医学专题-S7-200-PLC的高速脉冲指令

第七章S7-200PLC的复杂功能(gōngnéng)指令-1

机电(jīdiàn)一体化主讲(zhǔjiǎng):s7-200第一页，共四十五页。编辑课件§7-12高速(ɡāosù)脉冲输出指令1.高速脉冲(màichōng)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

:

(PulseTrainOutput)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。编辑课件●宽度(kuāndù)可调脉冲输出PWM:(PulseWidthModulation)

输出数量不限，占空比可调的脉冲串信号。2)高速脉冲输出(shūchū)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，共四十五页。编辑课件3)高速脉冲(màichōng)输出优先权有PTO/PWM输出(shūchū)时，CPU把输出(shūchū)端子Q0.0、Q0.1控制权交给PTO/PWM发生器，禁止普通逻辑输出(shūchū)。

输出映像寄存器Q的状态会影响PTO/PWM波形的起始电平(diànpínɡ),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。编辑课件4）高速脉冲输出(shūchū)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(shūchū)指令及特殊寄存器

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(shūchū)高速脉冲。X第五页，共四十五页。编辑课件PLS指令可以输出:※高速脉冲(màichōng)串PTO

※宽度可调的脉冲信号PWM

●数据类型：※操作数Q0.X：X必须(bìxū)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。编辑课件2）特殊寄存器每个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(duìyú)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。编辑课件这些参数存放在系统指定的特殊(tèshū)标志寄存器中Q0.0的寄存器Q0.1的寄存器名称及功能描述SMB66SMB76状态字节，在PTO方式下，跟踪脉冲串的输出状态SMB67SMB77控制字节，控制PTO/PWM脉冲输出的基本功能SMW68SMW78PTO/PWM的周期值，字型，范围：2～65535，16位无符号数表7-17相关(xiāngguān)寄存器功能表第八页，共四十五页。编辑课件Q0.0的寄存器Q0.1的寄存器名称及功能描述SMW70SMW80PWM的脉宽值，字型，范围0～65535，16位无符号数SMD72SMD82PTO的脉冲数，双字型，范围：1～4294967295，32位无符号数SMB166SMB176多段管线PTO进行中的段的编号，8位无符号数SMW168SMW178多段管线PTO包络表起始字节的地址第九页，共四十五页。编辑课件▲状态字节

PTO方式下运行时，系统根据运行状态使相应(xiāngyīng)位置位。

表7-18状态字节表状态位SM×6.0～SM×6.3SM×6.4SM×6.5SM×6.6SM×6.7功能描述不用PTO包络因增量计算错误终止0：无错，1：终止PTO包络因用户命令终止0：无错，1：终止PTO管线溢出0：无溢出1：溢出PTO空闲0：执行中1：空闲第十页，共四十五页。编辑课件控制(kòngzhì)字节中各控制(kòngzhì)位的功能SMB77SMB67▲

控制字节通过设置字节中各控制位，来定义(dìngyì)高速脉冲输出的特性.第十一页，共四十五页。编辑课件3．高速(ɡāosù)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：μs或ms。周期值为16位无符号(fúhào)整数。变化范围：50～65535μs或2～65535ms。第十二页，共四十五页。编辑课件●脉冲数：是一个32位的无符号(fúhào)整数，取值范围：1～4294967295。2）高速(ɡāosù)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/PWM0的中断事件号是19●PTO/PWM1的中断事件号是20

高速脉冲串输出时，CPU自动将PTO空闲位SM66.7（或SM76.7）置1。第十三页，共四十五页。编辑课件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(páiduì)。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(特性参数通过特殊寄存器分别定义)。●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。编辑课件▲单段PTO实现的方法用指定的特殊标志寄存器定义脉冲串特性参数(cānshù)（每次定义一个脉冲串）。一个脉冲串输出完成后，产生中断。在中断服务程序中再为下一个脉冲串更新参数(cānshù)，输出下一个脉冲串。◎优点：各脉冲(màichōng)段可以采用不同的时间基准。◎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。编辑课件

▲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(cānshù)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。编辑课件包络表说明：●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：1～255；●定义一段脉冲串的特性参数(cānshù)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。编辑课件●包络表中的周期单位可以为ms或μs，但表中所有(suǒyǒu)周期单位必须一致。●周期增量的计算公式：●多段PTO操作(cāozuò)时，需把包络表的起始地址装入标志寄存器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。编辑课件多段PTO的优点：

编程简单(jiǎndān)，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/PWM0为例)：a.将PTO的输出点Q0.0复位;b.调用(diàoyòng)初始化子程序SBR-0，完成下列任务：第十九页，共四十五页。编辑课件●将包络表的起始(qǐshǐ)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(zìjié)SMB67,按照控制要求按位填写：如使SMB67=16#A0。多段PTO下全为0PWM更新(gēngxīn)方式第二十页，共四十五页。编辑课件●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(chǎnshēng)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。编辑课件▲

停止PTO输出的方法PLS指令一经激发，就能完成(wánchéng)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(tíngzhǐ)按钮第二十二页，共四十五页。编辑课件【例7-11-2】多段PTO应用(yìngyòng)实例已知步进电机(diànjī)的起动频率为2kHz（A点），经过400个脉冲加速后频率上升到10kHz（B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2kHz（D点），其频率特性如图所示。第二十三页，共四十五页。编辑课件解：●确定脉冲发生器及工作(gōngzuò)模式要求PLC输出三段串脉冲(màichōng)。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(tiánxiě)包络表。●将包络表首地址装入SMW168中。第二十四页，共四十五页。编辑课件参数(cānshù)换算：起始频率：2kHz，起始周期值：500μs，运行频率为10kHz，运行周期值：100μs。输出3段脉冲(màichōng)串，时基取μs，定义三段脉冲(màichōng)串特性参数的包络表为：

第二十五页，共四十五页。编辑课件2第二十六页，共四十五页。编辑课件●中断(zhōngduàn)连接：高速脉冲输出完成时，产生中断(zhōngduàn)事件19，用ATCH指令将与中断(zhōngduàn)事件与中断(zhōngduàn)服务程序INT0连接起来，并全局开中断(zhōngduàn)（ENI）。●执行PLS指令。本控制程序的结构(jiégòu)：◎

主程序◎

初始化子程序◎

中断服务程序初始化启动停止第二十七页，共四十五页。编辑课件○G输出完成(wánchéng)指示起动(qǐdònɡ)按钮第二十八页，共四十五页。编辑课件○G停止(tíngzhǐ)按钮第二十九页，共四十五页。编辑课件W○D第三十页，共四十五页。编辑课件○D第三十一页，共四十五页。编辑课件○C第三十二页，共四十五页。编辑课件○C第三十三页，共四十五页。编辑课件采用多段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，脉冲串能够按照规定的顺序(shùnxù)输出完后，停止输出。第三十四页，共四十五页。编辑课件

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：μs或ms；变化(biànhuà)范围：50～65535μs或2～65535ms。第三十五页，共四十五页。编辑课件脉冲宽度：是一个16位无符号(fúhào)整数，单位：μs或ms；变化范围是0～65535μs或ms。即占空比在0％～100％之间变化。2）PWM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。编辑课件●异步更新：在改变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寄存器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(jiélùn)：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。编辑课件3）PWM的编程方法(fāngfǎ)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。编辑课件●向SMW68写入第一个脉冲(màichōng)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号。●按位填写(tiánxiě