西門子S7-200SMART模塊遼寧代理價(jià)格

西門子PLC的PWM脈沖的產(chǎn)生與使用

    PWM脈沖是一種占空比和周期都可調(diào)節(jié)的脈沖。PWM脈沖的周期范圍為10~ 65535μs或2~65535ms，為16位無(wú)符號(hào)數(shù)，在設(shè)置脈沖周期時(shí)，如果周期小于兩個(gè)時(shí)間單位，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)周期值為兩個(gè)時(shí)間單位；PWM脈寬時(shí)間為0~65535μs或0~65535ms，為16位無(wú)符號(hào)數(shù)，若設(shè)定的脈寬等于周期（即占空比為*），輸出一直接通，若設(shè)定脈寬等于0（即占空比為0），輸出斷開(kāi)。

    1．波形改變方式

    PWM脈沖的波形改變方式有兩種：同步更新和異步更新。

    (1)同步更新

    如果不需改變時(shí)間基準(zhǔn)，可以使用同步更新方式，利用同步更新，信號(hào)波形特性的變化發(fā)生在周期邊沿，使波形能平滑轉(zhuǎn)換。

    (2)異步更新

    如果需要改變PWM發(fā)生器的時(shí)間基準(zhǔn)，就要使用異步更新，異步更新會(huì)使PWM功能被瞬時(shí)禁止，PWM信號(hào)波形過(guò)渡不平滑，這會(huì)引起被控設(shè)備的振動(dòng)。

    由于異步更新生成的PWM脈沖有較大的缺陷，一般情況下盡量使用脈寬變化、周期不變的PWM脈沖，這樣可使用同步更新。

    2．產(chǎn)生PWM脈沖的編程方法

    要讓高速脈沖發(fā)生器產(chǎn)生PWM脈沖，可按以下步驟編程：

    1)根據(jù)需要設(shè)置控制字節(jié)SMB67或SMB68。

    2)根據(jù)需要設(shè)置脈沖的周期值和脈寬值。周期值在SMW68或SMW78中設(shè)置，詠寬值在SMW70或SMW80中設(shè)置。

    3)執(zhí)行高速脈沖輸出PLS指令，系統(tǒng)則會(huì)讓高速脈沖發(fā)生器按設(shè)置從Q0.0或Q0.1端子輸出PWM脈沖。

    3．產(chǎn)生PWM脈沖的編程實(shí)例

    圖5-50是一個(gè)產(chǎn)生PWM脈沖的程序，其實(shí)現(xiàn)的功能是：讓PLC從Q0.0端子輸出PWM脈沖，要求PWM脈沖的周期固定為5s，初始脈寬為0.5s，每周期脈寬遞增0.5s，當(dāng)脈寬達(dá)到4. 5s后開(kāi)始遞減，每周期遞減0.5s，直到脈寬為0。以后重復(fù)上述過(guò)程。

    該程序由主程序、SBR_0子程序和INT_0、INT_1兩個(gè)中斷程序組成，SBR_0子程序?yàn)?/span>PWM初始化程序，用來(lái)設(shè)置脈沖控制字節(jié)和初始脈沖參數(shù)，INT_0中斷程序用于實(shí)現(xiàn)脈寬遞增，INT_1中斷程序用于實(shí)現(xiàn)脈寬遞減。由于程序采用中斷事件0（I0.0上升沿中斷）產(chǎn)生中斷，因此要將脈沖輸出端子Q0.0與10.0端子連接，這樣在QO.0端子輸出脈沖上升沿時(shí)，I0.0端子會(huì)輸入脈沖上升沿，從而觸發(fā)中斷程序，實(shí)現(xiàn)脈沖遞增或遞減.

    程序工作過(guò)程說(shuō)明如下：

    在主程序中，PLC上電*掃描時(shí)，SM0.1觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期，子程序調(diào)用指令執(zhí)行，轉(zhuǎn)入執(zhí)行SBR_0子程序。在子程序中，先將M0.0線圈置1，然后設(shè)置脈沖的控制字節(jié)和初始參數(shù)，再允許所有的中斷，后執(zhí)行高速脈沖輸出PLS指令，讓高速脈沖發(fā)生器按設(shè)定的控制字節(jié)和參數(shù)產(chǎn)生并從Q0.0端子輸出PWM脈沖，同時(shí)從子程序返回到主程序網(wǎng)絡(luò)2，由于網(wǎng)絡(luò)2、3指令條件不滿足，程序執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)4，M0.0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合（在子程序中M0.0線圈被置1），中斷連接ATCH指令執(zhí)行，將INT_0中斷程序與中斷事件0（I0.0上升沿中斷）連接起來(lái)。當(dāng)Q0.0端子輸出脈沖上升沿時(shí)，I0.0端子輸入脈沖上升沿，中斷事件0馬上發(fā)出中斷請(qǐng)求，系統(tǒng)響應(yīng)該中斷而執(zhí)行INT_0中斷程序。

    在INT_0中斷程序中，ADD_I指令將脈沖寬度值增加0.5s，再執(zhí)行PLS指令，讓Q0.0端子輸出完前一個(gè)PWM脈沖后，按新設(shè)置的寬度輸出下一個(gè)脈沖，接著執(zhí)行中斷分離DTCH指令，將中斷事件O與INT_0中斷程序分離，然后從中斷程序返回主程序。在主程序中，又執(zhí)行中斷連接ATCH指令，又將INT_0中斷程序與中斷事件0連接起來(lái)，在Q0.0端子輸出第二個(gè)PWM脈沖上升沿時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生中斷而再次執(zhí)行INT_0中斷程序，將脈沖寬度值再增加0.5s，然后執(zhí)行PLS指令讓Q0.0端子輸出的第三個(gè)脈沖寬度增加0.5s。以后，INT_0中斷程序會(huì)重復(fù)執(zhí)行，直到SMW70單元中的數(shù)值增加到4500。

    當(dāng)SMW70單元中的數(shù)值增加到4500時(shí)，主程序中的“SMW70|>=I| 4500”觸點(diǎn)閉合，將M0.0線圈復(fù)位，網(wǎng)絡(luò)4中的M0.0常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，中斷連接ATCH指令無(wú)法執(zhí)行，INT_0中斷程序也無(wú)法執(zhí)行，網(wǎng)絡(luò)5中的M0.0常閉觸點(diǎn)閉合，中斷連接ATCH指令執(zhí)行，將INT_1中斷程序與中斷事件0連接起來(lái)。當(dāng)Q0.0端子輸出脈沖上升沿（I0.0端子輸入脈沖上升沿）時(shí)，中斷事件0馬上發(fā)出中斷請(qǐng)求，系統(tǒng)響應(yīng)該中斷而執(zhí)行INT_1中斷程序。

    在INT_1中斷程序中，將脈沖寬度值減0.5s，再執(zhí)行PLS指令，讓Q0.0端子輸出PWM脈沖寬度減0.5s，接著執(zhí)行中斷分離DTCH指令，分離中斷，然后從中斷程序返回主程序。在主程序中，又執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)5中的中斷連接ATCH指令，又將INT_1中斷程序與中斷事件0連接起來(lái)，在Q0.0端子輸出PWM脈沖上升沿時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生中斷而再次執(zhí)行INT_1中斷程序，將脈沖寬度值再減0.5s。以后INT_1中斷程序會(huì)重復(fù)執(zhí)行，直到SMW70單元中的數(shù)值減少到0。

    當(dāng)SMW70單元中的數(shù)值減少到0時(shí)，主程序中的“SMW70 |==I| 0”觸點(diǎn)閉合，子程序調(diào)用指令執(zhí)行，轉(zhuǎn)入執(zhí)行SBR_0子程序，又進(jìn)行PWM初始化操作。

    以后，程序重復(fù)上述工作過(guò)程，從而使Q0.0端子輸出先遞增0.5s、后遞減0.5s、周期為5s連續(xù)的PWM脈沖。
  PTO脈沖是一種占空比為50%、周期可調(diào)節(jié)的方波脈沖。PTO脈沖的周期范圍為10~65535μs或2~65535ms，為16位無(wú)符號(hào)數(shù)；PTO脈沖數(shù)范圍為1~4294967295，為32位無(wú)符號(hào)數(shù)。

    在設(shè)置脈沖個(gè)數(shù)時(shí)，若將脈沖個(gè)數(shù)設(shè)為0，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)為個(gè)數(shù)為1；在設(shè)置脈沖周期時(shí)，如果周期小于兩個(gè)時(shí)間單位，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)周期值為兩個(gè)時(shí)間單位，如時(shí)間單位為ms，周期設(shè)為1.3ms，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)周期為2ms，另外，如果將周期值設(shè)為奇數(shù)值（如75ms），產(chǎn)生的脈沖波形會(huì)失真。

    PTO脈沖可分為單段脈沖串和多段脈沖串，多段脈沖串由多個(gè)單段脈沖串組成。

    1．單段脈沖串的產(chǎn)生

    要讓Q0.0或Q0.1端子輸出單段脈沖串，需先對(duì)相關(guān)的控制字節(jié)和參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，再執(zhí)行高速脈沖輸出PLS指令。

    圖5-47所示為一段用來(lái)產(chǎn)生單段脈沖串的程序。在PLC*掃描時(shí)，SMO.1觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，復(fù)位指令將Q0.0輸出映像寄存器（即Q0.0線圈）置0，以便將Q0.0端子用作高速脈沖輸出；當(dāng)I0.1觸點(diǎn)閉合時(shí)，上升沿P觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期，MOV_B、MOV_W和MOV_DW依次執(zhí)行，對(duì)高速脈沖發(fā)生器的控制字節(jié)和參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后執(zhí)行高速脈沖輸出PLS指令，讓高速脈沖發(fā)生器按設(shè)置產(chǎn)生單段PTO脈沖串并從Q0.0端子輸出。在PTO脈沖串輸出期間，如果I0.2觸點(diǎn)閉合，MOV_B、MOV_DW依次執(zhí)行，將控制字節(jié)設(shè)為禁止脈沖輸出、脈沖個(gè)數(shù)設(shè)為0，然后執(zhí)行PLS指令，高速脈沖發(fā)生器馬上按新的設(shè)置工作，即停止從Q0.0端子輸出脈沖。單段PTO脈沖串輸出完成后，狀態(tài)位SM66.7會(huì)置1，表示PTO脈沖輸出結(jié)束。

    若網(wǎng)絡(luò)2中不使用邊沿P觸點(diǎn)，那么在單段PTO脈沖串輸出完成后如果I0.1觸點(diǎn)仍處于閉合，則會(huì)在前一段脈沖串后面繼續(xù)輸出相同的下一段脈沖串。

    2．多段脈沖串的產(chǎn)生

    多段脈沖串有兩種類型：?jiǎn)味喂艿烂}沖串和多段管道脈沖串。

    (1)單段管道脈沖串

    單段管道脈沖串是由多個(gè)單段脈沖串組成，每個(gè)單段脈沖串的參數(shù)可以不同，但單段脈沖串中的每個(gè)脈沖參數(shù)要相同。

    由于控制單元參數(shù)只能對(duì)單段脈沖串產(chǎn)生作用，因此在輸出單段管道脈沖串時(shí)，要求執(zhí)行PLS指令產(chǎn)生首段脈沖串后，馬上按第二段脈沖串要求刷新控制參數(shù)單元，并再次執(zhí)行PLS指令，這樣首段脈沖串輸出完成后，會(huì)接著按新的控制參數(shù)輸出第二段脈沖串。單段管道脈沖串的每個(gè)脈沖串可采用不同參數(shù)，這樣易出現(xiàn)脈沖串之間連接不平穩(wěn)，在輸出多個(gè)參數(shù)不同的脈沖串時(shí)，變成也很復(fù)雜：

    (2)多段管道脈沖串

    多段管道脈沖串也由多個(gè)單段脈沖串組成，每個(gè)單段脈沖串的參數(shù)可以不同，單段脈沖串中的每個(gè)脈沖參數(shù)也可以不同。

    1)參數(shù)設(shè)置包絡(luò)表：由于多段管道脈沖串的各個(gè)脈沖串允許有較復(fù)雜的變化，無(wú)法用產(chǎn)生單段管道脈沖串的方法來(lái)輸出多段管道脈沖串，S7-200系列PLC采用在變量存儲(chǔ)區(qū)建立一個(gè)包絡(luò)表，由該表來(lái)設(shè)置多段管道脈沖串中的各個(gè)脈沖串的參數(shù)：多段管道脈沖串的參數(shù)設(shè)置包絡(luò)表見(jiàn)表5-20。從包絡(luò)表可以看出，每段脈沖串的參數(shù)占用8個(gè)字節(jié)，其中2個(gè)字節(jié)為16位初始周期值，2個(gè)字節(jié)為16位周期增量值，4個(gè)字節(jié)為32位脈沖數(shù)值，可以通過(guò)編程的方式使脈沖的周期自動(dòng)增減，在周期增量處輸入一個(gè)正值會(huì)增加周期，輸入一個(gè)負(fù)值會(huì)減少周期，輸入0將不改變周期。

    在多段管道模式下，系統(tǒng)仍使用特殊存儲(chǔ)器區(qū)的相應(yīng)控制字節(jié)和狀態(tài)位，每個(gè)脈沖串的參數(shù)則從包絡(luò)表的變量存儲(chǔ)器區(qū)讀出。在多段管道編程時(shí)，必須將包絡(luò)表的變量存儲(chǔ)器起始地址（即包絡(luò)表中的n值）裝入SMW168或SMW178中，在包絡(luò)表中的所有周期值必須使用同一個(gè)時(shí)間單位，而且在運(yùn)行時(shí)不能改變包絡(luò)表中的內(nèi)容，執(zhí)行PLS指令來(lái)啟動(dòng)多段管道操作。

    2)多段管道脈沖串的應(yīng)用舉例。多段管道脈沖串常用于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制。圖5-48是一個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制包絡(luò)線，包絡(luò)線分3段：第1段（AB段）為加速運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的起始頻率為2kHz（周期為500μS），終止頻率為10kHz（周期為100μs），要求運(yùn)行脈沖數(shù)目為200個(gè)；第2段（BC段）為恒速運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的起始和終止頻率均為10kHz（周期為100μS），要求運(yùn)行脈沖數(shù)目為3600個(gè)；第3段（CD段）為減速運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的起始頻率為10kHz（周期為100μs），終止頻率為2kHz (500μs)，要求運(yùn)行脈沖數(shù)目為200個(gè)。

    列包絡(luò)表除了要知道段脈沖的起始周期和脈沖數(shù)目外，還需知道每個(gè)脈沖的周期增量，周期增量可用下面公式計(jì)算獲得：

    周期增量值=（段終止脈沖周期值-段起始脈沖周期值）／該段脈沖數(shù)

    例如，AB段周期增量值=（100μs - 500μs）/200=-2μs。

    根據(jù)包絡(luò)表可編寫出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制程序，程序如圖5-49所示，該程序由主程序、SBR_0子程序和INT_0中斷程序組成。

    在主程序中，PLC*掃描時(shí)，SM0.1觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，先將Q0.0端子輸出映像寄存器置0，以便將該端子用作高速脈沖輸出，然后執(zhí)行子程序調(diào)用指令轉(zhuǎn)入SBR_0子程序。在SBR_0子程序中，網(wǎng)絡(luò)1用于設(shè)置多段管道脈沖串的參數(shù)包絡(luò)表（段數(shù)、第1段參數(shù)、第2段參數(shù)和第3段參數(shù)），網(wǎng)絡(luò)2先設(shè)置脈沖輸出的控制字節(jié)，并將包絡(luò)表起始單元地址號(hào)送入SMW168單元，然后用中斷連接指令將INT_0中斷程序與中斷事件19（PTO 0脈沖串輸出完成產(chǎn)生中斷）連接起來(lái)，再用ENI指令允許所有的中斷，后執(zhí)行PLS指令，讓高速脈沖發(fā)生器按設(shè)定的控制方式和參數(shù)（由包絡(luò)表設(shè)置）工作，即從Q0.0端子輸出多段管道脈沖串，去驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按加速、恒速和減速順序運(yùn)行。當(dāng)Q0.0端子的多管道PTO脈沖輸出完成后，馬上會(huì)向系統(tǒng)發(fā)出中斷請(qǐng)求，系統(tǒng)則執(zhí)行INT_0中斷程序，Q1.0線圈得電。

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