第4章 應(yīng)用指令1c

第5章特殊指令

5.2.1

高速計(jì)數(shù)5.2.2高速脈沖輸出

返回本章首頁(yè)1.高速計(jì)數(shù)器介紹普通計(jì)數(shù)器是按照順序掃描的方式進(jìn)行工作，每個(gè)掃描周期中，對(duì)計(jì)數(shù)脈沖值進(jìn)行一次累加，當(dāng)輸入脈沖的頻率比PLC掃描頻率高時(shí)，則不能準(zhǔn)確計(jì)數(shù)?？捎酶咚儆?jì)數(shù)器。高速計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)頻率可達(dá)20kHz，主要用于電機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)，距離檢測(cè)等。（1）數(shù)量及編號(hào)高速處理類指令主要有高速計(jì)數(shù)器指令和高速脈沖輸出指令。5.2.1高速計(jì)數(shù)器一、高速計(jì)數(shù)器占用輸入端子S7-200PLC有六個(gè)高速計(jì)數(shù)器，其占用的輸入端子如下表所示。各高速計(jì)數(shù)器不同的輸入端有專用的功能，如：時(shí)鐘脈沖端、方向控制端、復(fù)位端、啟動(dòng)端等。P135-P136上述輸入點(diǎn)在不使用高速計(jì)數(shù)器時(shí)，可作為一般的數(shù)字量輸入點(diǎn)（2）中斷事件類型PLC可用的高速計(jì)數(shù)器的中斷事件大致分為3類：當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值中斷輸入方向改變中斷外部復(fù)位中斷。所有高速計(jì)數(shù)器都支持當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值中斷。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器的3種中斷的優(yōu)先級(jí)由高到低，不同高速計(jì)數(shù)器之間的優(yōu)先級(jí)又按編號(hào)順序由高到低。具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如表5.8所示。高速計(jì)數(shù)器的中斷的優(yōu)先級(jí)P136（3）工作模式高速計(jì)數(shù)器的工作模式共有12種。6個(gè)計(jì)數(shù)器功能不完全一樣?？赏ㄟ^編程，使用定義高速計(jì)數(shù)器指令HDEF來選定工作模式。P1352.高速計(jì)數(shù)指令

高速計(jì)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(jì)數(shù)器定義指令，使能輸入有效時(shí)，為指定的高速計(jì)數(shù)器分配一種工作模式HSCN高速計(jì)數(shù)器指令，使能輸入有效時(shí)，根據(jù)高速計(jì)數(shù)器特殊存儲(chǔ)器位的狀態(tài)，并按照HDEF指令指定的模式，設(shè)置高速計(jì)數(shù)器并控制其工作0~50~50~11每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有固定的特殊功能存儲(chǔ)器與之相配合，完成高速計(jì)數(shù)功能。具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如表5.11所示。3.高速計(jì)數(shù)器的使用方法

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

4設(shè)定當(dāng)前值和預(yù)設(shè)值

5設(shè)置中斷事件并全局開中斷6執(zhí)行HSC指令

高速計(jì)數(shù)器編程步驟：如：對(duì)一高速脈沖信號(hào)進(jìn)行增減計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)當(dāng)前值達(dá)到120產(chǎn)生中斷，計(jì)數(shù)方向由外部信號(hào)控制（主機(jī)CPU224）（1）選HSC0模式3，I0.0計(jì)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(yīng)用實(shí)例

要對(duì)一高速事件精確控制，通過對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行增計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)當(dāng)前值達(dá)到24產(chǎn)生中斷，重新從0計(jì)數(shù)，對(duì)中斷次數(shù)進(jìn)行累計(jì)。計(jì)數(shù)方向用一個(gè)外部信號(hào)控制，并能實(shí)現(xiàn)外部復(fù)位。所用的主機(jī)型號(hào)為CPU221。設(shè)計(jì)步驟：①選擇高速計(jì)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(dāng)前值，令SMD38=0。⑤裝入設(shè)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(duì)負(fù)載進(jìn)行高精度控制時(shí)，如對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，需要對(duì)步進(jìn)電機(jī)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(guān)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(chǔ)器

（2）

S7-200PLC有兩條高速脈沖輸出指令：PTO（輸出一個(gè)頻率可調(diào)，占空比為50%的脈沖）和PWM（輸出占空比可調(diào)的脈沖）。不用高速脈沖時(shí)，作普通的數(shù)字量輸出點(diǎn)用。控制字節(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(guān)的寄存器控制字節(jié)P155

例：設(shè)置控制字節(jié)。用Q0.0作為高速脈沖輸出，對(duì)應(yīng)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(shí)基為ms，設(shè)定周期值和脈沖數(shù)，則應(yīng)向SMB67寫入2#10101101，即16#AD。脈沖輸出（PLS）指令Q取0或1對(duì)應(yīng)Q0.0和Q0.1高速脈沖串輸出PTO可采用中斷方式進(jìn)行控制，而脈寬調(diào)制輸出PWM只能由指令PLS來激活。通常在啟動(dòng)PTO或PWM操作之前，用復(fù)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(gè)數(shù)和占空比為50%的方波脈沖。（1）周期和脈沖數(shù)周期：?jiǎn)挝豢梢允俏⒚毽蘳或毫秒ms；為16位無符號(hào)數(shù)據(jù)，周期變化范圍是50~65535μs或2~65535ms，通常應(yīng)設(shè)定周期值為偶數(shù)，若設(shè)置為奇數(shù)，則會(huì)引起輸出波形占空比的輕微失真。如果編程時(shí)設(shè)定周期單位小于2，系統(tǒng)默認(rèn)按2進(jìn)行設(shè)置。脈沖數(shù)：用雙字長(zhǎng)無符號(hào)數(shù)表示，脈沖數(shù)取值范圍是1~4294967295之間。如果編程時(shí)指定脈沖數(shù)為0，則系統(tǒng)默認(rèn)脈沖數(shù)為1個(gè)。SM67.3（2）PTO的種類根據(jù)管線的實(shí)現(xiàn)方式分：?jiǎn)味喂芫€---管線中只能存放一個(gè)脈沖串的控制參數(shù)（入口地址）。在當(dāng)前脈沖串輸出期間，要對(duì)下一個(gè)脈沖串的相關(guān)寄存器進(jìn)行更新。當(dāng)前脈沖串輸出完成，即可開始輸出新脈沖串。編程復(fù)雜。多段管線---輸出多個(gè)脈沖串。需要在變量存儲(chǔ)區(qū)(V)建包絡(luò)表，在包絡(luò)表中存儲(chǔ)各脈沖串的參數(shù)，當(dāng)執(zhí)行PLS指令時(shí)，CPU自動(dòng)按順序從包絡(luò)表中調(diào)出各個(gè)脈沖串的入口地址，連續(xù)輸出各個(gè)脈沖串。多管線PTO

包絡(luò)表由包絡(luò)段數(shù)和各段構(gòu)成。每段長(zhǎng)度為8個(gè)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(luò)3段的包絡(luò)表為例，包絡(luò)表的結(jié)構(gòu)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(jìn)行控制，各種型號(hào)的PLC可用的高速脈沖串輸出的中斷事件有兩個(gè)，如表5.18所示。（4）PTO的使用----編程要點(diǎn)1.確定脈沖串的輸出端及管線的實(shí)現(xiàn)方式（單段或多段）

2.設(shè)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(shí)間

Tn+1------該段結(jié)束的周期時(shí)間

N------該段脈沖數(shù)4.裝入包絡(luò)表的首地址5.設(shè)置中斷事件并全局開中斷6.執(zhí)行PLS指令3.應(yīng)用實(shí)例（1）控制要求步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，要從A點(diǎn)加速到B點(diǎn)后恒速運(yùn)行，又從C點(diǎn)開始減速到D點(diǎn)，完成這一過程時(shí)用指示燈顯示。電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)受脈沖控制，A點(diǎn)和D點(diǎn)的脈沖頻率為2kHz，B點(diǎn)和C點(diǎn)的頻率為10kHz，加速過程的脈沖數(shù)為400個(gè)，恒速轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖數(shù)為4000個(gè)，減速過程脈沖數(shù)為200個(gè)。工作過程如圖5.15所示。圖5.15步進(jìn)電機(jī)工作過程400個(gè)脈沖4000個(gè)脈沖200個(gè)脈沖2kHz2kHz10kHz（2）分析確定脈沖發(fā)生器及工作模式

設(shè)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(luò)表首地址

中斷調(diào)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(shí)基單位，BC段頻率最大10KHZ，對(duì)應(yīng)的周期值為100us,時(shí)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(shè)包絡(luò)表首地址VB400建立包絡(luò)表?！獭贪j(luò)表（3）程序?qū)崿F(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(luò)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(luò)表的首地址為VB400圖5.18包絡(luò)表子程序SBR_0（1）

LDSM0.0//運(yùn)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(luò)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(gè)

圖5.18包絡(luò)表子程序SBR_0（2）圖5.19

中斷程序4.寬度可調(diào)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(hào)（1）周期和脈沖寬度周期同PTO。脈沖寬度為16為無符號(hào)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(dāng)脈沖寬度大于或等于周期時(shí)輸出將連續(xù)接通。為0時(shí)，輸出一直被關(guān)斷。（2）更新方式

根據(jù)在改變脈沖寬度時(shí)是否需要改變時(shí)間基準(zhǔn)，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(shí)間基準(zhǔn)的情況，常用中斷實(shí)現(xiàn)。異步更新：需要改變時(shí)間基準(zhǔn)時(shí)使用。異步更新可能會(huì)導(dǎo)致PWM功能暫時(shí)失效，造成被控裝置的振動(dòng)。（3）PWM的使用---編程要點(diǎn)確定高速PWM的輸出端（Q0.0或Q0.1）初始化設(shè)置設(shè)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