西门子低压全国代理商|授权代理

S7–200 PLC集成脉冲输出功能的应用
 

90年代中期，西门子公司推出了S7系列PLC，它不仅承袭了在我国得到广泛使用的S5系列PLC的优点，还更加注重功能的改进和集成，以方便用户的使用。对于现在倍受重视的脉冲输出、模拟量控制、闭环控制、通讯等，均提供了与单片机相类似但更加灵活方便的相应指令和使用途径。

集成脉冲输出功能的应用较广，如交流调速系统中的驱动模板所需的PWM信号源，数控系统中用于拖动步进电机的驱动模板所需的脉冲串PTO信号源等。在S7-200系列PLC中，就有相应的指令，从而使这种实时控制功能的实现演变为填写一张表格，再执行一条指令。比起用单板机或单片机以汇编语言来实现，则显现出其高效且简单的优势。

二、集成脉冲输出的原理与实现

采用AC/DC/DC型CPU214，要求在Q0.0上输出周期和脉冲数固定的脉冲串（PTO）信号，以控制步进电机驱动器。驱动器将控制脉冲按照某种方式转换成步进电机线圈的电流，产生旋转磁场，以使转子只能按固定的步数来改变其位置。

要启动集成脉冲输出功能PT（Q0.0），首先应在相应的系统内部控制字节SMB67中按位填入0或1。为便于编程，现将各种可能的控制字节值以表格的形式给出，如表1示。在实际编程时只需按所需的功能来查找相应的16进制数填表即可。然后将周期值填入SMW68，再将脉宽送入SMW70中。后执行PLS指令。

1、程序将周期值设为10ms，主要是为了便于理解和观测。另外，只需3条导线，2只按钮，一个开关外加一个功率驱动器和一台步进电机即可完成本试验（若无功率驱动器和步进电机，也可用示波器观察Q0.0的脉冲输出），但应指出，本例程序将周期值改成很小的值之后，不需作任何其他的修改即可用于高速PTO信号源。

2、CPU214上有两个集成的模拟量手动调节旋钮（Ch0、1），这一旋钮的作用是，可不增加任何额外硬件开销而能够在运行中进行PID参数的设定或定时时间值的修改以及实现脉宽的在线修改或给定

三、语句表程序及分析

1、初始化（Network 1）

对PTO控制字节的初始化，即规定了脉冲周期和脉冲数；分配中断事件并开中断。 

2、旋转方向控制（Network 2-3）

用接在输入端I0.2的开关来选择转动方向。如果I0.2=1，将输出Q0.2置成1，电机逆时针转动。如果I0.2=0，将输出Q0.2置成0，电机顺时针转动。为保护电机避免漏步，电机转动方向的改变只能在电机处于停止状态（M0.1=0）时方可进行。

3、联锁控制（Network 4-5）

为保护人员和设备的安全，在按“STOP”按钮（ I0.1）之后，必须规定驱动器联锁，将联锁标志M0.2置位（M0.2=1），立即关断驱动器。只有在M0.2复位（M0.2=0）后，才能重新起动电机。当“STOP”按钮松开后，为防止电机的意外起动，只有在按钮（I0.0）和“STOP”按钮都松开后，才能将M0.2复位（M0.2 = 0），若要再次起动电机，则必须再发一个起动信号。

4、起动电机（Network 6）

若同时具备（1）按起动按钮，即输入端I0.0产生脉冲上升沿；（2）无联锁，即联锁标志M0.2=0；（3）电机处于停止状态，即操作标志M0.1=0 三条件，则将M0.1置位，PLC执行PLS指令，输出端Q0.0输出脉冲。

5、停止电机（Network 7）

若同时具备（1）按“STOP”按钮，在输入端I0.1产生脉冲上升沿；（2）电机处于运转状态，即操作标志M0.1=1两条件 ，，则将标志M0.1复位，并中断输出端Q0.0的脉冲输出。

6、中断处理（Network 1）

在初始化程序（Network1的后）中，已将中断程序0赋予中断事件19，且全局开中断（ENI）。则随着PLS指令的执行，必使Q0.0接通或关断，从而触发中断程序0的执行。

7、中断程序0（Network 10）

编制中断程序的原则是越短越好。在此，只将电机运转标志M0.1复位。

四、调试及讨论

1、硬件接线

将起动（“START”）按钮接于控制器（PLC）的输入端I0.0上，停止（“ STOP"）按钮接于控制器的输入端I0.1上转换开关接于控制器的输入端上I0.2，输出Q0.0，Q0.2分别接功率驱动器的输入，以驱动步进电机的运转；若无功率驱动器，可将Q0.0接示波器，以观察脉冲串（PTO） 输出。

2、实验现象

程序输入完毕，将工作模式选中“RUN”，按起动（“START”）按钮后，可观察到控制器输出固定数目的方波脉冲，使步进电机按对应的步数转动；按停止（“STOP”）按钮后，可观察到控制器无脉冲输出，步进电机停止转动。扳动转换开关，可观察到步进电机转向的变化。