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SIMATIC S7-200 PLC高速脉冲输出---PWM使用

来源: 重庆智胜机电仪表有限公司

2013/3/25 11:09:29 12976

 

   

 SIMATIC S7-200 PLC高速脉冲输出

   ----PWM使用
首先了解一下S7-200的高速脉冲输出
在需要对负载进行高精度控制时,如对步进电机的控制,需要对步进电机提供一系列的脉冲,高速脉冲输出指令就是为满足这种需求而开发的。
S7-200只有输出继电器Q0.0和Q0.1具有高速脉冲输出功能,不用高速脉冲时,作普通的数字量输出点用。
高速脉冲输出有两种的形式:
高速脉冲序列(或称高速脉冲串)输出PTO
脉冲宽度调制输出PWM
可通过特殊继电器来定义输出的形式
每个高速脉冲发生器对应一定数量特殊标志寄存器,这些寄存器包括控制字节寄存器、状态字节寄存器和参数数值寄存器,用以控制高速脉冲的输出形式、反映输出状态和参数值。
PLS指令
功能:EN有效,检测各相关寄存器的状态,激活由控制字节定义的高速脉冲输出操作。Q取0或1对应Q0.0和Q0.1如 1.4?1
 1.4?1

 

 

 

2       PWM简介及编程运用

PWM(Pulse Width Modulation脉冲调制)宽度可调脉冲输出

PWM功能提供带变量占空比的固定周期输出。可以微秒或毫秒为时间基准周期和脉宽。

 

 

2.1     S7-200PWM

S7-200有两台PWM发生器,建立高速脉冲串或脉宽调节信号信号波形。一台发生器给数字输出点Q0.0,另一台发生器给数字输出点Q0.1。一个的特殊内存(SM)位置为每台发生器存储以下数据:一个控制字节(8位值)、一个脉冲计数值(一个不带符号的32位值)和一个周期和脉宽值(一个不带符号的16位值)。

 

    PWM功能在Q0.0或Q0.1位置现用时,PWM发生器控制输出,并禁止输出点的正常使用。输出信号波形不受过程映像寄存器状态、点强迫数值、执行立即输出指令的影响。如 2.1?1
 2.1?1
 

2.2   PWM周期和脉冲宽度

脉冲宽度为16为无符号数,脉冲宽度增量单位为us或ms。范围0~65535,占空比为0~。当脉冲宽度大于或等于周期时输出将连续接通。为0时,输出一直被关断。如 1

 周期和脉冲宽度

脉宽时间/周期

反应

脉宽时间 >= 周期值

占空比为:输出连续运行。

脉宽时间 = 0

占空比为0%:输出关闭。

周期 < 2个时间单位

周期的默认值为两个时间单位。

2.3     PWM更新方式

根据在改变脉冲宽度时是否需要改变时间基准,可分为同步更新和异步更新。如 2

 

 

 

 同步、异步更新

同步更新

脉宽的改变和PWM脉冲的新周期同步发生。适用于不需要改变时间基准的情况,常用中断实现。

异步更新

需要改变时间基准时使用。异步更新可能会导致PWM功能暂时失效,造成被控装置的振动。

注意: 由于此原因,建议使用同步PWM更新。选择可用于所有预计周期数值的。

2.4      PWM控制寄存器器

Q0.0

Q0.1

控制位

SM67.0

SM77.0

PWM更新周期值       0 = 无更新;1 = 更新周期

SM67.1

SM77.1

PWM更新脉宽时间值   0 = 无更新;1 = 更新周期

SM67.2

SM77.2

PTO更新脉冲计值    

SM67.3

SM77.3

PWM选择基时         0 = 1us;     1 =1ms

SM67.4

SM77.4

PWM更新方法:       0 = 异步更新;  1 = 同步更新

SM67.5

SM77.5

PTO操作          

SM67.6

SM77.6

PTO/PWM模式选择     0 = 选择PTO; 1 = 选择PWM

SM67.7

SM77.7

PWM启用             0 = 禁用PWM;  1 = 启用PWM

 

 

Q0.0

Q0.1

其他PWM寄存器

SMW68

SMW78

PWM周期值(范围:2至 65535)

SMW70

SMW80

PWM脉宽值(范围:0至65535)

 

 

 

2.5     PWM软件编程步骤

1.确定高速PWM的输出端(Q0.0或Q0.1)

2. 初始化设置

设置控制字节---将控制字写入SMB67或SMB77

写入周期值SMW68(78)、

写入脉冲宽度值SMW70(80)

3.执行PLS指令

注:

1.在启用PWM操作之前,将用于Q0.0和Q0.1的过程映像寄存器设为0。

2.所有的控制位、周期、脉宽和脉冲计数值的默认值均为0。

3.PTO/PWM输出必须至少有10%的额定负载,才能完成从关闭至打开以及从打开至关闭的顺利转换。

4.PWM初始化建议使用"扫描"位(SM0.1)初始化脉冲输出。执行程序只执行一次,可以节省PLC的扫描程序执行的时间

5.通常,您用一个子程序为脉冲输出初始化PWM。您从主程序调用初始化子程序。使用扫描内存位(SM0.1)将脉冲输出初始化为0,并调用子程序,执行初始化操作。当您使用子程序调用时,随后的扫描不再调用该子程序,这样会降低扫描时间执行,并提供结构更严谨的程序。

编程实例:

设定Q0.0输出周期为10ms,50%占空比PWM脉冲,同步更新方式

首先根据PWM的控制寄存器表格得出下列数据如 2.5?1

 

  2.5?1

 3 周期和脉宽设定控制字

SMW68

PWM周期值(范围:2至 65535)

10

SMW70

PWM脉宽值(范围:0至65535)

5

 
 

 

 程序: 2.5?2  2.5?3 2.5?4 2.5?5

 2.5?2

 

 

 2.5?3

 2.5?4

 2.5?5

总结:

对于PWM的控制寄存器的操作控制字的赋值常用参考(十六进制)

表 4

控制寄存器

选择模式

PWM更新方法

基时

脉宽

周期

16#D1

PWM

同步

1us

 

载入

16#D2

PWM

同步

1us

载入

 

16#D3

PWM

同步

1us

载入

载入

16#D9

PWM

同步

1ms

 

载入

16#DA

PWM

同步

1ms

载入

 

16#DB

PWM

同步

1ms

载入

载入

 

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