第5章特殊指令

5.2.1

高速計數(shù)5.2.2高速脈沖輸出

返回本章首頁1.高速計數(shù)器介紹普通計數(shù)器是按照順序掃描的方式進行工作，每個掃描周期中，對計數(shù)脈沖值進行一次累加，當輸入脈沖的頻率比PLC掃描頻率高時，則不能準確計數(shù)。可用高速計數(shù)器。高速計數(shù)器最大計數(shù)頻率可達20kHz，主要用于電機轉速的檢測，距離檢測等。（1）數(shù)量及編號高速處理類指令主要有高速計數(shù)器指令和高速脈沖輸出指令。5.2.1高速計數(shù)器一、高速計數(shù)器占用輸入端子S7-200PLC有六個高速計數(shù)器，其占用的輸入端子如下表所示。各高速計數(shù)器不同的輸入端有專用的功能，如：時鐘脈沖端、方向控制端、復位端、啟動端等。P135-P136上述輸入點在不使用高速計數(shù)器時，可作為一般的數(shù)字量輸入點（2）中斷事件類型PLC可用的高速計數(shù)器的中斷事件大致分為3類：當前值等于預設值中斷輸入方向改變中斷外部復位中斷。所有高速計數(shù)器都支持當前值等于預設值中斷。每個高速計數(shù)器的3種中斷的優(yōu)先級由高到低，不同高速計數(shù)器之間的優(yōu)先級又按編號順序由高到低。具體對應關系如表5.8所示。高速計數(shù)器的中斷的優(yōu)先級P136（3）工作模式高速計數(shù)器的工作模式共有12種。6個計數(shù)器功能不完全一樣?？赏ㄟ^編程，使用定義高速計數(shù)器指令HDEF來選定工作模式。P1352.高速計數(shù)指令

高速計數(shù)指令有兩條HDEF和HSC。其指令格式見表5-10。

LADSTL功能描述HDEFHSCMODE高速計數(shù)器定義指令，使能輸入有效時，為指定的高速計數(shù)器分配一種工作模式HSCN高速計數(shù)器指令，使能輸入有效時，根據高速計數(shù)器特殊存儲器位的狀態(tài)，并按照HDEF指令指定的模式，設置高速計數(shù)器并控制其工作0~50~50~11每個高速計數(shù)器都有固定的特殊功能存儲器與之相配合，完成高速計數(shù)功能。具體對應關系如表5.11所示。3.高速計數(shù)器的使用方法

反映工作狀態(tài)見書表3-7啟動或關閉計數(shù)器，控制方向等見書表3-81選擇計數(shù)器及工作模式2設置控制字節(jié)3執(zhí)行HDEF指令

4設定當前值和預設值

5設置中斷事件并全局開中斷6執(zhí)行HSC指令

高速計數(shù)器編程步驟：如：對一高速脈沖信號進行增減計數(shù)，計數(shù)當前值達到120產生中斷，計數(shù)方向由外部信號控制（主機CPU224）（1）選HSC0模式3，I0.0計數(shù)I0.1方向控制（書P135）（2）SMB37---F8（3）執(zhí)行HDEF指令（4）0—SMD38,120---SMD42（5）12---INT0（6）執(zhí)行HSC指令4.應用實例

要對一高速事件精確控制，通過對脈沖信號進行增計數(shù)，計數(shù)當前值達到24產生中斷，重新從0計數(shù)，對中斷次數(shù)進行累計。計數(shù)方向用一個外部信號控制，并能實現(xiàn)外部復位。所用的主機型號為CPU221。設計步驟：①選擇高速計數(shù)器HSC0，并確定工作方式4。②令SM37=16#F8③執(zhí)行HDEF指令，輸入端HSC為0，MODE為4。④裝入當前值，令SMD38=0。⑤裝入設定值，令SMD42=24。⑥執(zhí)行中斷連接ATCH指令，輸入端INT為INT0，EVNT為12。

主程序、初始化子程序和中斷程序分別如圖5.12、圖5.13和圖5.14所示。圖5.12主程序圖5.13初始化子程序12圖5.14中斷程序返回本節(jié)5.2.2高速脈沖輸出

在需要對負載進行高精度控制時，如對步進電機的控制，需要對步進電機提供一系列的脈沖，高速脈沖輸出指令就是為滿足這種需求而開發(fā)的。1.高速脈沖輸出介紹（1）輸出端子的確定（Q0.0或Q0.1）（2）高速脈沖輸出的形式(PTO或PWM)（3）相關寄存器

(SMB67或SMB77等)（4）脈沖輸出指令

(PLS)（1）用于脈沖輸出（Q0.0或Q0.1）的特殊存儲器

（2）

S7-200PLC有兩條高速脈沖輸出指令：PTO（輸出一個頻率可調，占空比為50%的脈沖）和PWM（輸出占空比可調的脈沖）。不用高速脈沖時，作普通的數(shù)字量輸出點用?？刂谱止?jié)寄存器、狀態(tài)字節(jié)寄存器和參數(shù)數(shù)值寄存器。（3）相關的寄存器控制字節(jié)P155

例：設置控制字節(jié)。用Q0.0作為高速脈沖輸出，對應的控制字節(jié)為SMB67，如果希望定義的輸出脈沖操作為PTO操作，允許脈沖輸出，多段PTO脈沖串輸出，時基為ms，設定周期值和脈沖數(shù)，則應向SMB67寫入2#10101101，即16#AD。脈沖輸出（PLS）指令Q取0或1對應Q0.0和Q0.1高速脈沖串輸出PTO可采用中斷方式進行控制，而脈寬調制輸出PWM只能由指令PLS來激活。通常在啟動PTO或PWM操作之前，用復位R指令將Q0.0或Q0.1清0。2.高速脈沖串輸出PTO（1）周期和脈沖數(shù)（2）PTO的種類（3）中斷事件類型（4）PTO的使用

PTO功能可輸出一定脈沖個數(shù)和占空比為50%的方波脈沖。（1）周期和脈沖數(shù)周期：單位可以是微秒μs或毫秒ms；為16位無符號數(shù)據，周期變化范圍是50~65535μs或2~65535ms，通常應設定周期值為偶數(shù)，若設置為奇數(shù)，則會引起輸出波形占空比的輕微失真。如果編程時設定周期單位小于2，系統(tǒng)默認按2進行設置。脈沖數(shù)：用雙字長無符號數(shù)表示，脈沖數(shù)取值范圍是1~4294967295之間。如果編程時指定脈沖數(shù)為0，則系統(tǒng)默認脈沖數(shù)為1個。SM67.3（2）PTO的種類根據管線的實現(xiàn)方式分：單段管線---管線中只能存放一個脈沖串的控制參數(shù)（入口地址）。在當前脈沖串輸出期間，要對下一個脈沖串的相關寄存器進行更新。當前脈沖串輸出完成，即可開始輸出新脈沖串。編程復雜。多段管線---輸出多個脈沖串。需要在變量存儲區(qū)(V)建包絡表，在包絡表中存儲各脈沖串的參數(shù)，當執(zhí)行PLS指令時，CPU自動按順序從包絡表中調出各個脈沖串的入口地址，連續(xù)輸出各個脈沖串。多管線PTO

包絡表由包絡段數(shù)和各段構成。每段長度為8個字節(jié)，包括：脈沖周期值（16位）、周期增量值（16位）和輸出脈沖數(shù)（32位）。以包絡3段的包絡表為例，包絡表的結構如表所示。（3）中斷事件類型高速脈沖串輸出可以采用中斷方式進行控制，各種型號的PLC可用的高速脈沖串輸出的中斷事件有兩個，如表5.18所示。（4）PTO的使用----編程要點1.確定脈沖串的輸出端及管線的實現(xiàn)方式（單段或多段）

2.設置控制字節(jié)---將控制字寫入SMB67或SMB773.寫入周期值、周期增量值和脈沖數(shù)周期增量值=(Tn+1-Tn)/N

其中：Tn-------該段開始的周期時間

Tn+1------該段結束的周期時間

N------該段脈沖數(shù)4.裝入包絡表的首地址5.設置中斷事件并全局開中斷6.執(zhí)行PLS指令3.應用實例（1）控制要求步進電機轉動過程中，要從A點加速到B點后恒速運行，又從C點開始減速到D點，完成這一過程時用指示燈顯示。電機的轉動受脈沖控制，A點和D點的脈沖頻率為2kHz，B點和C點的頻率為10kHz，加速過程的脈沖數(shù)為400個，恒速轉動的脈沖數(shù)為4000個，減速過程脈沖數(shù)為200個。工作過程如圖5.15所示。圖5.15步進電機工作過程400個脈沖4000個脈沖200個脈沖2kHz2kHz10kHz（2）分析確定脈沖發(fā)生器及工作模式

設置控制字節(jié)

寫入周期值、周期增量值和脈沖數(shù)

裝入包絡表首地址

中斷調用

執(zhí)行PLS指令

1用Q0.0，多管線方式—3段（AB段、BC段、

CD段

）2確定周期值的時基單位，BC段頻率最大10KHZ，對應的周期值為100us,時基單位為us，所以SMB67---16#A03確定初始周期，周期增量初始周期：求每段的頻率的倒數(shù)可得AB段500us,BC段100us，CD段100us周期增量=(Tn+1-Tn)/N，AB段-1，BC段0，CD段24設包絡表首地址VB400建立包絡表?！獭贪j表（3）程序實現(xiàn)本控制系統(tǒng)主程序如下圖5.16所示。初始化子程序SBR_1如圖5.17所示。包絡表子程序如圖5.18所示。中斷程序如圖5.19所示。圖5.16主程序圖5.17初始化子程序SBR_1表明包絡表的首地址為VB400圖5.18包絡表子程序SBR_0（1）

LDSM0.0//運行脈沖MOVB3,VB400////定義開始字節(jié)//為VB400//裝入段數(shù)3MOVW+500,VW401////第1段周期初//值為500ms////圖5.18包絡表子程序SBR_0（1）

MOVW

+100,VW409

//

//第2段周期初

//值為100ms

//

//

MOVW

0,VW411

//

//第2段周期

//增量為0

MOVD

+4000,VD413

//

//第2段脈沖數(shù)

//為4000個

圖5.18包絡表子程序SBR_0（2）圖5.19

中斷程序4.寬度可調脈沖輸出PWM從Q0.0或Q0.1輸出周期固定，脈沖寬度變化的脈沖信號（1）周期和脈沖寬度周期同PTO。脈沖寬度為16為無符號數(shù)，脈沖寬度增量單位為us或ms。范圍0~65535，占空比為0~100%。當脈沖寬度大于或等于周期時輸出將連續(xù)接通。為0時，輸出一直被關斷。（2）更新方式

根據在改變脈沖寬度時是否需要改變時間基準，可分為同步更新和異步更新。返回本節(jié)同步更新：脈寬的改變和PWM脈沖的新周期同步發(fā)生。適用于不需要改變時間基準的情況，常用中斷實現(xiàn)。異步更新：需要改變時間基準時使用。異步更新可能會導致PWM功能暫時失效，造成被控裝置的振動。（3）PWM的使用---編程要點確定高速PWM的輸出端（Q0.0或Q0.1）初始化設置設置控制字節(jié)---將控制字寫入SMB67或SMB77寫入周期值SMW68(78)、寫入脈沖寬度值SMW70(80)執(zhí)行PLS指