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西門子PLC中PTO操作

??PTO功能生成指定脈沖數目的方波(占空比為50%)脈沖列。周期的單位可選用us或ms.周期的范圍為50-65 535或2-65 535ms。如果設定的周期為奇數，不能保證占空比為50%。脈沖計數范圍為1-4294 967 295。

??如果周期小于兩個時間單位，周期被默認為兩個時間單位。如果指定的脈沖數為0，則脈沖數默認為1。

??狀態字節(SM66，7或SM76.7)中的PTO空閑位用來指示可編程脈沖列輸出結束。可以在脈沖列結束時啟動中斷程序。如果使用多段操作，將在包絡表(Profile Table)完成時調用中斷程序(請參看下面的多段流水線)。

??PTO功能允許脈沖列排隊。當激活的脈沖列輸出完成時，立即開始新脈沖列的輸出，這樣可以保證輸出脈沖列的連續性。

??有兩種流水線(Pipelining)方式:單段流水線和多段流水線。

??1.單段流水線

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??在單段流水線中，需要為下一脈沖列更新SM。啟動了初始PTO段后，必須按照第二段波形的要求立即修改SM，并再次執行PLS指令。流水線中每次只能存儲一段脈沖列的參數，第一段脈沖列發送完成后，接著輸出第二段脈沖列;重復上述過程，輸人新的脈沖列參數。除了下面的情況外，脈沖列之間可以平穩地過渡。

??(1) 改變了時間基準。

??(2)利用PLS指令捕提到新的脈沖列設置之前，*活脈沖列已經完成。

??當流水線已滿時，如果試圖裝人脈沖列參數，狀態寄存器中的PTO溢出位(SM66.6或SM76.6)被置1?？删幊绦蚩刂破鬟M人RUN模式時，該位被初始化為0，如果檢測到溢出，必須手工清除該位。

??S7-200轉換指令中的 SEG、DECO、ENCO為譯碼、編碼指令，程序格式類似。

s7-200轉換指令中的SEG指令

??SEG是用于7段數碼管顯示的譯碼指令，通過本指令，可以將輸入IN確定的低字節時六進制數0～F轉換為連接于OB0的7段數碼管顯示0～F。

??DECO為二進制譯碼指令，通過本指令，可以將輸入IN確定的輸入低字節十六進制數0～F轉換為輸出字OUT的對應輸出位。如當輸入IN定義為MB20，輸出定義為QW0時，若輸入 MB20=“00”，對應輸出 Q0.0=“1”;其余輸出 Q0.1～Q1.7為“0”;若輸入MB20=“0E”，對應于輸出Q1.6=“1”，其余輸出Q0.1～Q1.5、Q1.7為“0”。

??ENCO為二進制編碼指令，本指令的動作與DECO正好相反，它可以將輸入IN確定的二進制位狀態，轉換為輸出OUT低字節十六進制數0～F輸出。如當輸入定義為IW0、輸出為MBO時，若輸入IWO=“00000000000000000000，對應輸出MB0=02;IWO=“1000 0000 0000 0000"，對應輸出 MB0=0F等。

??2.多段流水線

??在多段流水線中，CPU從V存儲器中的包絡表自動讀取各脈沖列段的特性。該模式下儀使用特殊存儲器區的控制字節和狀態字節。選擇多段操作時必須在SMW168成SMW178中裝人包絡表的V存儲區的偏移地址。周期基準可選用us或ms，包絡表中的所有周期必須使用同一時間基準，在包絡表運行過程中不能改變它。多段操作可用PLS指令啟動，各段輸人的長度為8字節，由16位周期值、16位周期增量值和32位脈沖數值組成。

??包絡表如表6-30所示，多段PTO的另一特點是能以指定的脈沖數白動增加或減少周期，在周期增量區輸人一個正值將增加周期，輸人一個負值將減小周期，輸人為0時周期不變。

??如果指定的周期增量值使得在輸出一定數量的脈沖后導致非法的周期值，會產生一個算術溢出錯誤，同時終止PTO功能，輸出改為由映像寄存器控制。另外，狀態字節中的增量計算錯誤位(SM66.4或SM76.4)被設管為1。

??將狀態字節中的用戶中止位(SM665或SM76.5)置為1，就可以中止正在運行的PT0包絡。運行PTO包絡時，SMB166或SMB176中提供當前激活的包絡的段數。

表6-30多段PTO操作的包絡表格式

??3. 包絡表中數據的計算

??PTO發生器的多段流水線功能在許多應用中，特別是在步進動電動機控制中非常有用。圖6-43中給出了步進動電動機加速起動、恒速運行和減速過程，下面用此例說明如何生成包絡表中的數據。本例中假設3段的脈沖總數為4 000，起動和結束時的脈沖頻率為2kHz，*大脈沖頻率為10kHz，由于包絡表中的值是用周期而不是用順率表示的，需要將給定頻率值轉換成周期值。起始和結束時的周期為500us，*高頻率的周期為100us。第1段要求在200個脈沖左右頻率要上升到10kHz，減速部分應在400個脈沖內完成。

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圖6-43步進電機的頻率曲線

??本例中可用一個簡單的公式來計算PTO發生器調整脈沖周期的增量值:

??周期增量=(ECT-ICT)/Q

?S7-300的模擬量I/O模塊包括模擬量輸入模塊SM331、模擬量輸出模塊SM332、模擬量輸入/輸出模塊SM334和SM335。

??1.模擬量變送器

??生產過程中大量的連續變化的模擬量需要用PLC來測量或控制。有的是非電量，例如溫度、壓力、流量、液位、物體的成分和頻率等。有的是強電電量，例如發電機組的電流、電壓、有功功率和無功功率、功率因數等。變送器用于將傳感器提供的電量或非電量轉換為標準量程的直流電流或直流電壓信號，例如DC0~10V和DC4~20mA。

??2. SM331模擬量輸入模塊的基本結構

??模擬量輸入模塊用于將模擬量信號轉換為CPU內部處理用的數字信號，其主要組成部分是A/D(Analog/Digit)轉換器(見圖2-49中的ADC)。模擬量輸入模塊的輸入信號一般是模擬量變送器輸出的標準量程的直流電壓、直流電流信號。SM331也可以直接連接不帶附加放大器的溫度傳感器(熱電偶或熱電阻)，這樣可以省去溫度變送器，不但節約了硬件

??成本，控制系統的結構也更加緊湊。

??一塊SM 331模塊中的各個通道可以分別或分組使用電流輸入或電壓輸入，并選用不同的量程。大多數模塊的分辨率(轉換后的二進制數字的位數)可以在組態時設置，轉換時間與分辨率有關。

??式中的ECT、ICT和Q分別是該段結束時的周期、該段開始時的周期和脈沖數。利用此公式計算出的加速部分(1段)的周期增量為-2s/周期，減速部分(3段)的周期增量為1s/周期。因為第2段是輸出波形的恒速部分，該段的周期增量值為0。

??假設包絡表放在從VB500開始的V存儲器區中，表6-31給出了產生要求的波形的數據。表中的數據可以在程序中用指令送人V存儲器區，另一種方法是在數據塊中定義包絡表中的值。本節結束時舉例介紹了使用多段PTO操作的程序。

表6-31多段PTO的包絡表

?段內*后一個脈沖的周期不在包絡表中直接給出，必須計算出來。如果需要兩段之間的平滑轉換，前一段*后一個脈沖的周期應等于下一段的初始周期。前者的計算公式為:

??在段的*后一個脈沖的周期=1CT (DELx(Q-1))

??式中的ICT.DEL和Q分別是該段的初始周期、該段的周期增量和該段的脈沖數。

??由于周期增量必須是以us或ms為單位的整數，每個脈沖都需要修改周期，實際的情況要復雜得多。周期增量的計算可能需要迭代的方法和對給定段的結束周期或脈沖數作一定的調整。

??可利用下式計算完成給定包絡段的時問:TE中 7.

S7-300的模塊稍微多一點，除了信號模塊（SM）和200的EM模塊同類型之外，它還有接口模塊（IM）——用來進行多層組態，把總線從一層傳到另一層；占位模塊（DM）——為沒有設置參數的信號模塊保留一個插槽或為以后安裝的接口模塊保留一個插槽；功能模塊（FM）——執行特殊功能，如計數、定位、閉環控制相當于對CPU功能的一個擴展或補充；通訊處理器（CP）——提供點對點連接、PROFIBUS和工業以太網。

CPU設計

模式選擇器有：MRES=模塊復位功能；STOP=停止模式，程序不執行；RUN=程序執行，編程器只讀操作；RUN-P=程序執行，編程器可讀寫操作。

狀態指示器：SF，BATF=電池故障；DC5V=內部5 V DC電壓指示；FRCE=表示至少有一個輸入或輸出被強制；RUN=當CPU啟動時閃爍，在運行模式下常亮；STOP=在停止模式下常亮，有存儲器復位請求時慢速閃爍，正在執行復位時快速閃爍。

MPI接口用來連接到編程設備或其他設備，DP接口用來直接連接到分布式I/O。

S7-400

同300的區別主要是規模和性能上更強大，啟動類型有冷啟動（CRST）和熱啟動（WRST）之分，其他基本一樣。哦，它還有一個外部的電池電源接口，當在線更換電池時可以向RAM提供后備電源。

??包絡段的持續時間=Q(ICT (DEL/2)(Q-1))

??式中Q、ICT和DEL的意義與前述的相同。