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,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，并再次执行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。重复这个过程可以再次设定下一个脉冲 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，但是，在包络表中的所有周期值必须使用 同一个时间基准，而且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 #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： 10 µs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： 0 µs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。 135 S7-200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，所以不要求改变时间基 准。但是，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)，然后执行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：首先将控制字节中的使能位(SM67.7或者 SM77.7)清0，然后执行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。另外，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 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 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=1 µs/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=PWM SM67.7SM77.7PTO/PWM启用：0=禁止1=启用 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65,535 SMD72SMD82PTO脉冲计数数值范围：1到4,294,967,295 SMB166SMB176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。因此，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 = 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 =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： = 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