【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 不帶負(fù)載的電源上，將會(huì)出現(xiàn)短路保護(hù)，使傳感器無(wú)法正常工作。（輸出保持在 OFF 狀態(tài)，指 示燈不亮。）如果不帶負(fù)載的反向極性連接電源，將會(huì)毀壞傳感器。故棕色線接到 24伏，藍(lán)色線接到 0伏。 16 第三章 S7200 可編程控制器 伺服電機(jī)主要靠接收到的脈沖數(shù)來(lái)定位，每接收到 1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn) 1 個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收控制器發(fā)來(lái)的脈沖信號(hào)，再把脈沖按一定序列分配給電機(jī)的各相線，從而控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，因此要求控制器能夠發(fā)出高速脈沖信號(hào)。綜合考慮性價(jià)比，本課題選用西門子 S7200 CPU 224 DC/DC/DC 型號(hào)的 PLC 作為控制器。 S7200的高速脈 沖輸出功能 S7200有 PTO、 PWM 兩臺(tái)高速脈沖發(fā)生器。 PTO 脈沖串功能可輸出指定個(gè)數(shù)、指定周期的方波脈沖（占空比 50%）； PWM 功能可輸出脈寬變化的脈沖信號(hào)，用戶可以指定脈沖的周期和脈沖的寬度。若一臺(tái)發(fā)生器指定給數(shù)字輸出點(diǎn) ，另一臺(tái)發(fā)生器則指定給數(shù)字輸出點(diǎn) 。當(dāng) PTO、 PWM 發(fā)生器控制輸出時(shí)，將禁止輸出點(diǎn) 、 的正常使用；當(dāng)不使用 PTO、 PWM 高速脈沖發(fā)生器時(shí)，輸出點(diǎn) 、 恢復(fù)正常的使用，即由輸出映像寄存器決定其輸出狀態(tài)。 脈沖輸出（ PLS）指令 脈沖 輸出（ PLS）指令功能為：使能有效時(shí)，檢查用于脈沖輸出（ 或 ）的特殊存儲(chǔ)器位（ SM），然后執(zhí)行特殊存儲(chǔ)器位定義的脈沖操作。指令格式如表 所示。 表 （ PLS）指令格式 LAD STL 操作數(shù)及數(shù)據(jù)類型 PLS Q Q：常量（ 0 或 1） 數(shù)據(jù)類型 字 用于脈沖輸出（ 或 ）的特殊存儲(chǔ)器 （ 1）控制字節(jié)和參數(shù)的特殊存儲(chǔ)器 每個(gè) PTO/PWM 發(fā)生器都有：一個(gè)控制字節(jié)（ 8 位）、一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)值（無(wú)符號(hào)的 32位數(shù)值）和一個(gè)周期時(shí)間和脈寬值（無(wú)符號(hào)的 16 位數(shù)值）。這些值都放在特定的特殊存儲(chǔ)區(qū)（ SM），如表 所示。執(zhí)行 PLS 指令時(shí)， S7200 讀這些特殊存儲(chǔ)器位（ SM），然后執(zhí)行特殊存儲(chǔ)器位定義的脈沖操作，即對(duì)相應(yīng)的 PTO/PWM 17 發(fā)生器進(jìn)行編程。 表 脈沖輸出（ ）的特殊存儲(chǔ)器 和 對(duì) PTO/PWM 輸出的控 制字節(jié) 說(shuō)明 PTO/PWM 刷新周期值 0 ：不刷新； 1 ：刷新 PWM 刷新脈沖寬度值 0 ：不刷新； 1：刷新 PTO 刷新脈沖計(jì)數(shù)值 0 ：不刷新； 1：刷新 PTO/PWM 時(shí)基選擇 0 ： 1 181。s； 1： 1ms PWM 更新方法 0 ：異步更新； 1：同步更新 PTO 操作 0 ：?jiǎn)味尾僮鳎?1：多段操作 PTO/PWM 模式選擇 0 ：選擇 PTO 1 ： 選擇 PWM PTO/PWM 允許 0：禁止； 1 ：允許 和 對(duì) PTO/PWM 輸出的周期值 說(shuō)明 SMW68 SMW78 PTO/PWM 周期時(shí)間值（范圍： 2至 65 535） 和 對(duì) PTO/PWM 輸出的脈寬值 說(shuō)明 SMW70 SMW80 PWM 脈沖寬度值（范圍： 0 至 65 535） 和 對(duì) PTO脈沖輸出的計(jì)數(shù)值 說(shuō)明 SMD72 SMD82 PTO 脈沖計(jì)數(shù)值（范圍： 1至 4 294 967 295） 和 對(duì) PTO 脈沖輸出的多段操作 說(shuō)明 SMB166 SMB176 段號(hào)（僅用于多段 PTO 操作），多段流水線 PTO 運(yùn)行中的段的編號(hào) SMW168 SMW178 包絡(luò)表起始位置，用距離 V0的字節(jié)偏移量表示（僅用于多段 PTO 操作） 和 的狀態(tài)位 說(shuō)明 18 PTO 包絡(luò)由于增量計(jì)算錯(cuò)誤異常終止 0 ：無(wú)錯(cuò)； 1 ： 異常終止 PTO 包絡(luò)由于用戶命令異常終止 0 ： 無(wú)錯(cuò)； 1 ：異常終止 PTO 流水線溢出 0 ：無(wú)溢出； 1 ： 溢出 PTO 空閑 0 ：運(yùn)行中； 1 ： PTO空閑 通過(guò)修改脈沖輸出（ 或 ）的特殊存儲(chǔ)器 SM區(qū)（包括控制字節(jié)），既更改 PTO 或 PWM 的輸出波形，然后再執(zhí)行 PLS 指令。 注意：所有控制位、周期、脈沖寬度和脈沖計(jì)數(shù)值的默認(rèn)值均為零。向控制字節(jié)（ 或 ）的 PTO/PWM 允許位寫入零，然后執(zhí)行 PLS 指令，將禁止PTO 或 PWM 波形的生成。 （ 2）狀態(tài)字節(jié)的特殊存儲(chǔ)器 除了控制信息外，還有用于 PTO 功能的狀態(tài)位，如表 2 所示。程序運(yùn)行時(shí)，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)使某些位自動(dòng)置位?？梢酝ㄟ^(guò)程序來(lái)讀取相關(guān)位的狀態(tài)，用此狀態(tài)作為判斷條件，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的 操作。 對(duì)輸出的影響 PTO/PWM 生成器和輸出映像寄存器共用 和 。在 或 PTO 或 PWM 功能時(shí)， PTO/PWM 發(fā)生器控制輸出，并禁止輸出點(diǎn)的正常使用，輸出波形不受輸出映像寄存器狀態(tài)、輸出強(qiáng)制、執(zhí)行立即輸出指令的影響；在 或 位置沒(méi)有使用 PTO 或 PWM 功能時(shí)，輸出映像寄存器控制輸出，所以輸出映像寄存器決定輸出波形的初始和結(jié)束狀態(tài)，即決定脈沖輸出波形從高電平或低電平開(kāi)始和結(jié)束，使輸出波形有短暫的不連續(xù)，為了減小這種不連續(xù)有害影響，應(yīng)注意： （ 1）可 在起用 PTO 或 PWM 操作之前，將用于 和 的輸出映像寄存器設(shè)為 0。 （ 2） PTO/PWM 輸 出必須至少有 10%的額定負(fù)載，才能完成從關(guān)閉至打開(kāi)以及從打開(kāi)至關(guān)閉的順利轉(zhuǎn)換，即提供陡直的上升沿和下降沿。 PTO 的使用 PTO 是可以指定脈沖數(shù)和周期的占空比為 50%的高速脈沖串的輸出。狀態(tài)字節(jié)中的最高位（空閑位）用來(lái)指示脈沖串輸出是否完成?？稍诿}沖串完成時(shí)起動(dòng)中 19 斷程序，若使用多段操作，則在包絡(luò)表完成時(shí)起動(dòng)中斷程序。 （ 1）周期和脈沖數(shù) 周期范圍從 50 微秒至 65,535 微秒或從 2 毫秒至 65,535 毫秒，為 16 位無(wú)符號(hào)數(shù)，時(shí)基有 181。s和 ms 兩種，通過(guò)控制字節(jié)的第三位選擇。 注意：如果周期 2 個(gè)時(shí)間單位，則周期的默認(rèn)值為 2個(gè)時(shí)間單位。 周期設(shè)定奇數(shù)微秒或毫秒（例如 75毫秒），會(huì)引起波形失真。 脈沖計(jì)數(shù)范圍從 1 至 4,294,967,295，為 32 位無(wú)符號(hào)數(shù)，如設(shè)定脈沖計(jì)數(shù)為 0，則系統(tǒng)默認(rèn)脈沖計(jì)數(shù)值為 1。 （ 2） PTO 的種類及特點(diǎn) PTO 功能可輸出多個(gè)脈沖串，現(xiàn)用脈沖串輸出完成時(shí)，新的脈沖串輸出立即開(kāi)始。這樣就保證了輸出脈沖串的連續(xù)性。 PTO 功能允許多個(gè)脈沖串排隊(duì)，從而形成流水線。流水線分 為兩種：?jiǎn)味瘟魉€和多段流水線。 單段流水線是指：流水線中每次只能存儲(chǔ)一個(gè)脈沖串的控制參數(shù)，初始 PTO段一旦起動(dòng)，必須按照對(duì)第二個(gè)波形的要求立即刷新 SM，并再次執(zhí)行 PLS 指令，第一個(gè)脈沖串完成，第二個(gè)波形輸出立即開(kāi)始，重復(fù)此這一步驟可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)脈沖串的輸出。 單段流水線中的各段脈沖串可以采用不同的時(shí)間基準(zhǔn)，但有可能造脈沖串之間的不平穩(wěn)過(guò)渡。輸出多個(gè)高速脈沖時(shí)，編程復(fù)雜。 多段流水線是指在變量存儲(chǔ)區(qū) V 建立一個(gè)包絡(luò)表。包絡(luò)表存放每個(gè)脈沖串的參數(shù)，執(zhí)行 PLS 指令時(shí) ， S7 –200 PLC 自動(dòng)按包絡(luò) 表中的順序及參數(shù)進(jìn)行脈沖串輸出。包絡(luò)表中每段脈沖串的參數(shù)占用 8個(gè)字節(jié)，由一個(gè) 16位周期值（ 2字節(jié)）、一個(gè) 16 位周期增量值Δ（ 2字節(jié)）和一個(gè) 32 位脈沖計(jì)數(shù)值（ 4 字節(jié)）組成。 S7200中斷功能 和微型計(jì)算機(jī)一樣， S7200 系列 PLC 具有中斷功能，在運(yùn)行程序過(guò)程中當(dāng)一些隨機(jī)的中斷事件發(fā)生時(shí)， CPU 暫時(shí)停止執(zhí)行主程序，并保存斷點(diǎn)，然后去對(duì)隨機(jī)發(fā)生的更迫切的事件進(jìn)行處理，即轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，中斷服務(wù)子程序執(zhí)行結(jié)束后，返回主程序繼續(xù)正常工作。 中斷事件優(yōu)先級(jí) S7200 系列 PLC 包括通訊口中斷、 I/O 中斷和時(shí)基中斷，它們的優(yōu)先級(jí)如下表 所示： 表 中斷優(yōu)先級(jí) 事件號(hào) 中斷事件描述 級(jí)優(yōu)先級(jí) 組內(nèi)類型 組內(nèi)優(yōu)先級(jí) 20 8 通訊口 0：?jiǎn)巫址邮胀瓿? 通訊 中斷 最高 級(jí) 通信口 0 0 9 通訊口 0：發(fā)送字符完成 0 23 通訊口 0：接收信息完成 0 24 通訊口 1：接收信息完成 通信口 1 1 25 通訊口 1：?jiǎn)巫址邮胀瓿? 1 26 通訊口 1：發(fā)送字符完成 1 19 PTO ０脈沖輸出完成中斷 I/O 中斷 脈沖串輸出 0 20 PTO １脈沖輸出完成中斷 1 0 上升沿中斷 外 部 輸 入 2 2 上升沿中斷 3 4 上升沿中斷 4 6 上升沿中斷 5 1 下升沿中斷 6 3 下升沿中斷 7 5 下升沿中斷 8 7 下升沿中斷 9 12 高速計(jì)數(shù)器 0: CV=PV（當(dāng)前值 =設(shè)置值） 高 速 計(jì) 數(shù) 器 10 27 高速計(jì)數(shù)器 0:輸入方向改變 11 28 高速計(jì)數(shù)器 0:外部復(fù)位 12 13 高速計(jì)數(shù)器 1: CV=PV（當(dāng)前值 =設(shè)置值） 13 14 高速計(jì)數(shù)器 1:輸入方向改變 14 15 15 高速計(jì)數(shù)器 1:外部復(fù)位 16 16 高速計(jì)數(shù)器 2: CV=PV（當(dāng)前值 =設(shè)置值） 17 高速計(jì)數(shù)器 2:輸入方向改變 17 18 高速計(jì)數(shù)器 2:外部復(fù)位 18 32 高速計(jì)數(shù)器 3: CV=PV（當(dāng)前值 =設(shè)置值） 19 29 高速計(jì)數(shù)器 4: CV=PV（當(dāng)前值 =設(shè)置值） 20 30 高速計(jì)數(shù)器 4:輸入方向改 21 21 變 31 高速計(jì)數(shù)器 4:外部復(fù)位 22 33 高速計(jì)數(shù)器 5: CV=PV（當(dāng)前值 =設(shè)置值） 23 10 定時(shí)中斷 0,SMB34 時(shí)基中斷 最低級(jí) 定時(shí) 0 11 定時(shí)中斷 1,SMB35 1 21 定時(shí)器 T32:CT=PT 中斷 定時(shí)器 2 22 定時(shí)器 T96:CT=PT 中斷 3 在 S7200 系列 PLC 中，可連接的中斷事件及中斷事件號(hào)見(jiàn)下表 所示： 表 CPU CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 可連接的中斷事件數(shù) 25 31 34 可連接的中斷事件號(hào) 0～ 1 19～ 2 27～ 33 0～ 2 27～33 0～ 33 （ 1）通訊口中斷 PLC 的串行通訊口在自由端口模式下，用戶用程序定義波特率、每個(gè)字符位數(shù)、奇偶效驗(yàn)和通訊協(xié)議。利用接收和發(fā)送中斷可以簡(jiǎn)化程序?qū)νㄓ嵉目刂啤? （ 2） I/O 中斷 I/O 中斷包括上升沿和下降沿中斷、高 速計(jì)數(shù)中斷、脈沖串輸出（ PTO）中斷。通過(guò)捕捉 至 的上升沿和下降沿產(chǎn)生中斷，可以用來(lái)當(dāng)某個(gè)發(fā)生時(shí)必須引起注意的條件。 高速計(jì)數(shù) 中斷可以是當(dāng)計(jì)數(shù)當(dāng)前值等于預(yù)置值時(shí)響應(yīng)，可以是計(jì)數(shù)方向時(shí)響應(yīng)，也可以是外部復(fù)位時(shí)響應(yīng)。這些高速計(jì)數(shù)事件得到實(shí)時(shí)響應(yīng)，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)掃描周期還要短的控制任務(wù)。 脈沖串輸出中斷是在當(dāng)脈沖串輸出完成時(shí)產(chǎn)生，破除迷信可以方面地運(yùn)用到 22 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與速度控制。 (3)時(shí)基中斷 時(shí)基中斷包括定時(shí)中斷和定時(shí)器 T32/T96 中斷，周期以１ ms 為增量單位。內(nèi)部定時(shí)中斷包括定時(shí)中斷 0 和定時(shí) 中斷１兩個(gè)。周期時(shí)間 5～ 255ms，定時(shí)中斷 0，時(shí)間周期寫在 SMB34 中；定時(shí)中斷 1，時(shí)間周期寫在 SMB35 中?？梢杂糜诙〞r(shí)檢測(cè)采樣和執(zhí)行 PID 指令。 定時(shí)器 T32/T96 為 1ms 定時(shí)器，和普通計(jì)數(shù)器一樣，一旦定時(shí)器中斷允許，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于預(yù)置值時(shí)， CPU響應(yīng)中斷，執(zhí)行被連接的中斷服務(wù)程序。 表 中斷時(shí)基 梯形圖 LAD 語(yǔ)名表 功能 操作碼 操作數(shù) ENI ENI － 中斷允許指令（ ENI）全局地允許所有被連接的中斷事件。 DISI DISI － 中斷禁止指令（ DISI）全局地禁止處理所有中斷，當(dāng)進(jìn)入 RUN 模式后，中斷被禁止。 INTATCHEN ENOEVNT ATCH INT