脉冲数脉冲宽度周期 16#81是PTO单段1µs/周期装载16#84是PTO单段1µs/周期装载 16#85是PTO单段1µs/周期装载装载 16#89是PTO单段1ms/周期装载16#8C是PTO单段1ms/周期装载 16#8D是PTO单段1ms/周期装载装载 16#A0是PTO多段1µs/周期16#A8是PTO多段1ms/周期 16#D1是PWM同步1µs/周期装载 16#D2是PWM同步1µs/周期装载16#D3是PWM同步1µs/周期装载装载 16#D9是PWM同步1ms/周期装载 16#DA是PWM同步1ms/周期装载16#DB是PWM同步1ms/周期装载装载 S7-200可编程序控制器系统手册 计算包络表的值PTO/PWM发生器的多段管道功能在许多应用中非常 有用，尤其在步进电机控制中。 例如：您可以用带有脉冲包络的PTO来控制一台步进电机，来实现一个简单的加速、匀速和减速过程或者 一个由*多255段脉冲波形组成的复杂过程，而其中每一段波形都是加速、匀速或者减速操作。 图6--30中的示例给出的包络表值要求产生一个输出信号波形包括三段：步进电机加速(第一段)；步进电机匀 速(第二段)和步进电机减速(第三段)。 频率 10 kHz 2kHz 2 时间13 4,000个脉冲 段#1 200个脉冲 2 13 段#2 3400个脉冲 图6--30 频率/时间图 段#3 400个脉冲对于该实例：启动和*终脉冲频率是2kHz，*大脉冲频率是10kHz，要求4000个脉冲才能达到期望的电机旋转数。由于包络表中的值是用周期表示的，而不是用频率，需要把给定的频率值转换成周期值。启动(初始)和*终(结束)周期时间是500 µs，相应于*大频率的周期时间是100 µs。在输出包络的加速部分，要求在200个脉冲左右达到*大脉冲频率。也假定包络的减速部分，在400个脉 冲完成。在该例中，使用一个简单公式计算PTO/PWM发生器用来调整每个脉冲周期所使用的周期增量值：De给定段的周期增量=｜ECT--ICT｜/Q 其中： End_CTseg = 此段的结束周期 Init_CTseg =此段的初始周期 Quantityseg = 此段中的脉冲数量 利用这个公式， 分段1(加速)： 增量周期=--2 表6--38包络表值 V存储器 地址 数值 描述 分段2(恒速)： 增量周期=0 分段3(减速)： 增量周期=1假定包络表存放在从VB500开始的V存储器 区，表6--38给出了产生所要求信号波形的 值。该表的值可以在用户程序中用指令放在V存储器中。一种方法是在数据块中定义包络 表的值。 VB500 3总段数 VW501500初始周期 VW503-- 2周期增量段#1段 VD505200脉冲数 VW509100初始周期 VW511 0周期增量段#2 VD5133400脉冲数 VW517100初始周期VW519 1周期增量 段 段#3 段 VD521400脉冲数 138 第6章 S7-200指令集段的*后一个脉冲的周期在包络中不直接指定，但必须计算出来(除非周期增量是0)。如果在段之间需要平滑转换，知道段的*后一个脉冲的周期是有用的。计算段的*后一个脉冲周期的公式是：段的*后一个脉冲的周期时间=ICT+(DEL*(Q--1)) 其中： Init_CTseg = 该段的初始化周期Deltaseg=该段的增量周期时间 Quantityseg=该段的脉冲数量作为介绍，上面的简例是有用的，实际应用可能需要更复杂的信号波形包络。记住：周期增量只能以微秒数或毫秒数指定，周期的修改在每个脉冲上进行这两项的影响使对于一个段的周期增量的计算可能需要叠代方法。对于结束周期值或给定段的脉冲个 数，可能需要作调整。在确定正确的包络表值的过程中，给定的波形段的持续时间很有用。按照下面的公式可以计算完成一 个给定波形段的时间长短：波形段的持续时间=Q*(ICT+((DEL/2)*(Q--1))) 其中： Quantityseg = 该段的脉冲数量ICT=该段的初始化周期时间 DEL=该段的增量周期时间