内容发布更新时间 : 2024/11/7 14:28:00星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
图6-14 例6-6题图步进电机的控制要求
在本例中：流水线可以分为3段，需建立3段脉冲的包络表。起始和终止脉冲频率为2 kHz，最大脉冲频率为10 kHz ，所以起始和终止周期为500 μs，与最大频率的周期为100 μs。1段：加速运行，应在约200个脉冲时达到最大脉冲频率；2段：恒速运行，约（4000-200-200）=3600个脉冲；3段：减速运行，应在约200个脉冲时完成。
某一段每个脉冲周期增量值Δ用以下式确定：
周期增量值Δ=（该段结束时的周期时间-该段初始的周期时间）/该段的脉冲数
用该式，计算出1段的周期增量值Δ为-2 μs，2段的周期增量值Δ为0，3段的周期增量值Δ为2 μs。假设包络表位于从VB200开始的V存储区中，包络表如表6-14所示。
表6-14 例6-6包络表
V变量存储器地址 段号 参数值 3 段数 初始周期 每个脉冲的周期增量Δ 脉冲数 初始周期 每个脉冲的周期增量Δ 脉冲数 初始周期 每个脉冲的周期增量Δ 脉冲数 说明 VB200 VB201 VB203 VB205 VB209 VB211 VB213 VB217 VB219 VB221 段1 500 μs -2 μs 200 100μs 段2 0 3600 100μs 段3 2 μs 200 在程序中的用指令可将表中的数据送入V变量存储区中。
（3）多段流水线PTO初始化和操作步骤
用一个子程序实现PTO初始化，首次扫描（SM0.1）时从主程序调用初始化子程序，执行初始化操作。以后的扫描不再调用该子程序，这样减少扫描时间，程序结构更好。
初始化操作步骤如下：
1首次扫描（SM0.1）时将输出Q0.0或Q0.1复位（置0），并调用完成初始化操作的子程序。
2在初始化子程序中，根据控制要求设置控制字并写入SMB67或SMB77特殊存储器。如写入16#A0（选择微秒递增）或16#A8（选择毫秒递增），两个数值表示允许PTO功能、选择PTO操作、选择多段操作、以及选择时基（微秒或毫秒）。
3将包络表的首地址（16位）写入在SMW168（或SMW178）。
4在变量存储器V中，写入包络表的各参数值。一定要在包络表的起始字节中写入段数。在在变量存储器
V中建立包络表的过程也可以在一个子程序中完成，在此只须调用设置包络表的子程序。
MOVW +0 VW211 //段2的Δ设为0 ms
MOVD +3600 VD213 //段2中的脉冲数
5设置中断事件并全局开中断。如果想在PTO完成后，立即执行相关功能，则须设置中断，将脉冲串完成事件（中断事件号19）连接一中断程序。
6执行PLS指令，使S7-200为PTO/PWM发生器编程，高速脉冲串由Q0.0或Q0.1输出。 7退出子程序。
【例6-7】PTO指令应用实例。编程实现例6-6中的步进电机的控制
分析：编程前首先选择高速脉冲发生器为Q0.0，并确定PTO为3段流水线。设置控制字节SMB67为16#A0表示允许PTO功能、选择PTO操作、选择多段操作、以及选择时基为微秒，不允许更新周期和脉冲数。建立3段的包络表（例6-6），并将包络表的首地址装入SMW168。PTO完成调用中断程序，使Q1.0接通。PTO完成的中断事件号为19。用中断调用指令ATCH将中断事件19与中断程序INT-0连接，并全局开中断。执行PLS指令，退出子程序。本例题的主程序，初始化子程序，和中断程序如图6-15所示。
主程序
LD SM0.1// 首次扫描时，将Q0.0复位 R Q0.0 1
CALL SBR_0//调用子程序0 子程序0
// 写入PTO包络表 LD SM0.0
MOVB 3 VB200 // 将包络表段数设为3 // 段1：
MOVW +500 VW201 //段1的初始循环时间 设为500ms MOVW -2 VW203 //段1的Δ设为-2 ms
MOVD +200 VD205 //段1的脉冲数设为200
// 段2：
MOVW +100 VW209 //段2的初始周期
设为100 ms
设为3600
// 段3：
MOVW +100 VW217 //段3的初始周期设
为100ms
MOVW +1 VW219 //段3的Δ设为1ms
MOVD +200 VD221 //段3中的脉冲数设为200
LD SM0.0
MOVB 16#A0, SMB67 // 设置控制字节
MOVW +200, SMW168 // 将包络表起始地址 指定为V200
ATCH INT_0, 19 // 设置中断
ENI // 全局开中断
PLS 0 // 起动PTO，由Q0.0输出
中断程序0
LD SM0.0 // PTO完成时，输出Q1.0 = Q1.0
图6-15 例6-7主程序，初始化子程序，中断程序
5. PWM的使用
PWM是脉宽可调的高速脉冲输出，通过控制脉宽和脉冲的周期，实现控制任务。 （1）周期和脉宽
周期和脉宽时基为：微秒或毫秒，均为16位无符号数。
周期的范围从50微秒至65,535微秒，或从2毫秒至65,535毫秒。若周期 < 2个时基，则系统默认为两个时基。
脉宽范围从0微秒至65,535微秒或从0毫秒至65,535毫秒。若脉宽>= 周期，占空比=100%，输出连续接通。若脉宽= 0，占空比为0%，则输出断开。
（2）更新方式
有两种改变PWM波形的方法：同步更新和异步更新。
同步更新：不需改变时基时，可以用同步更新。执行同步更新时，波形的变化发生在周期的边缘，形成平滑转换。
异步更新：需要改变PWM的时基时，则应使用异步更新。异步更新使高速脉冲输出功能被瞬时禁用，与PWM波形不同步。这样可能造成控制设备震动。
常见的PWM操作是脉冲宽度不同，但周期保持不变，即不要求时基改变。因此先选择适合于所有周期的时基，尽量使用同步更新。
（3）PWM初始化和操作步骤
1用首次扫描位（SM0.1）使输出位复位为0，并调用初始化子程序。这样可减少扫描时间，程序结构更合理。
2在初始化子程序中设置控制字节。如将16#D3（时基微秒）或16#DB（时基毫秒）写入SMB67 或SMB77，控制功能为：允许PTO/PWM功能、选择PWM操作、设置更新脉冲宽度和周期数值、以及选择时基（微秒或毫秒）。 3在SMW68或SMW78中写入一个字长的周期值。 4在SMW70或SMW80中写入一个
字长的脉宽值。
5执行PLS指令，使S7-200为PWM发生器编程，并由Q0.0或Q0.1输出。
6可为下一输出脉冲预设控制字。在SMB67或SMB77中写入16#D2（微秒）或16#DA（毫秒）控制字节中将禁止改变周期值，允许改变脉宽。以后只要装入一个新的脉宽值，不用改变控制字节，直接执行PLS指令就可改变脉宽值。 6退出子程序。
【例6-8】PWM应用举例。设计程序，从PLC的Q0.0输出高速脉冲。该串脉冲脉宽的初始值为0.1s，周期固定为1s，其脉宽每周期递增0.1s，当脉宽达到设定的0.9s时，脉宽改为每周期递减0.1s，直到脉宽减为0。以上过程重复执行。
分析：因为每个周期都有操作，所以须把Q0.0接到I0.0，采用输入中断的方法完成控制任务，并且编写两个中断程序，一个中断程序实现脉宽递增，一个中断程序实现脉宽递减，并设置标志位，在初始化操作时使其置位，执行脉宽递增中断程
序，当脉宽达到0.9s时，使其复位，执行脉宽递减中断程序。在子程序中完成PWM的初始化操作，选用输出端为Q0.0，控制字节为SMB67，控制字节设定为16#DA（允许PWM输出，Q0.0为PWM方式，同步更新，时基为ms，允许更新脉宽，不允许更新周期）。程序如图6-16所示。
（b）子程序 图6-16 例6-8题图
c）中断程序
（