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S7–200 PLC集成脈沖輸出功能的應(yīng)用
S7–200 PLC集成脈沖輸出功能的應(yīng)用
90年代中期，西門子公司推出了S7系列PLC,，它不僅承襲了在我國得到廣泛使用的S5系列PLC的優(yōu)點，還更加注重功能的改進和集成,，以方便用戶的使用,。對于現(xiàn)在倍受重視的脈沖輸出、模擬量控制,、閉環(huán)控制,、通訊等，均提供了與單片機相類似但更加靈活方便的相應(yīng)指令和使用途徑,。
集成脈沖輸出功能的應(yīng)用較廣,，如交流調(diào)速系統(tǒng)中的驅(qū)動模板所需的PWM信號源，數(shù)控系統(tǒng)中用于拖動步進電機的驅(qū)動模板所需的脈沖串PTO信號源等,。在S7-200系列PLC中,，就有相應(yīng)的指令,，從而使這種實時控制功能的實現(xiàn)演變?yōu)樘顚懸粡埍砀?，再?zhí)行一條指令。比起用單板機或單片機以匯編語言來實現(xiàn),，則顯現(xiàn)出其高效且簡單的優(yōu)勢,。
二、集成脈沖輸出的原理與實現(xiàn)
采用AC/DC/DC型CPU214,，要求在Q0.0上輸出周期和脈沖數(shù)固定的脈沖串（PTO）信號,，以控制步進電機驅(qū)動器。驅(qū)動器將控制脈沖按照某種方式轉(zhuǎn)換成步進電機線圈的電流,，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,，以使轉(zhuǎn)子只能按固定的步數(shù)來改變其位置。
要啟動集成脈沖輸出功能PT（Q0.0）,，首先應(yīng)在相應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)部控制字節(jié)SMB67中按位填入0或1,。為便于編程，現(xiàn)將各種可能的控制字節(jié)值以表格的形式給出,，如表1示,。在實際編程時只需按所需的功能來查找相應(yīng)的16進制數(shù)填表即可。然后將周期值填入SMW68,，再將脈寬送入SMW70中,。最后執(zhí)行PLS指令,。
1、程序?qū)⒅芷谥翟O(shè)為10ms,，主要是為了便于理解和觀測,。另外，只需3條導(dǎo)線,，2只按鈕,，一個開關(guān)外加一個功率驅(qū)動器和一臺步進電機即可完成本試驗（若無功率驅(qū)動器和步進電機，也可用示波器觀察Q0.0的脈沖輸出）,，但應(yīng)指出,，本例程序?qū)⒅芷谥蹈某珊苄〉闹抵螅恍枳魅魏纹渌男薷募纯捎糜诟咚貾TO信號源,。
2,、CPU214上有兩個集成的模擬量手動調(diào)節(jié)旋鈕（Ch0、1）,，這一旋鈕的作用是,，可不增加任何額外硬件開銷而能夠在運行中進行PID參數(shù)的設(shè)定或定時時間值的修改以及實現(xiàn)脈寬的在線修改或給定
三、語句表程序及分析
1,、初始化（Network 1）
對PTO控制字節(jié)的初始化,，即規(guī)定了脈沖周期和脈沖數(shù)；分配中斷事件并開中斷,。
2,、旋轉(zhuǎn)方向控制（Network 2-3）
用接在輸入端I0.2的開關(guān)來選擇轉(zhuǎn)動方向。如果I0.2=1,，將輸出Q0.2置成1,，電機逆時針轉(zhuǎn)動。如果I0.2=0,，將輸出Q0.2置成0,，電機順時針轉(zhuǎn)動。為保護電機避免漏步,，電機轉(zhuǎn)動方向的改變只能在電機處于停止?fàn)顟B(tài)（M0.1=0）時方可進行,。
3、聯(lián)鎖控制（Network 4-5）
為保護人員和設(shè)備的安全,，在按“STOP”按鈕（ I0.1）之后,，必須規(guī)定驅(qū)動器聯(lián)鎖，將聯(lián)鎖標(biāo)志M0.2置位（M0.2=1）,，立即關(guān)斷驅(qū)動器,。只有在M0.2復(fù)位（M0.2=0）后，才能重新起動電機。當(dāng)“STOP”按鈕松開后,，為防止電機的意外起動,，只有在按鈕（I0.0）和“STOP”按鈕都松開后，才能將M0.2復(fù)位（M0.2 = 0）,，若要再次起動電機,，則必須再發(fā)一個起動信號。
4,、起動電機（Network 6）
若同時具備（1）按起動按鈕,，即輸入端I0.0產(chǎn)生脈沖上升沿；（2）無聯(lián)鎖,，即聯(lián)鎖標(biāo)志M0.2=0,；（3）電機處于停止?fàn)顟B(tài)，即操作標(biāo)志M0.1=0 三條件,，則將M0.1置位,，PLC執(zhí)行PLS指令，輸出端Q0.0輸出脈沖,。
5,、停止電機（Network 7）
若同時具備（1）按“STOP”按鈕，在輸入端I0.1產(chǎn)生脈沖上升沿,；（2）電機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài),，即操作標(biāo)志M0.1=1兩條件 ，,，則將標(biāo)志M0.1復(fù)位,，并中斷輸出端Q0.0的脈沖輸出。
6,、中斷處理（Network 1）
在初始化程序（Network1的最后）中,，已將中斷程序0賦予中斷事件19，且全局開中斷（ENI）,。則隨著PLS指令的執(zhí)行，必使Q0.0接通或關(guān)斷,，從而觸發(fā)中斷程序0的執(zhí)行,。
7、中斷程序0（Network 10）
編制中斷程序的原則是越短越好,。在此,，只將電機運轉(zhuǎn)標(biāo)志M0.1復(fù)位。
四,、調(diào)試及討論
1,、硬件接線
將起動（“START”）按鈕接于控制器（PLC）的輸入端I0.0上，停止（“ STOP"）按鈕接于控制器的輸入端I0.1上轉(zhuǎn)換開關(guān)接于控制器的輸入端上I0.2，輸出Q0.0,，Q0.2分別接功率驅(qū)動器的輸入,，以驅(qū)動步進電機的運轉(zhuǎn)；若無功率驅(qū)動器,，可將Q0.0接示波器,，以觀察脈沖串（PTO） 輸出。
2,、實驗現(xiàn)象
程序輸入完畢,，將工作模式選中“RUN”，按起動（“START”）按鈕后,，可觀察到控制器輸出固定數(shù)目的方波脈沖,，使步進電機按對應(yīng)的步數(shù)轉(zhuǎn)動；按停止（“STOP”）按鈕后,，可觀察到控制器無脈沖輸出,，步進電機停止轉(zhuǎn)動。扳動轉(zhuǎn)換開關(guān),，可觀察到步進電機轉(zhuǎn)向的變化,。