S7-200高速脉冲串的频率和速度处理
10.脉冲处理指令及应用
4．A/B相正交计数器 A/B相正交计数器也具有二相脉冲输入端，分别为脉冲A 及脉冲B。A/B相正交计数器利用二输入脉冲相位的比较 确定计数的方向，当脉冲A的上升沿超前于脉冲B的上升 沿时为增计数，滞后时则为减计数。A/B相正交计数器工 作时还可设定为一倍速正交模式及四倍速正交模式。一倍 速正交模式在接受一个计数脉冲时计一个数，四倍速正交 模式接受一个计数脉冲计四个数，这样可以使计数的精确 度提高到一个脉冲的四分之一。
另外，每个高速计数器还有一个以数据类型HC加上计数器标号构成地址的存 储单元存储计数器的当前值。该数据为32位只读数据，用于高速计数器当前 值的读出。
3.高速计数器的状态位
每个高速计数器都有一个状态字节，其中的状态位指出了 当前计数方向，当前值是否大于或者等于预置值。这些状 态位只有在执行中断服务程序时才有效。监视高速计数器 状态位的目的是响应正在进行的操作所引发事件产生的中 断。
工作模式 , 0～11 高速计数器编号, 0～5
高速计数器指令用来启动编号为N的 高速计数器
三、高速计数器相关的特殊存储器
1.高速计数器的控制字节
2.高速计数器的初始值及预置值
每个高速计数器都有一个32位的初始值和一个32位的预 置值，均为带符号整数。在控制字节第5位第6位中作了相 关设定以后，将初始值及预置值存入表10-5所示的存储器 中，然后，执行高速计数器HSC指令，即可完成高速计数 器初始值的设定及更新。
使用与PTO及PWM功能相关的特殊存储器SM还有以下几 项需注意： 1. PTO状态字节中的空闲位（SM66.7或者SM76.7）标志 着脉冲串输出完成。可由此引出一段中断服务程序。使用 多段操作时，在整个包络表完成后执行中断服务程序。 周期增量有可能使PTO产生非法周期值，会引起算术溢出 错误，会终止PTO功能并在状态字节中将增量计算错误位 （SM66.4或者SM76.4）置1。 2. 如果要手动终止一个正在进行中的PTO包络，可以把 状态字节中的用户终止位（SM66.5或SM76.5）置1。 3. PTO多段管线功能中，当管线满时，如果试图装载管 线，状态存储器中的PTO溢出位（SM66.6或者SM76. 6） 置1。如果想用该位检测序列的溢出，必须在检测到溢出 后手动清除该位。当CPU切换至RUN模式时，该位被初 始化为0。
西门子S7-200系列PLC处理快速响应信号的方法
使用CPU内置的高速计数器和高速脉冲发生器处理序列脉冲信号。
使用部分CPU数字量输入点的硬件中断功能，在中断服务程序中处理；进入中断的延时可以忽略S7-200拥有“直接读输入”和“直接写输出”指令，可以越过程序扫描周期的时间限制，使用部分CPU数字量输入点的“脉冲捕捉”功能捕捉短暂的脉冲。
注意：S7-200系统中最小周期的定时任务为1ms。
所有实现快速信号处理的措施，都要考虑所有限制因素的影响。
例如，为一个需要毫秒级响应速度的信号选择500μs输出延时的硬件，显然是不合理的。
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S7-200 SMART经济、可靠、易用
S7-200 SMART经济、可靠、易用产品亮点机型丰富，更多选择提供不同类型、I/O 点数丰富的CPU 模块，单体I/O 点数最高可达60 点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。
另外，CPU 模块配备标准型和经济型供用户选择，对于不同的应用需求，产品配置更加灵活，最大限度的控制成本。
选件扩展，精确定制新颖的信号板设计可扩展通信端口、数字量通道、模拟量通道。
在不额外占用电控柜空间的前提下，信号板扩展能更加贴合用户的实际配置，提升产品的利用率，同时降低用户的扩展成本。
高速芯片，性能卓越配备西门子专用高速处理器芯片，基本指令执行时间可达0.15 μs ，在同级别小型PLC 中遥遥领先。
一颗强有力的“芯”，能让您在应对繁琐的程序逻辑，复杂的工艺要求时表现的从容不迫。
以太互联，经济便捷CPU 模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太网通信功能。
一根普通的网线即可将程序下载到PLC 中，方便快捷，省去了专用编程电缆。
通过以太网接口还可与其它CPU 模块、触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。
三轴脉冲，运动自如CPU 模块本体最多集成3 路高速脉冲输出，频率高达100 kHz，支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式，可自由设置运动包络。
配以方便易用的向导设置功能，快速实现设备调速、定位等功能。
通用SD 卡，方便下载本机集成Micro SD 卡插槽，使用市面上通用的Micro SD 卡即可实现程序的更新和PLC 固件升级，极大地方便了客户工程师对最终用户的服务支持，也省去了因PLC 固件升级返厂服务的不便。
软件友好，编程高效在继承西门子编程软件强大功能的基础上，融入了更多的人性化设计，如新颖的带状式菜单、全移动式界面窗口、方便的程序注释功能、强大的密码保护等。
在体验强大功能的同时，大幅提高开发效率，缩短产品上市时间。
完美整合，无缝集成SIMATIC S7-200 SMART 可编程控制器，SIMATIC SMART LINE 触摸屏和SINAMICS V20 变频器完美整合，为OEM 客户带来高性价比的小型自动化解决方案，满足客户对于人机交互、控制、驱动等功能的全方位需求。
s7-200步进电机控制s-200步进电机控制s7-200步进电机控制s7-200步进电机控制
PTOx_RUN子程序（运行轮廓）
• PTOx_RUN子程序（运行轮廓）命 令PLC执行存储于配置／轮廓表的 特定轮廓中的运动操作。开启EN位 会启用此子程序。在懲瓿蓲位发出 子程序执行已经完成的信号前，请 确定EN位保持开启。
• 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、 永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相 式步进电机等。
• 电机固有步距角：
• 它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所 转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值 。
• 如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°（表 示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°）， 这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它 不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的 步距角和驱动器有关。
• Error（错误）参数包含本子程序的结果。 如果PTO向导的HSC计数器功能已启用， C_Pos参数包含用脉冲数目表示的模块； 否则此数值始终为零。
编程
运行。 • 脉宽时间 = 0 占空比为0%：输出关闭。 • 周期 < 2个时间单位 周期的默认值为两个时间单
位。
• PTO操作
• PTO为指定的脉冲数和指定的周期提供方 波（50%占空比）输出。PTO可提供单脉冲 串或多脉冲串（使用脉冲轮廓）。您指定 脉冲数和周期（以微秒或毫秒递增）。
• 周期范围从10微秒至65,535微秒或从2毫秒 至65,535毫秒。
产生一个高速脉冲串或一个脉冲调制波形。 • Q0.0 • Q0.1
• 当Q0.0/Q0.1作为高速输出点使用时，其普 通输出点禁用，反之。
s7-200控制伺服电机总结要点
S7-200PLC具有脉冲输出功能，在运动控制系统中，伺服电机和步进电机是很重要的精确定位装置，而控制伺服电机和步进电机需要使用脉冲输出。
S7-200系列PLC可以输出20--100KHz的脉冲。
使用PTO和PWM指令可以输出普通脉冲和脉宽调制输出。
通过smb66-75，smb166-175来控制Q0.0的输出，通过smb76-85，smb176-185来控制Q0.1的脉冲输出。
控制伺服电机伺服电机是运动控制中一个很重要的器件，通过它可以进行精确的位置控制。
它一般带有编码器，通过高速计数功能，中断功能和脉冲输出功能，构成一个闭环系统，来进行精确的位置控制。
PLC的脉冲输出由于PLC在进行高速输出时需要使用晶体管输出。
当将高速输出点作为普通输出而带电感性负载时，例如电磁阀，继电器线圈等，一定要注意，在负载端加保护，例如并联二极管等。
以保护输出点。
心得二：步进电机的控制方法我带队参加《2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试》项目，我院选手和其他院校的三位选手组成了天津代表队，我院选手所在队获得了《2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试》项目二等奖，为天津市代表队争得了荣誉，也为我院争得了荣誉。
以下是我这个作为教练参加大赛的心得二：步进电机的控制方法《2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试》项目的主要内容包括如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。
但其中最为重要的就是PLC方面的知识，而PLC中最重要就是组网和步进电机的位置控制。
一、 S7-200 PLC 的脉冲输出功能1、概述S7-200 有两个置PTO/PWM 发生器，用以建立高速脉冲串（PTO）或脉宽调节（PWM）信号波形。
当组态一个输出为PTO 操作时，生成一个50%占空比脉冲串用于步进电机或伺服电机的速度和位置的开环控制。
置PTO 功能提供了脉冲串输出，脉冲周期和数量可由用户控制。
西门子S7-200 SMART PLC产品说明书
SMART PLC, SMART CHOICES7-200 SMART 可编程控制器经济、可靠、易用/s7-200smart西门子公司一直致力于工业自动化最新技术的研发、推广及应用，在过去的160 多年里，为广大的工业客户带来了可靠高效的自动化产品，完善的自动化解决方案，提高了客户的生产效率，增强了客户的市场竞争力。
西门子SIMATIC 控制器系列是一个完整的产品组合，包括从最基本的智能逻辑控制器LOGO！以及 S7 系列高性能可编程控制器，再到基于 PC 的自动化控制系统。
无论多么严苛的要求，它都能根据具体应用需求及预算，灵活组合、定制，并一一满足。
SIMATIC S7-200 SMART 是西门子公司经过大量市场调研，为中国客户量身定制的一款高性价比小型 PLC 产品。
结合西门子 SINAMICS 驱动产品及 SIMATIC 人机界面产品，以 S7-200 SMART 为核心的小型自动化解决方案将为中国客户创造更多的价值。
2CPU SR60/ST60 技术规范 ........................................... 20数字量模块技术规范 .................................................. 22模拟量模块技术规范 .................................................. 24信号板技术规范 ......................................................... 25热电阻模块技术规范 .................................................. 26通用技术规范 ............................................................ 26安装尺寸图 ................................................................ 27订货号说明 ................................................................ 27模块和信号板接线示意图 ........................................... 28订货数据 . (30)产品亮点 ................................................................... 04CPU 模块 ................................................................... 06信号板 ....................................................................... 08网络通信 ................................................................... 09运动控制 ................................................................... 10人性化软件 ................................................................ 12小型自动化解决方案 .................................................. 14技术规范 ................................................................... 16CPU SR20 技术规范 .................................................... 16CPU SR40/ST40/CR40 技术规范 . (18)目录3SIMATIC S7-200 SMART 产品亮点机型丰富，更多选择提供不同类型、I/O 点数丰富的CPU 模块，单体I/O 点数最高可达60点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。
西门子S7-200实现高速脉冲输出ppt
MLFB 6ES7 211--1AB23--0XB0
CPU222
AC/DC/Relay
MLFB 6ES7 211--1BB23--0XB0
CPU 224
DC/DC/DC
MLFB 6ES7 214--1AD23--0XB0
CPU 224
AC/DC/Relay
MLFB 6ES7 214--1BD23--0XB0
CPU 224XP DC/DC/DC
MLFB 6ES7 214--2AD23--0XB0
CPU 224XP AC/DC/Relay
MLFB 6ES7 214--2BD23--0XB0
CPU 226
DC/DC/DC
MLFB 6ES7 216--2AD23--0XB0
CPU 226
AC/DC/Relay
周期: 脉冲:
周期时间。2到65535毫秒/微秒有效 脉冲时间。2到65535毫秒/微秒有效
9
全新的S7-200CN PLC脉冲输出向导
NEW!
Pulse output
Hardware Software Workshop
Diagnostic Recipe Data logging
PTO/PWM Wizard PID Auto Tune TD200/TD200C PC-Access RTU Application
1
Pulse output
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PTO/PWM Wizard PID Auto Tune TD200/TD200C PC-Access RTU Application
全新的S7-200CN PLC脉冲输出向导
S7200PLC发脉冲控制伺服电机-从原理讲解到实际应用
伺服电机的发脉冲控制伺服电机的另外一种常用控制方法是利用PLC发送脉冲对伺服电机进行运动控制。
3.1脉冲控制的基础脉冲：一个周期内，一半时间高电平、一半时间低电平，称为一个完整周期的脉冲。
脉冲控制就是由一系列n个连续的脉冲，如：伺服电机的设置（H0502）为电机转一圈需要1000个脉冲，则PLC发送给伺服电机1000个脉冲电机就会转一圈。
电压/V图1个周期电压/V24v图5个周期两个概念：脉冲的周期T：一个脉冲所用的时间。
脉冲的频率f：频率f是周期T的倒数，脉冲的频率值的意义是：每1秒所产生的脉冲个数。
频率值f越大，那么每秒产生的脉冲个数越多，则电机转的越快；频率值f越小，那么每秒产生的脉冲个数越少，则电机转的越慢。
因此，脉冲的频率值f也可以称作脉冲的速度。
用于控制伺服电机的脉冲：脉冲控制的关键点：初始速度、加速段、匀速段、减速段、停止速度。
电压/V24v时间/s基于西门子S7-200PLC的脉冲控制S7-200PLC的脉冲输出控制有两种方式：PWM模式和PTO，PTO模式用于控制步进电机、伺服电机。
PTO发脉冲分两种编程方式，PTO向导和一般语句编程。
PTO向导发送脉冲：STEP1:选择S7-200内置PTO操作。
STEP2:选择用Q0.0或Q0.1输出脉冲STEP3:选择PTO方式输出STEP4：设置最大脉冲速度以及启动停止脉冲STEP5：设置加减速段所需时间STEP6：创建包络例如:绘制一个三步的脉冲运动包络STEP7：为运动包络设定存储区STEP8：配置完成向导配置完成后会为所选的配置生成三个子程序：PTOx_RUN子程序（运行包络）PTOx_CTRL子程序（控制）PTOx_MAN子程序（手动模式）子程序。
（1）PTOx_RUN子程序EN位：使能START：脉冲输出触发（2）PTOx_CTRL子程序：EN位：使能I_STOP：立即停止D_STOP：减速停止（3）PTOx_MAN子程序：EN位：使能RUN：命令PTO加速至指定速度——Speed。
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说明:
S7-200 提供了利用高速计数器计数脉冲串的选项。使用附件 "Frequency" library, 脉冲串的频
率从计数器信号中计算出来，例如，相关的转化之后，从计数器信号中可以确定电机的速度。
概要:
此项任务分为以下三步：
1. 定义一个高速计数器来获取脉冲序列频率
2. 创建程序编码
3. 转换频率为速度
1. 定义一个高速计数器来获取脉冲串频率
首先，使用 STEP 7 Micro/WIN Instruction Wizard 必须用一个高速脉冲计数器来计算外部脉
冲。
表格01 列出了 S7-200 可以提供的高速计数器，输入使用和最大的可测量频率。
高速计数器 时钟输入 最大输入频率 CPU
HC0 E0.0 30 kHz 221, 222, 224, 224XP, 224XPsi, 226
HC1 E0.6 30 kHz 221, 222, 224, 224XP, 224XPsi, 226
HC2 E1.2 30 kHz 221, 222, 224, 224XP, 224XPsi, 226
HC3 E0.1 30 kHz 221, 222, 224, 224XP, 224XPsi, 226
HC4 E0.3 200 kHz 224XP, 224XPsi
HC5 E0.4 200 kHz 224XP, 224XPsi
表格01
程序：
No. 说明
1 通过“工具”菜单打开 STEP 7 Micro/WIN 中的 Instruction Wizard 菜单。
图. 01
2 然后从组态目录中选择高速计数器 “HSC”。点击“Next”。
。
图. 02
3 将模式设置到“0”进行单相的上下计算，选择一个计数器 (比如 “HC4”)。
图. 03
Note:
请参照 表 01 选择高速计数器。
4 设置子程序，计数器预调整，计数器值和计数方位。点击“Next”。
图. 04
5 在下面的窗口中，还是预设置，不要给
“Interrupt on Current Value equal Preset Value (CV = PV)”设置复选标记。
图. 05
6 点击“完成”按钮关闭 Instructions Wizard 。
图. 06
表格02
2. 创建程序代码
No. 说明
1 在操作块的网络 1 中使用比特 SM0.1 初始值来调用 Instructions Wizard 为高速计数器
产生的初始区组。
图. 07
2 在网络 2 中使用下表中的相同名字，从库中循环调用 SM0.0“频率”块 。
图. 08
通过“Active”输入来使能功能块 （如果未使能，那么“Hz”输出参数值为“0”）。
将 Instructions Wizard 选择的计数器填入“Counter”地址。
使用任意的双字地址（格式: REAL）填入到输入输出参数“Hz”上，用来以赫兹为单位显示
测量出的频率值。
通过 Data Log 功能，可以使“Trigger” 根据频率特性输出一个脉冲信号。(参照 Step 5).
3 “Frequency”库需要 16 字节的全局变量。因此需通过“文件”菜单>“库记忆分配”...来指定一
个地址。
图. 09
4 通过“符号表”视图可以得到“Frequency”库的符号地址。 “Time_interval”符号为频率计算以
秒来定义可测量的间隔，默认值是 1 秒的间隔时间，可以修改。
图. 10
5 在例子项目“Frequency”的网络 3 中，为获取频率时间 Data Log 功能已经集成在一个存
储器模块上。通过 “Active”和 “Trigger”信号的与操作，当使能“Frequency”块时，每个频率
都会根据“Time_interval”的设置的时间间隔被记录下来。
图. 11
说明:
Data Log 功能通过 Data Log Wizard 来执行，记录的值可以通过 S7-200 的浏览器读取。
更多 Data Log 功能的信息参看 SIMATIC S7-200 光盘指南。(条目号ID: 30839030).
表格03
3. 频率转换到速度
运用以下公式获得速度：
n = 60 * f / p
n
= 每分的速度
-1
f = 频率 Hz
p
= 电机运转需要的脉冲数
下载：
下载的 "frequency.zip" 包含以下文件：
文件 说明
"frequency.mwl" 库 - 包含 "Frequency" 块 (参照 表格03，第2步 )
"frequency.mwp" 项目 - 这个常问问题的例子项目
"tspeed01.mwp" 项目 - 通过循环独立的时间中断信号来完成这个任务（设置范围: 1 到 255
ms）
Frequency.zip ( 11 KB )
说明：
在 STEP 7 Micro/WIN 中嵌入库的信息可以参照条目号 ID: 16689345