西門子PLS 指令編程步驟

PLS 指令編程步驟

使用 PLS 指令編程， 以實(shí)現(xiàn) PTO 輸出， 可按照以下步驟編程：

第一步：設(shè)置 PTO 控制字節(jié)，以確定使用單段操作或多段操作，是否更新頻率或脈沖數(shù)；

第二步：如果是單段操作，裝載或更新頻率值，脈沖數(shù)；如果是多段操作，裝載包絡(luò)表起始地址以及包絡(luò)表每段起始頻率值，結(jié)束頻率值，脈沖數(shù)；

第三步：設(shè)置 PLS 指令通道， 以確定是 Q0.0、Q0.1 或 Q0.3 PTO 輸出；

第四步：沿觸發(fā) PLS 指令。

使用 SM 位置組態(tài)和控制 PTO 操作

PLS 指令讀取存儲(chǔ)于指定 SM 存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)，并相應(yīng)地編程 PTO 生成器。

SMB67 控制 PTO0 ，SMB77 控制 PTO1 ，SMB567 控制 PTO2 。PTO 控制寄存器的 SM 單元表介紹了用于控制 PTO 操作的寄存器。可快速參考該表來(lái)確定在 PTO/PWM 控制寄存器中放置什么值才能調(diào)用想要的操作。

可通過(guò)修改 SM 區(qū)域（包括控制字節(jié)）中的單元，然后執(zhí)行 PLS 指令，來(lái)改變 PTO 的特性。

任何時(shí)候都可通過(guò)向 PTO 控制字節(jié)（SM67.7、SM77.7 或 SM567.7）使能位寫入 0，然后執(zhí)行 PLS 指令，來(lái)實(shí)現(xiàn)禁止 PTO輸出 。輸出點(diǎn)將立即恢復(fù)為過(guò)程映像寄存器控制。

 PTO 控制字節(jié)

PTO 產(chǎn)生單段脈沖串或者多段脈沖串，需先組態(tài) PTO 控制字節(jié)（SMB67、SMB77 和 SMB567）。

PTO/PWM 控制寄存器的 SM 單元如下表 1 所示：

Q0.0	Q0.1	Q0.3	控制位
SM67.0	SM77.0	SM567.0	PTO/PWM 更新頻率/周期時(shí)間： 0 = 不更新 1 = 更新頻率/周期時(shí)間
SM67.1	SM77.1	SM567.1	PWM 更新脈沖寬度時(shí)間： 0 = 不更新 1 = 更新脈沖寬度
SM67.2	SM77.2	SM567.2	PTO 更新脈沖計(jì)數(shù)值： 0 = 不更新 1 = 更新脈沖計(jì)數(shù)
SM67.3	SM77.3	SM567.3	PWM 時(shí)基： 0 = 1 μs/時(shí)標(biāo) 1 = 1 ms/刻度
SM67.4	SM77.4	SM567.4	保留
SM67.5	SM77.5	SM567.5	PTO 單/多段操作： 0 = 單段 1 = 多段
SM67.6	SM77.6	SM567.6	PTO/PWM 模式選擇： 0 = PWM 1 = PTO
SM67.7	SM77.7	SM567.7	PWM 使能： 0 = 禁用 1 = 啟用

表 1 .PTO/PWM 控制寄存器的 SM 單元

PTO 控制字節(jié)（SMB67、SMB77 和 SMB567）， 如下表 2 所示：

控制寄存器 （十六進(jìn)制值）	啟用	選擇模式	PTO 段操作	時(shí)基	脈沖計(jì)數(shù)	頻率
16#C0	是	PTO	單段	頻率 HZ
16#C1	是	PTO	單段	頻率 HZ		更新頻率
16#C4	是	PTO	單段	頻率 HZ	更新
16#C5	是	PTO	單段	頻率 HZ	更新	更新頻率
16#E0	是	PTO	多段	頻率 HZ

表 2. 十六進(jìn)制值組態(tài) PTO 控制字節(jié)

除組態(tài) PTO 控制字節(jié)，應(yīng)該在執(zhí)行 PLS 指令前裝載或更新脈沖頻率，脈沖數(shù)。

如果使用多段脈沖串，在執(zhí)行PLS 指令前還需要裝入包絡(luò)表的起始偏移量和包絡(luò)表的值。 如下表 3 所示：

Q0.0	Q0.1	Q0.3	其它控制寄存器
SMW68	SMW78	SMW568	PTO 頻率：1 到 65,535 Hz (PTO)
SMD72	SMD82	SMD572	PTO 脈沖計(jì)數(shù)值：1 到 2,147,483,647
SMW168	SMW178	SMW578	包絡(luò)表的起始單元（相對(duì) V0 的字節(jié)偏移） 僅限多段 PTO 操作

表 3. 其它控制寄存器

 PTO 狀態(tài)字節(jié)

可通過(guò)監(jiān)視 PTO 狀態(tài)字節(jié)（SMB66、SMB76 和 SMB566） ， 診斷 PTO 輸出狀態(tài)。 如下表 4 所示：

Q0.0	Q0.1	Q0.3	狀態(tài)位
SM66.4	SM76.4	SM566.4	PTO 增量計(jì)算錯(cuò)誤（因添加錯(cuò)誤導(dǎo)致） 0 = 無(wú)錯(cuò)誤 1 = 因錯(cuò)誤而中止
SM66.5	SM76.5	SM566.5	PTO 包絡(luò)被禁用（因用戶指令導(dǎo)致）： 0 = 非手動(dòng)禁用的包絡(luò) 1 = 用戶禁用的包絡(luò)
SM66.6	SM76.6	SM566.6	PTO/PWM 管道溢出/下溢： 0 = 無(wú)溢出/下溢 1 = 溢出/下溢
SM66.7	SM76.7	SM566.7	PTO 空閑： 0 = 進(jìn)行中 1 = PTO 空閑

表 4. PTO 狀態(tài)位

PTO 脈沖的單段管道化

• 單段管道化頻率的上限為 65,535 Hz。

• 在單段管道化中，用戶可通過(guò) SM 更新下一脈沖串的頻率或脈沖數(shù)。更新后，再次執(zhí)行 PLS 指令。

• PTO 功能在單段管道中保留第二個(gè)脈沖串的屬性，直到其完成了第一個(gè)脈沖串。在第一個(gè)脈沖串完成時(shí)，開始輸出第二個(gè)波形，然后可在管道中存儲(chǔ)一個(gè)新脈沖串設(shè)置。之后重復(fù)此過(guò)程。

• PTO 在單段管道中一次只能存儲(chǔ)一個(gè)條目。若在管道仍填滿時(shí)裝載新設(shè)置，PTO 溢出位置位且指令被忽略。

PTO 脈沖的單段管道化例程

S7-200 SMART CPU Q0.0 以 100 HZ 頻率值輸出 1000 個(gè)脈沖。

 PTO 脈沖的單段管道化

 注意：以上例程僅為示例程序，請(qǐng)勿直接用于測(cè)試！

測(cè)試前，用戶務(wù)必使用晶體管輸出的 S7-200 SMART CPU，并根據(jù)實(shí)際使用需求修改程序中的頻率值和脈沖數(shù)！

此程序的作者和擁有者對(duì)于該程序的功能性和兼容性不負(fù)任何責(zé)任。使用該程序的風(fēng)險(xiǎn)完全由用戶自行承擔(dān)。由于它是免費(fèi)的，所以不提供任何擔(dān)保，錯(cuò)誤糾正和熱線支持，用戶不必為此聯(lián)系西門子技術(shù)支持與服務(wù)部門。

 

 PTO 單段脈沖串排隊(duì)

PTO 脈沖的單段只能有一個(gè)脈沖串排隊(duì)，PTO 對(duì)溢出的脈沖串不響應(yīng)，PTO 溢出位置 1。 如果希望檢測(cè)后續(xù)溢出，溢出位置位后只能手動(dòng)復(fù)位或 CPU STP 到 RUN。

PTO 脈沖的多段管道化

• PTO 生成器自動(dòng)將頻率從起始頻率線性提高或降低到結(jié)束頻率，多段管道化頻率的上限為 100,000 Hz。

• 對(duì)于多段脈沖串操作，必須裝載包絡(luò)表的起始偏移量（SMW168、SMW178 或 SMW578）和包絡(luò)表值。

• S7-200 SMART 從 V 存儲(chǔ)器的包絡(luò)表中自動(dòng)讀取每個(gè)脈沖串段的特性，執(zhí)行 PLS 指令將啟動(dòng)多段操作。

• 在脈沖數(shù)量達(dá)到指定的脈沖計(jì)數(shù)時(shí)，立即裝載下一個(gè) PTO 段，該操作將一直重復(fù)到包絡(luò)結(jié)束。

• 每個(gè)脈沖包絡(luò)最多可由 255 段組成，每段對(duì)應(yīng)一個(gè)加速、運(yùn)行或減速操作。

• 在 SMB166、SMB176 或 SMB576 中可監(jiān)視 PTO 包絡(luò)當(dāng)前有效段的編號(hào)。

• 多段 PTO 每段條目長(zhǎng) 12 字節(jié)，由 32 位起始頻率、32 位結(jié)束頻率和 32 位脈沖計(jì)數(shù)值組成。

多段 PTO 操作的包絡(luò)表格式如下：

 

 

PTO 多段管道化例程

使用帶有脈沖包絡(luò)的 PTO 通過(guò)簡(jiǎn)單的加速、運(yùn)行和減速順序來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)。

通過(guò)定義脈沖包絡(luò)可創(chuàng)建更復(fù)雜的順序。

右圖說(shuō)明了生成輸出波形所需的采樣包絡(luò)表值：

● 段 1：加速步進(jìn)電機(jī)

● 段 2：以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行電機(jī)

● 段 3：使電機(jī)減速

在本例中，要達(dá)到期望的電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，PTO 生成器需要以下值：

● 2 kHz 的啟動(dòng)和結(jié)束脈沖頻率

● 10 kHz 的最大脈沖頻率

● 4000 個(gè)脈沖

輸出包絡(luò)的加速部分，約在 200 脈沖后，輸出波形達(dá)到最大脈沖頻率

約在400 脈沖后，輸出波形應(yīng)完成包絡(luò)的減速部分。

 PTO 脈沖的多段管道化

 注意：以上例程僅為示例程序，請(qǐng)勿直接用于測(cè)試！

測(cè)試前，用戶務(wù)必使用晶體管輸出的 S7-200 SMART CPU，并根據(jù)實(shí)際使用需求修改程序中的頻率值和脈沖數(shù)！

此程序的作者和擁有者對(duì)于該程序的功能性和兼容性不負(fù)任何責(zé)任。使用該程序的風(fēng)險(xiǎn)完全由用戶自行承擔(dān)。由于它是免費(fèi)的，所以不提供任何擔(dān)保，錯(cuò)誤糾正和熱線支持，用戶不必為此聯(lián)系西門子技術(shù)支持與服務(wù)部門。

 

 計(jì)算給定  PTO  包絡(luò)段的加速度（或減速度）和持續(xù)時(shí)間

Ts 段持續(xù)時(shí)間對(duì)于 PTO  包絡(luò)表計(jì)算的重要用途

計(jì)算包絡(luò)段的加速度（或減速度）和持續(xù)時(shí)間有助于確定正確的包絡(luò)表值。

 注意：如果 Ts 段持續(xù)時(shí)間少于 500 微秒，將導(dǎo)致 CPU 沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)計(jì)算 PTO 段值。 PTO 管道下溢位（SM66.6、SM76.6 和 SM566.6）將置為 1，PTO 操作終止。

可按如下公式計(jì)算 Ts 段持續(xù)時(shí)間

ΔF = FFinal - FInitial

Ts = PC / (Fmin + ( | ΔF | / 2 ) )

As = ΔF / Ts

Ts	段持續(xù)時(shí)間 (s)
As	段頻率加速度 (Hz/s)
PC	段內(nèi)脈沖數(shù)量
Fmin	段最小頻率 (Hz)
ΔF	段增量（總變化）頻率 (Hz)

PTO 中斷

狀態(tài)位（SM66.7、SM76.7 或 SM566.7）是 PTO 空閑位，可用來(lái)指示編程的脈沖串是否已結(jié)束。PTO 中斷在脈沖串結(jié)束后執(zhí)行。

單段操作：在每個(gè) PTO 脈沖串結(jié)束時(shí)可以產(chǎn)生PTO脈沖完成中斷。中斷例程可在脈沖串結(jié)束后進(jìn)行調(diào)用。例如，如果第二個(gè) PTO 已裝載到管道中，PTO 功能在第一個(gè) PTO 結(jié)束時(shí)調(diào)用中斷例程，然后在已裝載到管道中第二個(gè) PTO 結(jié)束時(shí)再次調(diào)用。

多段操作：在 PTO 包絡(luò)表完成時(shí)產(chǎn)生PTO脈沖完成中斷。

PTO 中斷事件號(hào)	說(shuō)明
19	PLS0 PTO 脈沖計(jì)數(shù)完成中斷
20	PLS1 PTO 脈沖計(jì)數(shù)完成中斷
34	PLS2 PTO 脈沖計(jì)數(shù)完成中斷

以 PLS0 PTO 中斷為例， 可在主程序中使用 CPU 第一個(gè)掃描周期有效位 SM0.1 調(diào)用 ATCH, 如下圖 1 所示：

圖 1. PLS0 PTO 脈沖計(jì)數(shù)完成中斷

 

PTO 中斷事件應(yīng)用實(shí)例

S7-200 SMART CPU 發(fā)送無(wú)限脈沖。

以頻率值 100 HZ 為例，一直發(fā)送脈沖為例， 程序說(shuō)明如下：

PTO 控制字節(jié) SMB67=16#C0

PTO 頻率值 SMW68=100

PTO 脈沖數(shù) SMD72=2147483647（最大值）

啟用 PTO 脈沖計(jì)數(shù)完成中斷

在脈沖計(jì)數(shù)完成中斷 INT_0 ，再次執(zhí)行 PLS 指令。

圖 2. S7-200 SMART 發(fā)送無(wú)限脈沖程序

 注意：以上例程僅為示例程序，請(qǐng)勿直接用于測(cè)試！

測(cè)試前，用戶務(wù)必使用晶體管輸出的 S7-200 SMART CPU，并根據(jù)實(shí)際使用需求修改程序中的頻率值！

此程序的作者和擁有者對(duì)于該程序的功能性和兼容性不負(fù)任何責(zé)任。使用該程序的風(fēng)險(xiǎn)完全由用戶自行承擔(dān)。由于它是免費(fèi)的，所以不提供任何擔(dān)保，錯(cuò)誤糾正和熱線支持，用戶不必為此聯(lián)系西門子技術(shù)支持與服務(wù)部門。

常問(wèn)問(wèn)題

 如何判斷 S7-200 SMART CPU 是否輸出高速脈沖？

可采用如下兩種方法：

1. 觀察 S7-200 SMART 硬件輸出點(diǎn) Q0.0、Q0.1 、Q0.3 指示燈狀態(tài)：指示燈亮或閃爍時(shí)， 表示正在輸出高速脈沖；

2. 在狀態(tài)圖表中， 在線監(jiān)視狀態(tài)位SM66.7、SM76.7 或 SM566.4：該位為 FALSE 時(shí)， 表示PTO 進(jìn)行中； 為 TURE時(shí)， 表示 PTO 空閑。

 為何連續(xù)觸發(fā)多次 PLS 指令， S7-200 SMART CPU 只輸出前幾次的高速脈沖串？

PTO 單段脈沖串排隊(duì)

PTO 脈沖的單段只能有一個(gè)脈沖串排隊(duì)，PTO 對(duì)溢出的脈沖串不響應(yīng)，PTO 溢出位置 1。 如果希望檢測(cè)后續(xù)溢出，溢出位置位后只能手動(dòng)復(fù)位或 CPU STP 到 RUN。

測(cè)試 PTO 單段脈沖串排隊(duì)， 程序說(shuō)明如下：

將 S7-200 SMART 硬件 Q0.0 接入I0.0。

配置高速計(jì)數(shù)器向?qū)В瑔⒂?HSC0_INIT

PTO 控制字節(jié) SMB67=16#C0

PTO 頻率值 SMW68=100

PTO 脈沖數(shù) SMD72=1000 第一個(gè)脈沖串發(fā)送期間，按如下操作連續(xù)三次使能 V0.0，上升沿觸發(fā) PLS 指令并累計(jì)次數(shù)：

第一、二次使能 V0.0 ，上升沿觸發(fā) PLS 指令，PLS 指令累計(jì)次數(shù) VW20< =1，Q0.0 以 100 HZ 頻率值輸出 1000 個(gè)脈沖；

第三、四次使能 V0.0 ，更新脈沖數(shù)并上升沿觸發(fā) PLS 指令 ，PLS 指令累計(jì)次數(shù) VW20 >1

PTO 控制字節(jié) SMB67=16#C4

PTO 脈沖數(shù) SMD72=500

如下圖 3 所示：

圖 3. PTO 單段脈沖串排隊(duì)

待 S7-200 SMART CPU 脈沖發(fā)送完成， 監(jiān)視狀態(tài)圖標(biāo)，HC0=2000，PLS 累計(jì)計(jì)數(shù) VW20=4 次， PTO 0溢出位 SM66.6=1。如下圖 4 所示：

說(shuō)明 PTO 脈沖的單段只能有一個(gè)脈沖串排隊(duì)，對(duì)第三、四個(gè)溢出的脈沖串不響應(yīng)，PTO 溢出位置 1。

圖 4. PTO 單段脈沖串排隊(duì)狀態(tài)圖表