西門子PLS 指令編程步驟

PLS 指令編程步驟

使用 PLS 指令編程， 以實現 PTO 輸出， 可按照以下步驟編程：

第一步：設置 PTO 控制字節，以確定使用單段操作或多段操作，是否更新頻率或脈沖數；

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

第三步：設置 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 PLS 指令。

使用 SM 位置組態和控制 PTO 操作

PLS 指令讀取存儲于指定 SM 存儲單元的數據，并相應地編程 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。可快速參考該表來確定在 PTO/PWM 控制寄存器中放置什么值才能調用想要的操作。

可通過修改 SM 區域（包括控制字節）中的單元，然后執行 PLS 指令，來改變 PTO 的特性。

任何時候都可通過向 PTO 控制字節（SM67.7、SM77.7 或 SM567.7）使能位寫入 0，然后執行 PLS 指令，來實現禁止 PTO輸出 。輸出點將立即恢復為過程映像寄存器控制。

 PTO 控制字節

PTO 產生單段脈沖串或者多段脈沖串，需先組態 PTO 控制字節（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/周期時間： 0 = 不更新 1 = 更新頻率/周期時間
SM67.1	SM77.1	SM567.1	PWM 更新脈沖寬度時間： 0 = 不更新 1 = 更新脈沖寬度
SM67.2	SM77.2	SM567.2	PTO 更新脈沖計數值： 0 = 不更新 1 = 更新脈沖計數
SM67.3	SM77.3	SM567.3	PWM 時基： 0 = 1 μs/時標 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（SMB67、SMB77 和 SMB567）， 如下表 2 所示：

控制寄存器 （十六進制值）	啟用	選擇模式	PTO 段操作	時基	脈沖計數	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. 十六進制值組態 PTO 控制字節

除組態 PTO 控制字節，應該在執行 PLS 指令前裝載或更新脈沖頻率，脈沖數。

如果使用多段脈沖串，在執行PLS 指令前還需要裝入包絡表的起始偏移量和包絡表的值。 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 脈沖計數值：1 到 2,147,483,647
SMW168	SMW178	SMW578	包絡表的起始單元（相對 V0 的字節偏移） 僅限多段 PTO 操作

表 3. 其它控制寄存器

 PTO 狀態字節

可通過監視 PTO 狀態字節（SMB66、SMB76 和 SMB566） ， 診斷 PTO 輸出狀態。 如下表 4 所示：

Q0.0	Q0.1	Q0.3	狀態位
SM66.4	SM76.4	SM566.4	PTO 增量計算錯誤（因添加錯誤導致） 0 = 無錯誤 1 = 因錯誤而中止
SM66.5	SM76.5	SM566.5	PTO 包絡被禁用（因用戶指令導致）： 0 = 非手動禁用的包絡 1 = 用戶禁用的包絡
SM66.6	SM76.6	SM566.6	PTO/PWM 管道溢出/下溢： 0 = 無溢出/下溢 1 = 溢出/下溢
SM66.7	SM76.7	SM566.7	PTO 空閑： 0 = 進行中 1 = PTO 空閑

表 4. PTO 狀態位

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 SM 更新下一脈沖串的頻率或脈沖數。更新后，再次執行 PLS 指令。

• PTO 功能在單段管道中保留第二個脈沖串的屬性，直到其完成了第一個脈沖串。在第一個脈沖串完成時，開始輸出第二個波形，然后可在管道中存儲一個新脈沖串設置。之后重復此過程。

• PTO 在單段管道中一次只能存儲一個條目。若在管道仍填滿時裝載新設置，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 個脈沖。

 PTO 脈沖的單段管道化

 注意：以上例程僅為示例程序，請勿直接用于測試！

測試前，用戶務必使用晶體管輸出的 S7-200 SMART CPU，并根據實際使用需求修改程序中的頻率值和脈沖數！

此程序的作者和擁有者對于該程序的功能性和兼容性不負任何責任。使用該程序的風險完全由用戶自行承擔。由于它是免費的，所以不提供任何擔保，錯誤糾正和熱線支持，用戶不必為此聯系西門子技術支持與服務部門。

 

 PTO 單段脈沖串排隊

PTO 脈沖的單段只能有一個脈沖串排隊，PTO 對溢出的脈沖串不響應，PTO 溢出位置 1。 如果希望檢測后續溢出，溢出位置位后只能手動復位或 CPU STP 到 RUN。

PTO 脈沖的多段管道化

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

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

• S7-200 SMART 從 V 存儲器的包絡表中自動讀取每個脈沖串段的特性，執行 PLS 指令將啟動多段操作。

• 在脈沖數量達到指定的脈沖計數時，立即裝載下一個 PTO 段，該操作將一直重復到包絡結束。

• 每個脈沖包絡最多可由 255 段組成，每段對應一個加速、運行或減速操作。

• 在 SMB166、SMB176 或 SMB576 中可監視 PTO 包絡當前有效段的編號。

• 多段 PTO 每段條目長 12 字節，由 32 位起始頻率、32 位結束頻率和 32 位脈沖計數值組成。

多段 PTO 操作的包絡表格式如下：

 

 

PTO 多段管道化例程

使用帶有脈沖包絡的 PTO 通過簡單的加速、運行和減速順序來控制步進電機。

通過定義脈沖包絡可創建更復雜的順序。

右圖說明了生成輸出波形所需的采樣包絡表值：

● 段 1：加速步進電機

● 段 2：以恒定轉速運行電機

● 段 3：使電機減速

在本例中，要達到期望的電機轉數，PTO 生成器需要以下值：

● 2 kHz 的啟動和結束脈沖頻率

● 10 kHz 的最大脈沖頻率

● 4000 個脈沖

輸出包絡的加速部分，約在 200 脈沖后，輸出波形達到最大脈沖頻率

約在400 脈沖后，輸出波形應完成包絡的減速部分。

 PTO 脈沖的多段管道化

 注意：以上例程僅為示例程序，請勿直接用于測試！

測試前，用戶務必使用晶體管輸出的 S7-200 SMART CPU，并根據實際使用需求修改程序中的頻率值和脈沖數！

此程序的作者和擁有者對于該程序的功能性和兼容性不負任何責任。使用該程序的風險完全由用戶自行承擔。由于它是免費的，所以不提供任何擔保，錯誤糾正和熱線支持，用戶不必為此聯系西門子技術支持與服務部門。

 

 計算給定  PTO  包絡段的加速度（或減速度）和持續時間

Ts 段持續時間對于 PTO  包絡表計算的重要用途

計算包絡段的加速度（或減速度）和持續時間有助于確定正確的包絡表值。

 注意：如果 Ts 段持續時間少于 500 微秒，將導致 CPU 沒有足夠的時間來計算 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。

可按如下公式計算 Ts 段持續時間

ΔF = FFinal - FInitial

Ts = PC / (Fmin + ( | ΔF | / 2 ) )

As = ΔF / Ts

Ts	段持續時間 (s)
As	段頻率加速度 (Hz/s)
PC	段內脈沖數量
Fmin	段最小頻率 (Hz)
ΔF	段增量（總變化）頻率 (Hz)

PTO 中斷

狀態位（SM66.7、SM76.7 或 SM566.7）是 PTO 空閑位，可用來指示編程的脈沖串是否已結束。PTO 中斷在脈沖串結束后執行。

單段操作：在每個 PTO 脈沖串結束時可以產生PTO脈沖完成中斷。中斷例程可在脈沖串結束后進行調用。例如，如果第二個 PTO 已裝載到管道中，PTO 功能在第一個 PTO 結束時調用中斷例程，然后在已裝載到管道中第二個 PTO 結束時再次調用。

多段操作：在 PTO 包絡表完成時產生PTO脈沖完成中斷。

PTO 中斷事件號	說明
19	PLS0 PTO 脈沖計數完成中斷
20	PLS1 PTO 脈沖計數完成中斷
34	PLS2 PTO 脈沖計數完成中斷

以 PLS0 PTO 中斷為例， 可在主程序中使用 CPU 第一個掃描周期有效位 SM0.1 調用 ATCH, 如下圖 1 所示：

圖 1. PLS0 PTO 脈沖計數完成中斷

 

PTO 中斷事件應用實例

S7-200 SMART CPU 發送無限脈沖。

以頻率值 100 HZ 為例，一直發送脈沖為例， 程序說明如下：

PTO 控制字節 SMB67=16#C0

PTO 頻率值 SMW68=100

PTO 脈沖數 SMD72=2147483647（最大值）

啟用 PTO 脈沖計數完成中斷

在脈沖計數完成中斷 INT_0 ，再次執行 PLS 指令。

圖 2. S7-200 SMART 發送無限脈沖程序

 注意：以上例程僅為示例程序，請勿直接用于測試！

測試前，用戶務必使用晶體管輸出的 S7-200 SMART CPU，并根據實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于該程序的功能性和兼容性不負任何責任。使用該程序的風險完全由用戶自行承擔。由于它是免費的，所以不提供任何擔保，錯誤糾正和熱線支持，用戶不必為此聯系西門子技術支持與服務部門。

常問問題

 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 Q0.0、Q0.1 、Q0.3 指示燈狀態：指示燈亮或閃爍時， 表示正在輸出高速脈沖；

2. 在狀態圖表中， 在線監視狀態位SM66.7、SM76.7 或 SM566.4：該位為 FALSE 時， 表示PTO 進行中； 為 TURE時， 表示 PTO 空閑。

 為何連續觸發多次 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

PTO 脈沖的單段只能有一個脈沖串排隊，PTO 對溢出的脈沖串不響應，PTO 溢出位置 1。 如果希望檢測后續溢出，溢出位置位后只能手動復位或 CPU STP 到 RUN。

測試 PTO 單段脈沖串排隊， 程序說明如下：

將 S7-200 SMART 硬件 Q0.0 接入I0.0。

配置高速計數器向導，啟用 HSC0_INIT

PTO 控制字節 SMB67=16#C0

PTO 頻率值 SMW68=100

PTO 脈沖數 SMD72=1000 第一個脈沖串發送期間，按如下操作連續三次使能 V0.0，上升沿觸發 PLS 指令并累計次數：

第一、二次使能 V0.0 ，上升沿觸發 PLS 指令，PLS 指令累計次數 VW20< =1，Q0.0 以 100 HZ 頻率值輸出 1000 個脈沖；

第三、四次使能 V0.0 ，更新脈沖數并上升沿觸發 PLS 指令 ，PLS 指令累計次數 VW20 >1

PTO 控制字節 SMB67=16#C4

PTO 脈沖數 SMD72=500

如下圖 3 所示：

圖 3. PTO 單段脈沖串排隊

待 S7-200 SMART CPU 脈沖發送完成， 監視狀態圖標，HC0=2000，PLS 累計計數 VW20=4 次， PTO 0溢出位 SM66.6=1。如下圖 4 所示：

說明 PTO 脈沖的單段只能有一個脈沖串排隊，對第三、四個溢出的脈沖串不響應，PTO 溢出位置 1。

圖 4. PTO 單段脈沖串排隊狀態圖表