【文章內(nèi)容簡介】 不帶負載的電源上，將會出現(xiàn)短路保護，使傳感器無法正常工作。（輸出保持在 OFF 狀態(tài)，指 示燈不亮。）如果不帶負載的反向極性連接電源，將會毀壞傳感器。故棕色線接到 24伏，藍色線接到 0伏。 16 第三章 S7200 可編程控制器 伺服電機主要靠接收到的脈沖數(shù)來定位，每接收到 1個脈沖，就會旋轉(zhuǎn) 1 個脈沖對應的角度，從而實現(xiàn)位移。伺服電機驅(qū)動器接收控制器發(fā)來的脈沖信號，再把脈沖按一定序列分配給電機的各相線，從而控制電機的運動，因此要求控制器能夠發(fā)出高速脈沖信號。綜合考慮性價比，本課題選用西門子 S7200 CPU 224 DC/DC/DC 型號的 PLC 作為控制器。 S7200的高速脈 沖輸出功能 S7200有 PTO、 PWM 兩臺高速脈沖發(fā)生器。 PTO 脈沖串功能可輸出指定個數(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，用戶可以指定脈沖的周期和脈沖的寬度。若一臺發(fā)生器指定給數(shù)字輸出點 ，另一臺發(fā)生器則指定給數(shù)字輸出點 。當 PTO、 PWM 發(fā)生器控制輸出時，將禁止輸出點 、 的正常使用；當不使用 PTO、 PWM 高速脈沖發(fā)生器時，輸出點 、 恢復正常的使用，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，檢查用于脈沖輸出（ 或 ）的特殊存儲器位（ SM），然后執(zhí)行特殊存儲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 ）的特殊存儲器 （ 1）控制字節(jié)和參數(shù)的特殊存儲器 每個 PTO/PWM 發(fā)生器都有：一個控制字節(jié)（ 8 位）、一個脈沖計數(shù)值（無符號的 32位數(shù)值）和一個周期時間和脈寬值（無符號的 16 位數(shù)值）。這些值都放在特定的特殊存儲區(qū)（ SM），如表 所示。執(zhí)行 PLS 指令時， S7200 讀這些特殊存儲器位（ SM），然后執(zhí)行特殊存儲器位定義的脈沖操作，即對相應的 PTO/PWM 17 發(fā)生器進行編程。 表 脈沖輸出（ ）的特殊存儲器 和 對 PTO/PWM 輸出的控 制字節(jié) 說明 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 刷新脈沖計數(shù)值 0 ：不刷新； 1：刷新 PTO/PWM 時基選擇 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 ：單段操作； 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 PTO/PWM 輸出的周期值 說明 SMW68 SMW78 PTO/PWM 周期時間值（范圍： 2至 65 535） 和 對 PTO/PWM 輸出的脈寬值 說明 SMW70 SMW80 PWM 脈沖寬度值（范圍： 0 至 65 535） 和 對 PTO脈沖輸出的計數(shù)值 說明 SMD72 SMD82 PTO 脈沖計數(shù)值（范圍： 1至 4 294 967 295） 和 對 PTO 脈沖輸出的多段操作 說明 SMB166 SMB176 段號（僅用于多段 PTO 操作），多段流水線 PTO 運行中的段的編號 SMW168 SMW178 包絡表起始位置，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 說明 18 PTO 包絡由于增量計算錯誤異常終止 0 ：無錯； 1 ： 異常終止 PTO 包絡由于用戶命令異常終止 0 ： 無錯； 1 ：異常終止 PTO 流水線溢出 0 ：無溢出； 1 ： 溢出 PTO 空閑 0 ：運行中； 1 ： PTO空閑 通過修改脈沖輸出（ 或 ）的特殊存儲器 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、脈沖寬度和脈沖計數(shù)值的默認值均為零。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。程序運行時，根據(jù)運行狀態(tài)使某些位自動置位。可以通過程序來讀取相關(guān)位的狀態(tài)，用此狀態(tài)作為判斷條件，實現(xiàn)相應的 操作。 對輸出的影響 PTO/PWM 生成器和輸出映像寄存器共用 和 。在 或 PTO 或 PWM 功能時， PTO/PWM 發(fā)生器控制輸出，并禁止輸出點的正常使用，輸出波形不受輸出映像寄存器狀態(tài)、輸出強制、執(zhí)行立即輸出指令的影響；在 或 位置沒有使用 PTO 或 PWM 功能時，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為 0。 （ 2） PTO/PWM 輸 出必須至少有 10%的額定負載，才能完成從關(guān)閉至打開以及從打開至關(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）用來指示脈沖串輸出是否完成。可在脈沖串完成時起動中 19 斷程序，若使用多段操作，則在包絡表完成時起動中斷程序。 （ 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 位無符號數(shù)，時基有 181。s和 ms 兩種，通過控制字節(jié)的第三位選擇。 注意：如果周期 2 個時間單位，則周期的默認值為 2個時間單位。 周期設定奇數(shù)微秒或毫秒（例如 75毫秒），會引起波形失真。 脈沖計數(shù)范圍從 1 至 4,294,967,295，為 32 位無符號數(shù)，如設定脈沖計數(shù)為 0，則系統(tǒng)默認脈沖計數(shù)值為 1。 （ 2） PTO 的種類及特點 PTO 功能可輸出多個脈沖串，現(xiàn)用脈沖串輸出完成時，新的脈沖串輸出立即開始。這樣就保證了輸出脈沖串的連續(xù)性。 PTO 功能允許多個脈沖串排隊，從而形成流水線。流水線分 為兩種：單段流水線和多段流水線。 單段流水線是指：流水線中每次只能存儲一個脈沖串的控制參數(shù)，初始 PTO段一旦起動，必須按照對第二個波形的要求立即刷新 SM，并再次執(zhí)行 PLS 指令，第一個脈沖串完成，第二個波形輸出立即開始，重復此這一步驟可以實現(xiàn)多個脈沖串的輸出。 單段流水線中的各段脈沖串可以采用不同的時間基準，但有可能造脈沖串之間的不平穩(wěn)過渡。輸出多個高速脈沖時，編程復雜。 多段流水線是指在變量存儲區(qū) V 建立一個包絡表。包絡表存放每個脈沖串的參數(shù)，執(zhí)行 PLS 指令時 ， S7 –200 PLC 自動按包絡 表中的順序及參數(shù)進行脈沖串輸出。包絡表中每段脈沖串的參數(shù)占用 8個字節(jié)，由一個 16位周期值（ 2字節(jié)）、一個 16 位周期增量值Δ（ 2字節(jié)）和一個 32 位脈沖計數(shù)值（ 4 字節(jié)）組成。 S7200中斷功能 和微型計算機一樣， S7200 系列 PLC 具有中斷功能，在運行程序過程中當一些隨機的中斷事件發(fā)生時， CPU 暫時停止執(zhí)行主程序，并保存斷點，然后去對隨機發(fā)生的更迫切的事件進行處理，即轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應的中斷服務子程序，中斷服務子程序執(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 S7200 系列 PLC 包括通訊口中斷、 I/O 中斷和時基中斷，它們的優(yōu)先級如下表 所示： 表 中斷優(yōu)先級 事件號 中斷事件描述 級優(yōu)先級 組內(nèi)類型 組內(nèi)優(yōu)先級 20 8 通訊口 0：單字符接收完成 通訊 中斷 最高 級 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：單字符接收完成 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 高速計數(shù)器 0: CV=PV（當前值 =設置值） 高 速 計 數(shù) 器 10 27 高速計數(shù)器 0:輸入方向改變 11 28 高速計數(shù)器 0:外部復位 12 13 高速計數(shù)器 1: CV=PV（當前值 =設置值） 13 14 高速計數(shù)器 1:輸入方向改變 14 15 15 高速計數(shù)器 1:外部復位 16 16 高速計數(shù)器 2: CV=PV（當前值 =設置值） 17 高速計數(shù)器 2:輸入方向改變 17 18 高速計數(shù)器 2:外部復位 18 32 高速計數(shù)器 3: CV=PV（當前值 =設置值） 19 29 高速計數(shù)器 4: CV=PV（當前值 =設置值） 20 30 高速計數(shù)器 4:輸入方向改 21 21 變 31 高速計數(shù)器 4:外部復位 22 33 高速計數(shù)器 5: CV=PV（當前值 =設置值） 23 10 定時中斷 0,SMB34 時基中斷 最低級 定時 0 11 定時中斷 1,SMB35 1 21 定時器 T32:CT=PT 中斷 定時器 2 22 定時器 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見下表 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 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、每個字符位數(shù)、奇偶效驗和通訊協(xié)議。利用接收和發(fā)送中斷可以簡化程序?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 速計數(shù)中斷、脈沖串輸出（ PTO）中斷。通過捕捉 至 的上升沿和下降沿產(chǎn)生中斷，可以用來當某個發(fā)生時必須引起注意的條件。 高速計數(shù) 中斷可以是當計數(shù)當前值等于預置值時響應，可以是計數(shù)方向時響應，也可以是外部復位時響應。這些高速計數(shù)事件得到實時響應，用以實現(xiàn)對掃描周期還要短的控制任務。 脈沖串輸出中斷是在當脈沖串輸出完成時產(chǎn)生，破除迷信可以方面地運用到 22 步進電動機的轉(zhuǎn)角與速度控制。 (3)時基中斷 時基中斷包括定時中斷和定時器 T32/T96 中斷，周期以１ ms 為增量單位。內(nèi)部定時中斷包括定時中斷 0 和定時 中斷１兩個。周期時間 5～ 255ms，定時中斷 0，時間周期寫在 SMB34 中；定時中斷 1，時間周期寫在 SMB35 中?？梢杂糜诙〞r檢測采樣和執(zhí)行 PID 指令。 定時器 T32/T96 為 1ms 定時器，和普通計數(shù)器一樣，一旦定時器中斷允許，當計數(shù)值等于預置值時， CPU響應中斷，執(zhí)行被連接的中斷服務程序。 表 中斷時基 梯形圖 LAD 語名表 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，當進入 RUN 模式后，中斷被禁止。 INTATCHEN ENOEVNT ATCH INT