第5章 西门子S7-200系列PLC功能指令(脉冲输出)
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S7-200高速脉冲输出应用前面学习了高速计数器的内容,紧接着我们就来学习一下高速脉冲输出的内容,高速脉冲输出一般是用在运动控制里面,用来控制步进或伺服,高速脉冲输出也是比较重要的一部分,我们必须得掌握好它。
在S7-200中有两个PTO/PWM高速脉冲发生器,可以产生高速脉冲串(PTO)或脉宽调制信号波形(PWM)。
在S7-200中有脉冲输出指令PLS,它用来控制在高速脉冲输出(Q0.0和Q0.1)中提供的高速脉冲串输出(PTO)和脉宽调制(PWM)功能。
PTO/PWM与数字量输出过程映像区共用输出点Q0.0和Q0.1,当在Q0.0或Q0.1上激活了PTO/PWM功能时,是会禁止普通输出点功能的,这时Q0.0或Q0.1的输出波形是不受过程映像区状态、输出点强制值或者立即输出指令的影响的,我们使用状态表或趋势图是监控不了的。
要做高速脉冲输出,我们应该选用24VDC晶体管输出的CPU,而不能选用继电器输出的CPU,这是我们要注意的。
高速脉冲输出一般是用在运动控制里面,用来控制步进或伺服。
利用高速脉冲输出实现运动控制,除了有PTO、PWM,还有EM253定位模块,这三种方式都可以实现运动控制,不过要注意的是PTO和PWM可以使用脉冲输出指令PLS和向导来实现,而且PTO方式的甚至还可以使用运动控制库指令来实现,而使用EM253定位模块的话就只能通过向导来实现,而不能使用PLS指令或运动控制库指令。
我们先看一下脉冲串操作PTO,PTO是按照给定的脉冲个数和周期输出一串方波(占空比50%)。
在使用时,我们要设定其脉冲个数和周期,我们要注意的是设定是周期数应该是偶数,如果设定的周期数为奇数的话,是会引起占空比失真的。
而脉宽调制PWM,它是产生一个占空比变化周期固定的脉冲输出的,我们可以设定其周期和脉宽,我们要注意的是当设定的脉宽等于周期时,输出是一直为ON的,当设定的脉宽等于0时,输出是断开的。
一般来说,使用脉冲串PTO会比较多,所以后面学习时也是重点学习脉冲串PTO的。
西门子S7-200 PLC指令学习S7-200系列的基本逻辑指令与FX系列和CPM1A系列基本逻辑指令大体相似,编程和梯形图表达方式也相差不多,这里列表表示S7-200系列的基本逻辑指令(见表)。
表S7-200系列的基本逻辑指令S7-200系列PLC的比较指令在SIEMENS S7-200的编程软件STEP-7中,有专门的比较指令:IN1与IN2比较,比较的数据类型可以是B、I(W)、D、R,即字节、字整数、双字整数和实数;还可以有其他的比较式:>、<、≥、≤、<>等等。
当满足比较等式,则该触点闭合。
与LMODSOFT指令对照:在LMODSOFT中,没有直接的数的比较指令,但SUB指令可以通过其执行减法功能后的三个输出端的状态实现整数的比较功能。
若与LMODSOFT 中的SUB指令对应,则在STEP-7中应有三个比较指令:>、=、< 来分别对应SUB 指令的三个输出;若还要对应≥、≤、或<>,则根据SUB指令三个输出端的不同组合,均可找到对应的比较指令。
比如:①(30007)>(40030)②(30007)=(40030)③(30007)<(40030)①+②(30007)≥②+③(30007)≤(40030)①+③(30007)<>(40030)S7-200系列PLC的定时器指令类型、编号及分辨率TON——接通延时TONR——有记忆接通延时TOF——断开延时3种分辨率(时基):1ms、10ms、100ms——分别对应不同的定时器号定时器6个要素:指令格式(时基、编号等)预置值——PT使能——IN 复位——3种定时器不同当前值——Txxx 定时器状态(位)——可由触点显示定时值=时基×预置值PT。
由于定时器的计时间隔与程序的扫描周期并不同步,定时器可能在其时基(1ms、10ms、100ms)内任何时间启动,所以,未避免计时时间丢失,一般要求设置PT预置值必须大于最小需要的时间间隔。
Siemens编程器S7-200系列用在中小型设备上的自动系统的控制单元,适用于各行各业,各种场合中的检测,监测及控制。
1.步进,伺服脉冲定位控制。
在设备的控制系统中,有关运动控制是很重要的,下面我们来看一看西门子S7-200系列PLC怎样来实现这个功能。
首先,确定使用哪个端口来发脉冲,如采用Q0.0发脉冲,则它的控制字为SMB67,脉冲同期为SMW68,占空比设置为SMW70,脉冲个数存放在SMD72中,下面是控制字节的说明:Q0.0 Q0.1控制字节说明SM67.0SM77.0PTO/PWM更新周期值0=不更新,1=更新周期值SM67.1SM77.1PWM更新脉冲宽度值0=不更新,1=脉冲宽度值SM67.2SM77.2PTO更新脉冲数0=不更新,1=更新脉冲数SM67.3SM77.3PTO/PWM时间基准选择0=1微秒值,1=1毫秒值SM67.4SM77.4PWM更新方法0=异步更新,1=同步更新SM67.5SM77.5PTO操作0=单段操作,1=多段操作SM67.6SM77.6PTO/PWM模式选择0=选择PTO,1=选择PWM SM67.7SM77.7PTO/PWM允许0=禁止PTO/PWM,1=允许这样根据以上表格,我们得出Q0.0控制字:SMB67为:10000101采用PTO输出,微妙级周期,发脉冲的周期(也就是频率)与脉冲个数都要重新输入。
10000101转化为16进制为85,有了控制字以后,我们来写这一段程序:作PWM输出时为11010011根据上面这段程序,我们知道了控制字的使用,同时也知道步进电机的脉冲周期与冲个数的存放位置(对Q0.0来说是SMW68与SMD72)。
当然,VW100与VD102内的数据不同的话,步进电机的转速和转动圈数就不一样。
还有一点需要说明得是:M0.0导通---PLC捕捉到上升沿发动脉冲输出后,想停止的话,只须改变端口脉冲的控制字,再启动PLS即可,程序如下:PWM脉冲输出用此方式2.高速计数功能。