1、第七章 S7-200PLC的复杂功能指令-1,机电一体化,主讲:s7-200,第一页，共四十五页。,7-12 高速脉冲输出指令,1.高速脉冲输出的几个概念 1)高速脉冲输出的形式 高速脉冲串输出 PTO:(Pulse Train Output)输出指定数量，占空比为50%的方波脉冲串。,第二页，共四十五页。,宽度可调脉冲输出 PWM:(Pulse Width Modulation)输出数量不限，占空比可调的脉冲串信号。,2)高速脉冲输出端子 每台CPU可以提供 2 个高速脉冲发生器 PTO/PWM 发生器0 的输出端子是 Q0.0 PTO/PWM 发生器1 的输出端子是 Q0.1,第三页，共四
2、十五页。,3)高速脉冲输出优先权,有PTO/PWM 输出时，CPU 把输出端子Q0.0、Q0.1 控制权交给 PTO/PWM 发生器，禁止普通逻辑输出。,输出映像存放器 Q 的状态会影响PTO/PWM波形的起始电平,高速脉冲输出前要先把Q0.0、Q0.1的状态清零。,第四页，共四十五页。,4高速脉冲输出适用机型 输出高频脉冲信号时，应选用晶体管输出型 PLC。,2.高速脉冲输出指令及特殊存放器 1高速脉冲输出指令(Pulse),指令功能：EN 有一个上升沿时，激活PLS，控制PLC从 Q0.0 或 Q0.1 输出高速脉冲。,第五页，共四十五页。,PLS指令可以输出:高速脉冲串 PTO 宽度可调
3、的脉冲信号 PWM,数据类型：操作数Q0.X：X必须是常数 0 或 1。EN:只接通一个扫描周期的短信号。,第六页，共四十五页。,2特殊存放器每个 PTO/PWM 都有一组配套参数：1个 8位的控制字节 1个 8位的状态字节 1个 16位的周期值 1个 16位的脉宽值 1个 32位的脉冲数量 对于多段 PTO，还有 1个 8位的段字节 1个 16位包络表起始地址,第七页，共四十五页。,这些参数存放在系统指定的特殊标志存放器中,表7-17 相关存放器功能表,第八页，共四十五页。,第九页，共四十五页。,状态字节 PTO 方式下运行时，系统根据运行状态使相应位置位。表7-18 状态字节表,第十页，共
4、四十五页。,控制字节中各控制位的功能,控制字节 通过设置字节中各控制位，来定义高速脉冲输出的特性.,第十一页，共四十五页。,3高速脉冲串输出PTO 特点:高速脉冲串输出(PTO)方式下，只能改变脉冲的周期值和脉冲数。,1周期和脉冲数周期：单位：s或ms。周期值为16位无符号整数。变化范围：5065535 s或 265535 ms。,第十二页，共四十五页。,脉冲数：是一个32位的无符号整数，取值范围：14294967295。,2高速脉冲串输出中断 PTO 方式下，当输出完指定数量的脉冲后，产生高速脉冲串输出中断。PTO/PWM 0 的中断事件号是19 PTO/PWM 1 的中断事件号是20 高速
5、脉冲串输出时，CPU自动将PTO空闲位SM66.7或SM76.7置1。,第十三页，共四十五页。,3 PTO的种类 PTO方式下，要输出多段脉冲串时，允许脉冲串排队。PTO输出多段脉冲的方式有两种：单段PTO：定义一个脉冲串，输出一个脉冲串(特性参数通过特殊存放器分别定义)。多段PTO：集中定义多个脉冲串，按顺序输出多个脉冲串(特性参数通过包络表集中定义)。,第十四页，共四十五页。,单段PTO 实现的方法 用指定的特殊标志存放器定义脉冲串特性参数每次定义一个脉冲串。一个脉冲串输出完成后，产生中断。在中断效劳程序中再为下一个脉冲串更新参数，输出下一个脉冲串。,优点：各脉冲段可以采用不同的时间基准。
6、缺点：单段PTO输出多段高速脉冲串时，编程复杂，且参数设置不当会造成脉冲串之间的不平滑转换。,第十五页，共四十五页。,多段PTO 操作 多段PTO：集中定义多个脉冲串，并把各段脉冲串的特性参数按照规定的格式写入变量存储区用户指定的缓冲区中-称为包络表(见书表7-20)。,第十六页，共四十五页。,包络表说明：包络表由包络段数和各段构成。第一个字节为需要输出的脉冲串总段数，范围：1255；定义一段脉冲串的特性参数需要8个字节 2个字节存放脉冲串的起始周期值 2个字节定义脉冲串的周期增量 4个字节存放该段脉冲串的脉冲数,第十七页，共四十五页。,包络表中的周期单位可以为 ms 或 s，但表中所有周期单
7、位必须一致。周期增量的计算公式：,多段PTO操作时，需把包络表的起始地址 装入标志存放器 SMW168或SMW178中。PTO指令执行时，当前输出段的段号由系 统填入 SMB166 或 SMB176 中。,第十八页，共四十五页。,多段PTO的优点：编程简单，且在同一段脉冲串中其周期可以均匀改变。,多段 PTO 编程方法及步骤：A.初始化操作(以PTO/PWM 0为例)：a.将 PTO 的输出点 Q0.0 复位;b.调用初始化子程序SBR-0，完成以下任务：,第十九页，共四十五页。,将包络表的起始地址写入 SMW168；填写包络表中各段脉冲串的特性参数；,设置控制字节SMB67,按照控制要求按位
8、填写：如使SMB67=16#A0。,多段PTO下全为0,PWM更新方式,第二十页，共四十五页。,建立中断连接：用ATCH指令建立脉冲输出完成中断事件与中断程序的联系。当PLS指令输出完指定数量的脉冲串时，产生中断。用ENI全局开放中断；B.有启动信号时，执行高速脉冲输出指令PLS，按顺序输出多段脉冲串。C.有停止信号时，停止高速脉冲串输出。,第二十一页，共四十五页。,停止 PTO 输出的方法 PLS指令一经激发，就能完成指定脉冲串的输出，故要停止PTO输出，必须先在控制字节中禁止PTO输出，且执行PLS指令。,SMB67,停止按钮,第二十二页，共四十五页。,【例7-11-2】多段PTO应用实例
9、,能看出步进电机的起动频率为2 kHzA点，经过400个脉冲加速后频率上升到10 kHzB点和C点，恒速转动的脉冲数为4000个，减速过程脉冲数为200个，频率降为2 kHzD点，其频率特性如下图。,第二十三页，共四十五页。,解：确定脉冲发生器及工作模式,要求PLC输出三段串脉冲。故采用多段PTO输出方式。选择输出端为 Q0.0。填写控制字节SMB67：使SMB67=16#A0,填写包络表。,将包络表首地址装入SMW168中。,第二十四页，共四十五页。,参数换算：,起始频率：2 kHz，起始周期值：500s，运行频率为10 kHz，运行周期值：100s。输出3段脉冲串，时基取s，定义三段脉冲串
10、特性参数的包络表为：,第二十五页，共四十五页。,第二十六页，共四十五页。,中断连接：高速脉冲输出完成时，产生中断事件19，用ATCH指令将与中断事件与中断效劳程序INT0连接起来，并全局开中断ENI。执行PLS指令。,本控制程序的结构：主程序 初始化子程序 中断效劳程序,第二十七页，共四十五页。,输出完成指示,起动按钮,第二十八页，共四十五页。,停止按钮,第二十九页，共四十五页。,第三十页，共四十五页。,第三十一页，共四十五页。,第三十二页，共四十五页。,第三十三页，共四十五页。,采用多段PTO，脉冲串连续输出期间，按启动按钮I0.0不起作用，不会出现脉冲串重复排队输出的现象，脉冲串能够按照规
11、定的顺序输出完后，停止输出。,第三十四页，共四十五页。,4宽度可调的脉冲输出PWM 特点:PWM方式下，用户可以改变脉冲的周期值 和 脉宽值，脉冲数不受限制。1 周期值和脉宽值 周期值：是一个16位无符号数据，单位：s或ms；变化范围：5065535s或265535 ms。,第三十五页，共四十五页。,脉冲宽度：是一个16位无符号整数，单位：s或ms；变化范围是065535 s或ms。即占空比在0100之间变化。2PWM 更新方式 同步更新：在改变脉冲周期值和脉宽值时，不改变时间基准。特点：同步更新时，波形的变化发生在周期的边缘，输出波形进行平滑转换。,第三十六页，共四十五页。,异步更新：在改变
12、脉冲周期值和脉宽值时，改变时间基准。特点：采用异步更新会使高速脉冲输出功能被瞬时禁止，这时输出端交由输出映像存放器Q控制，可能使 PWM 的波形不连续，引起被控制设备的振动。结论：改变 PWM 波形的特性时应尽量采用同步更新。,第三十七页，共四十五页。,3PWM的编程方法及步骤 A.确定脉冲发生器：选择高速脉冲输出端发生器；选择工作模式为PWM。B.PWM的初始化 a.将PWM的输出点Q0.0或Q0.1复位;b.调用初始化子程序SBR-0，它所完成的任务：,第三十八页，共四十五页。,向SMW68写入第一个脉冲串的周期值；向SMW70写入第一个脉冲串的脉宽值；执行PLS指令，输出指定宽度的脉冲信
13、号。,按位填写控制字节(如SMB67)：SMB67=16#DB,第三十九页，共四十五页。,修改脉冲串宽度的方法 改写控制字节SMB67，将允许改脉宽值位 置1，其它位不变。向SMW70写入新的脉冲宽度值 执行PLS，输出指定宽度的脉冲信号。,第四十页，共四十五页。,【例7-11-3】PWM 输出举例 要求 PWM0的脉冲周期是 T=10000ms，开始时输出占空比为 10%的脉冲，当 I0.0=1时，输出占空比为 50%的脉冲，当 I0.2=1时，停止输出脉冲。,第四十一页，共四十五页。,第四十二页，共四十五页。,第四十三页，共四十五页。,第四十四页，共四十五页。,内容总结,第七章 S7-200PLC。第七章 S7-200PLC。主讲:s7-200。高速脉冲串输出 PTO:。(Pulse Width Modulation)。PTO/PWM 发生器0 的输出端子是 Q0.0。PTO/PWM 发生器1 的输出端子是 Q0.1。统填入 SMB166 或 SMB176 中。a.将 PTO 的输出点 Q0.0 复位,第四十五页，共四十五页。,