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西门子 SIMATIC S7-200脉冲输出指令.pdf
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更新于2023-06-03
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西门子 SIMATIC S7-200脉冲输出指令pdf,脉冲输出指令(PLS)检测为脉冲输出(Q0.0)或(Q0.1)设置的特殊存储器位,然后激活由特殊存储器位定义的脉冲操作。
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脉冲输出
脉冲输出指令 (PLS) 检测为脉冲输出 (Q0.0 或 Q0.1) 设置的特殊
存储器位 然后激活由特殊存储器位定义的脉冲操作
操作数 Q 常数 (0 或 1)
数据类型 字
脉冲输出范围 Q0.0 到 Q0.1

理解
S7-200
高速输出指令
每个 CPU 有两个 PTO/PWM 发生器产生高速脉冲串和脉冲宽度可调的波形 一个发生器分配在数
字输出 Q0.0 另一个分配在数字输出 Q0.1
PTO/PWM 发生器和映像寄存器共同使用 Q0.0 和 Q0.1 当 Q0.0 或 Q0.1 设定为 PTO 或 PWM 功能
时 PTO/PWM 发生器控制输出 在输出点禁止使用通用功能 映像寄存器的状态 输出强置或立
即输出指令的执行都不影响输出波形 当不使用 PTO/PWM 发生器时 输出由映像寄存器控制 映
像寄存器决定输出波形的初始和结束状态 以高电平或低电平产生波形的起始和结束
注
建议在允许 PTO 或 PWM 操作前把 Q0.0 和 Q0.1 的映像寄存器设定为 0
脉冲串 (PTO) 功能提供方波 (50% 占空比) 输出 用户控制周期和脉冲数 脉冲宽度调制 (PWM) 功
能提供连续 变占空比输出 用户控制周期和脉冲宽度
每个 PTO/PWM 发生器有一个控制字节 (8位) 16 位无符号的周期时间值和脉宽值各一个 还有一
个 32 位无符号的脉冲计数值 这些值全部存储在指定的特殊存储器中 一旦这些特殊存储器的位
被置成所需操作 可通过执行脉冲指令 (PLS) 来调用这些操作 这条指令使 S7-200 读取特殊存储
器中的位 并对相应的 PTO/PWM 发生器进行编程
修改特殊寄存器(SM)区(包括控制字节) 然后执行 PLS指令 可以改变PTO 或PWM 特性
把 PTO/PWM 控制字节 (SM66.7 或 SM77.7) 的允许位置为 0 并执行 PLS指令 可以在任何时候禁
止 PTO 或 PWM 波形的产生
注:
所有控制字节 周期 脉冲宽度和脉冲数的缺省值都是 0
注:
在 PTO/PWM 功能中 输出从 off 到 on 和从 on 到 off 的切换时间不一样 这种切换时间的差异表
明了占空比的畸变 PTO/PWM 的输出负载至少为 10% 的额定负载 才能提供陡直的上升沿和下降
沿
PWM 操作
PWM 功能提供占空比可调的脉冲输出 周期和脉宽的增量单位为微秒 ( s) 或毫秒 (ms) 周期变
化范围分别为
50 65,535
微秒或
2 65,535
毫秒 脉宽变化范围分别为
0 65,535
微秒或
0
65,535 毫秒 当脉宽大于等于周期时 占空比为 100% 即输出连续接通 当脉宽为 0 时 占空比
为 0% 即输出断开 如果周期小于 2 个时间单位 那么周期时间被缺省地设定为 2 个时间单位
有两个方法改变 PWM 波形的特性 同步更新和异步更新
l 同步更新 如果不需要改变时间基准 就可以进行同步更新 利用同步更新 波形特性的变
化发生在周期边沿 提供平滑转换
l 异步更新 PWM 的典型操作是当周期时间保持常数时变化脉冲宽度 所以 不需要改变时
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 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

控制字节中的 PWM 更新方法位 (SM67.4 或 SM77.4) 用来指定更新类型 执行 PLS 指令激活这些改
变 注意 如果改变了时间基准 会产生一个异步更新 而和这些控制位无关
PTO 操作
PTO 提供指定脉冲个数的方波 (50% 占空比) 脉冲串发生功能 周期可以用微秒或毫秒为单位指
定 周期的范围是 50 到 65,535 微秒 或 2 到 65,535 毫秒 如果设定的周期是奇数 会引起占空比
的一些失真 脉冲数的范围是 1 到 4,294,967,295
如果周期时间少于 2 个时间单位 就把周期缺省地设定为 2 个时间单位 如果指定脉冲数为 0 就
把脉冲数缺省地设定为 1 个脉冲
状态字节中的 PTO 空闲位 (SM66.7 或 SM76.7) 用来指示可编程脉冲串完成 另外 根据脉冲串的
完成调用中断程序
(
有关中断和通讯指令的细节请见
9.15
节
)
如果使用多段操作 根据包络表的完
成调用中断程序 请见下面的多段管线
PTO 功能允许脉冲串的排队 当激活的脉冲串完成时 立即开始新脉冲的输出 这保证了顺序输出
脉冲串的连续性
有两种方法完成管线 单段管线或多段管线
单段管线 在单段管线中 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
立即按照第二个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线
一直保持到第一个脉冲串发送完成 在管线中一次只能存一个入口 一旦第一个脉冲串发送完成
接着输出第二个波形 管线可以用于新的脉冲串 重复这个过程设定下一个脉冲串的特性
除下面的情况外 脉冲串之间进行平滑转换
l 如果发生了时间基准的改变
l 如果在利用 PLS 指令捕捉到新脉冲串前启动的脉冲串已经完成
当管线满时 如果试图装入管线 状态寄存器中的 PTO 溢出位 (SM66.6 或 SM76.6) 将置位 当
PLC 进入 RUN 状态时 这个位初始化为 0 如果要检测序列的溢出 必须在检测到溢出后手动清
除这个位
多段管线 在多段管线中 CPU 自动从 V 存储器区的包络表中读出每个脉冲串段的特性 在该模式
下 仅使用特殊寄存器区的控制字节和状态字节 选择多段操作 必须装入包络表的起始 V 存储
器区的偏移地址 (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
有周期值必须使用一个基准 而且当包络执行时 不能改变 多段操作可以用 PLS 指令启动
每段的长度是8个字节 由 16 位周期值 16 位周期增量值和 32 位脉冲计数值组成
包络表的格式如表
9–15
所示 多段
PTO
操作的另一个特点是按照每个脉冲的个数自动增减周期的
能力 在周期增量区输入一个正值将增加周期 输入一个负值将减小周期 输入 0 值将不改变周
期
如果在许多脉冲后指定的周期增量值导致非法周期值 会产生一个算术溢出错误 同时停止 PTO
功能 PLC 的输出变为由映像寄存器控制 另外 在状态字节中的增量计算错误位 (SM66.4 或
SM76.4) 被置为 1
如果要人为地终止一个正进行中的 PTO 包络 只需要把状态字节中的用户终止位 (SM66.5 或
SM76.5) 置为1
当 PTO 包络执行时 当前启动的段数目保存在 SMB166 (或 SMB176) 中

表 9-15 多段 PTO 操作的包络表格式
从包络表开始的
字节偏移
包络段数 描 述
0 段数 (1 到 255) 数 0 产生一个非致命性错误
将不产生 PTO 输出
1 初始周期 (2 到 65535 时间基准单位)
3 每个脉冲的周期增量 (有符号值) (-32768 到 32767
时间基准单位)
5
#1
脉冲数 (1 到 4294967295)
9 初始周期 (2 到 65535 时间基准单位)
11 每个脉冲的周期增量 (有符号值) (-32768 到 32767
时间基准单位)
13
#2
脉冲数 (1 到 4294967295)
:
:
:
:
:
:
计算包络表值
PTO/PWM 发生器的多段管线能力在许多应用中非常有用 尤其在步进电机控制中
图 9-20 的例子说明了如何生成包络表值 按要求产生输出波形加速电机 恒速运行 然后减速电
机
10 kHz
2 kHz
频率
时间
第
1
段
(200
脉冲
)
第
2
段
第
3
段
(400
脉冲
)
4,000
脉冲
图 9-
20 步进电机应用的频率-时间图举例
对该例 假定需要 4000 个脉冲达到要求的电机转动数 启动和结束频率是 2kHz 最大脉冲频率是
10 kHz 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
所以 启动和结束的周期是500us 最大频率对应的周期是 100us
在输出包络的加速部分 要求在 200 个脉冲左右达到最大脉冲频率 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
给定段的周期增量
= | ECT - ICT | / Q
ECT = 该段结束周期时间
ICT = 该段初始化周期时间
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