1、机电一体化机电一体化1ppt课件1. 1. 高速脉冲输出的几个概念高速脉冲输出的几个概念 1) 1) 高速脉冲输出的形式高速脉冲输出的形式 高速脉冲串输出高速脉冲串输出 PTOPTO : : ( Pulse Train Output ) ( Pulse Train Output ) 输出输出指定数量，占空比为指定数量，占空比为50%50% 的方波脉冲串。的方波脉冲串。2ppt课件 宽度可调脉冲输出宽度可调脉冲输出 PWM :PWM : ( Pulse Width Modulation ) ( Pulse Width Modulation ) 输出输出数量不限，占空比可调数量不限，占空比可调的脉
2、冲串信号。的脉冲串信号。2) 2) 高速脉冲输出端子高速脉冲输出端子 每台每台CPUCPU可以提供可以提供 2 2 个个高速脉冲高速脉冲发生器发生器 PTO/PWM PTO/PWM 发生器发生器0 0 的输出端子是的输出端子是 Q0.0Q0.0 PTO/PWM PTO/PWM 发生器发生器1 1 的输出端子是的输出端子是 Q0.1Q0.13ppt课件3) 3) 高速脉冲输出优先权高速脉冲输出优先权 有有PTO/PWM PTO/PWM 输出时，输出时，CPU CPU 把输出端子把输出端子Q0.0Q0.0、Q0.1 Q0.1 控制权交给控制权交给 PTO/PWM PTO/PWM 发生器，禁止普发生
3、器，禁止普通逻辑输出。通逻辑输出。 输出映像寄存器输出映像寄存器 Q Q 的状态会影响的状态会影响PTO/PWMPTO/PWM波形的起始电平波形的起始电平, , 高速脉冲输出前要先把高速脉冲输出前要先把Q0.0Q0.0、 Q0.1Q0.1的状态清零。的状态清零。4ppt课件4 4）高速脉冲输出适用机型）高速脉冲输出适用机型 输出输出高频脉冲信号高频脉冲信号时，应选用时，应选用晶体管输出晶体管输出型型 PLCPLC。2. 2. 高速脉冲输出指令及特殊寄存器高速脉冲输出指令及特殊寄存器 1 1）高速脉冲输出指令）高速脉冲输出指令( Pulse )( Pulse )指令指令功能：功能：EN EN 有
4、一个上升有一个上升沿时，激活沿时，激活PLSPLS，控制，控制PLCPLC从从 Q0.0 Q0.0 或或 Q0.1Q0.1 输出高速脉冲。输出高速脉冲。 X X5ppt课件 PLS PLS指令可以输出指令可以输出: : 高速脉冲串高速脉冲串 PTOPTO 宽度可调的脉冲信号宽度可调的脉冲信号 PWM PWM 数据类型：数据类型： 操作数操作数Q0.XQ0.X：X X必须是必须是常数常数 0 0 或或 1 1。 EN: EN:只接通一个扫描周期的只接通一个扫描周期的短信号短信号。6ppt课件2 2）特殊寄存器）特殊寄存器每个每个 PTO/PWM PTO/PWM 都有一组配套参数：都有一组配套参数
5、： 1 1个个 8 8位的位的控制字节控制字节 1 1个个 8 8位的位的状态字节状态字节 1 1个个 1616位的位的周期值周期值 1 1个个 1616位的位的脉宽值脉宽值 1 1个个 3232位的位的脉冲数量脉冲数量 对于多段对于多段 PTOPTO，还有，还有 1 1个个 8 8位的位的段字节段字节 1 1个个 1616位位包络表起始地址包络表起始地址7ppt课件这些参数存放在系统指定的特殊标志寄存器中这些参数存放在系统指定的特殊标志寄存器中 Q0.0Q0.0的寄的寄存器存器Q0.1Q0.1的寄的寄存器存器名称及功能描述名称及功能描述SMB66SMB66SMB76SMB76状态字节，在状态
6、字节，在PTOPTO方式下，跟踪方式下，跟踪脉冲串的输出状态脉冲串的输出状态SMB67SMB67SMB77SMB77控制字节，控制控制字节，控制PTO/PWMPTO/PWM脉冲输脉冲输出的基本功能出的基本功能SMW68SMW68SMW78SMW78PTO/PWMPTO/PWM的周期值，字型，范围的周期值，字型，范围：2 26553565535，1616位无符号数位无符号数8ppt课件Q0.0Q0.0的寄的寄存器存器Q0.1Q0.1的寄的寄存器存器名称及功能描述名称及功能描述SMW70SMW70SMW80SMW80PWMPWM的脉宽值，字型，范围的脉宽值，字型，范围0 06553565535，1
7、616位无符号数位无符号数SMD72SMD72SMD82SMD82PTOPTO的脉冲数，双字型，的脉冲数，双字型，范围：范围：1 142949672954294967295，3232位无位无符号数符号数SMB166SMB166SMB176SMB176多段管线多段管线PTOPTO进行中的段的编号进行中的段的编号，8 8位无符号数位无符号数SMW168SMW168SMW178SMW178多段管线多段管线PTOPTO包络表起始字节的包络表起始字节的地址地址9ppt课件 状态字节状态字节 PTO PTO 方式方式下运行时，系统根据运行状态下运行时，系统根据运行状态使相应位置位。使相应位置位。 表表7-
8、18 7-18 状态字节表状态字节表状状态态位位SMSM6.06.0SMSM6.36.3SMSM6.46.4SMSM6.56.5SMSM6.66.6SMSM6.76.7功功能能描描述述 不用不用PTOPTO包络因包络因增量计算错增量计算错误终止误终止0 0：无错，：无错，1 1：终止：终止PTO PTO 包络包络因用户命令因用户命令终止终止0 0：无错，：无错，1 1：终止：终止PTO PTO 管管线溢出线溢出0 0：无溢：无溢出出1 1：溢出：溢出PTOPTO空闲空闲0 0：执行：执行中中1 1：空闲：空闲10ppt课件控制字节中各控制位的功能控制字节中各控制位的功能SMB77SMB77SM
9、B67SMB67 控制字节控制字节 通过设置字节中各控制位，来定义高速脉通过设置字节中各控制位，来定义高速脉冲输出的特性冲输出的特性. .11ppt课件3 3高速脉冲串输出高速脉冲串输出PTOPTO 特点特点: :高速脉冲串输出高速脉冲串输出(PTO)(PTO)方式下方式下，只能改只能改变脉冲的周期值和脉冲数。变脉冲的周期值和脉冲数。 1 1）周期和脉冲数）周期和脉冲数周期：周期：单位：单位：ss或或msms。周期值为周期值为1616位无符位无符号整数号整数。变化范围：。变化范围：505065535 s65535 s或或 2 265535 ms65535 ms。12ppt课件脉冲数：脉冲数：是
10、一个是一个3232位的无符号整数位的无符号整数，取，取值范围：值范围：1 142949672954294967295。2 2）高速脉冲串输出中断）高速脉冲串输出中断 PTO PTO 方式下，当输出完指定数量的脉冲后，方式下，当输出完指定数量的脉冲后，产生高速脉冲串输出中断。产生高速脉冲串输出中断。 PTO/PWM 0 PTO/PWM 0 的中断事件号是的中断事件号是1919 PTO/PWM 1 PTO/PWM 1 的中断事件号是的中断事件号是20 20 高速脉冲串输出时，高速脉冲串输出时，CPUCPU自动将自动将PTOPTO空闲位空闲位SM66.7SM66.7（或（或SM76.7SM76.7）
11、置）置1 1。13ppt课件3 3） PTOPTO的种类的种类 PTOPTO方式下，要输出多段脉冲串时，允许脉方式下，要输出多段脉冲串时，允许脉冲串排队。冲串排队。PTOPTO输出多段脉冲的方式有两种：输出多段脉冲的方式有两种：单段单段PTOPTO：定义一个定义一个脉冲串，脉冲串，输出一个输出一个脉冲脉冲串串 ( (特性参数通过特殊寄存器分别定义特性参数通过特殊寄存器分别定义) ) 。多段多段PTOPTO：集中定义集中定义多个脉冲串，多个脉冲串，按顺序输按顺序输出出多个脉冲串多个脉冲串( (特性参数通过包络表集中定义特性参数通过包络表集中定义) ) 。 14ppt课件单段单段PTO PTO 实
12、现的方法实现的方法 用指定的特殊标志寄存器定义脉冲串特性用指定的特殊标志寄存器定义脉冲串特性参数（每次定义一个脉冲串）。一个脉冲串输参数（每次定义一个脉冲串）。一个脉冲串输出完成后，产生中断。在中断服务程序中再为出完成后，产生中断。在中断服务程序中再为下一个脉冲串更新参数，输出下一个脉冲串。下一个脉冲串更新参数，输出下一个脉冲串。优点：优点： 各脉冲段可以采用不同的时间基准。各脉冲段可以采用不同的时间基准。缺点：缺点：单段单段PTOPTO输出多段高速脉冲串时，编程输出多段高速脉冲串时，编程复杂，且参数设置不当会造成脉冲串之间的不平复杂，且参数设置不当会造成脉冲串之间的不平滑转换。滑转换。15p
13、pt课件 多段多段PTO PTO 操作操作 多段多段PTOPTO：集中定义多个脉冲串集中定义多个脉冲串，并，并把各段把各段脉冲串的特性参数按照规定的格式写入脉冲串的特性参数按照规定的格式写入变量存变量存储区用户指定的缓冲区中储区用户指定的缓冲区中-称为称为包络表包络表( (见书表见书表7-20)7-20)。16ppt课件包络表说明：包络表说明： 包络表由包络段数和各段构成。包络表由包络段数和各段构成。 第一个字节第一个字节为需要输出的为需要输出的脉冲串脉冲串总段数总段数， 范围：范围：1 1255255 ； 定义定义一段脉冲串的特性参数需要一段脉冲串的特性参数需要8 8个字节个字节 2 2个字
14、节个字节存放脉冲串的存放脉冲串的起始周期值起始周期值 2 2个字节个字节定义脉冲串的定义脉冲串的周期增量周期增量 4 4个字节个字节存放该段脉冲串的存放该段脉冲串的脉冲数脉冲数 17ppt课件 包络表中的周期单位可以为包络表中的周期单位可以为 ms ms 或或 ss， 但表中所有周期单位必须一致。但表中所有周期单位必须一致。 周期增量的计算公式：周期增量的计算公式： 多段多段PTOPTO操作时，需把操作时，需把包络表的起始地址包络表的起始地址 装入标志寄存器装入标志寄存器 SMW168SMW168（或（或SMW178SMW178）中。中。 PTOPTO指令执行时，指令执行时，当前输出段的段号当
15、前输出段的段号由系由系 统填入统填入 SMB166 SMB166 或或 SMB176 SMB176 中。中。脉冲数周期增量起始终止TT18ppt课件多段多段PTOPTO的优点：的优点： 编程简单，且在同一段脉冲串中其周期可编程简单，且在同一段脉冲串中其周期可以均匀改变。以均匀改变。 多段多段 PTO PTO 编程方法及步骤：编程方法及步骤： A. A. 初始化操作初始化操作( (以以PTO/PWM 0PTO/PWM 0为例为例) )： a. a. 将将 PTO PTO 的输出点的输出点 Q0.0 Q0.0 复位复位; ; b. b. 调用初始化子程序调用初始化子程序SBR-0SBR-0，完成下
16、列，完成下列任务：任务： 19ppt课件 将包络表的起始地址写入将包络表的起始地址写入 SMW168SMW168； 填写包络表中各段脉冲串的特性参数；填写包络表中各段脉冲串的特性参数； 设置控制字节设置控制字节SMB67 ,SMB67 ,按照控制要求按位填按照控制要求按位填写：如使写：如使SMB67=16#A0SMB67=16#A0。 多段多段PTOPTO下全为下全为0 0PWMPWM更新方式更新方式20ppt课件 建立中断连接：用建立中断连接：用ATCHATCH指令建立脉冲输指令建立脉冲输出完成中断事件与中断程序的联系。当出完成中断事件与中断程序的联系。当PLSPLS指指令输出完指定数量的脉
17、冲串时，产生中断。令输出完指定数量的脉冲串时，产生中断。 用用ENIENI全局开放中断；全局开放中断；B.B. 有启动信号时，执行高速脉冲输出指令有启动信号时，执行高速脉冲输出指令PLSPLS，按顺序输出多段脉冲串。，按顺序输出多段脉冲串。C.C. 有停止信号时，停止高速脉冲串输出。有停止信号时，停止高速脉冲串输出。21ppt课件 停止停止 PTO PTO 输出的方法输出的方法 PLSPLS指令一经激发，就能完成指定脉冲串指令一经激发，就能完成指定脉冲串的输出，故要停止的输出，故要停止PTOPTO输出，必须先在输出，必须先在控制字控制字节中节中禁止禁止PTOPTO输出输出，且，且执行执行PLS
18、PLS指令指令。SMB67SMB67停止按钮停止按钮22ppt课件【例【例7-11-27-11-2】 多段多段PTOPTO应用实例应用实例 已知步进电机的起动频率为已知步进电机的起动频率为2 kHz2 kHz（A A点），点），经过经过400400个脉冲加速后频率上升到个脉冲加速后频率上升到10 kHz10 kHz（B B点点和和C C点），恒速转动的脉冲数为点），恒速转动的脉冲数为40004000个，减速过个，减速过程脉冲数为程脉冲数为200200个，频率降为个，频率降为2 kHz2 kHz（D D点），其点），其频率特性如图所示。频率特性如图所示。23ppt课件解：解： 确定脉冲发生器及工
19、作模式确定脉冲发生器及工作模式 要求要求PLCPLC输出三段串脉冲。故采用多段输出三段串脉冲。故采用多段PTOPTO输出输出方式。选择输出端为方式。选择输出端为 Q0.0Q0.0。 填写控制字节填写控制字节SMB67SMB67：使：使SMB67=16#A0 SMB67=16#A0 填写包络表。填写包络表。 将包络表首地址装入将包络表首地址装入SMW168SMW168中。中。24ppt课件参数换算参数换算：fT1起始频率：起始频率：2 kHz 2 kHz ，起始周期值：起始周期值：500s500s，运行频率为运行频率为10 kHz10 kHz，运行周期值：运行周期值：100s100s。 输出输出
20、3 3段脉冲串，时基取段脉冲串，时基取ss，定义三段脉，定义三段脉冲串特性参数的包络表为：冲串特性参数的包络表为： 25ppt课件2 226ppt课件 中断连接：高速脉冲输出完成时，产生中断连接：高速脉冲输出完成时，产生中断事件中断事件1919，用，用ATCHATCH指令将与中断事件与中断指令将与中断事件与中断服务程序服务程序INT0INT0连接起来，并全局开中断（连接起来，并全局开中断（ENIENI）。）。 执行执行PLSPLS指令。指令。本控制程序的结构：本控制程序的结构： 主程序主程序 初始化子程序初始化子程序 中断服务程序中断服务程序 初始化初始化启动启动停止停止27ppt课件G输出完
21、成指示输出完成指示起动按钮起动按钮28ppt课件G停止按钮停止按钮29ppt课件W WD30ppt课件D31ppt课件C32ppt课件C33ppt课件 采用多段采用多段PTOPTO，脉冲串连续输出期间，按，脉冲串连续输出期间，按启动按钮启动按钮I0.0I0.0不起作用，不会出现脉冲串重复不起作用，不会出现脉冲串重复排队输出的现象，脉冲串能够按照规定的顺序排队输出的现象，脉冲串能够按照规定的顺序输出完后，停止输出。输出完后，停止输出。34ppt课件 4 4宽度可调的脉冲输出宽度可调的脉冲输出PWMPWM 特点特点: : PWM PWM方式下，用户方式下，用户可以改变可以改变脉冲的脉冲的周周期值期
22、值 和和 脉宽值脉宽值 ，脉冲数不受限制。脉冲数不受限制。 1 1） 周期值和脉宽值周期值和脉宽值 周期值：周期值：是一个是一个1616位无符号数据，单位：位无符号数据，单位：ss或或msms；变化范围：；变化范围：505065535s65535s或或2 265535 ms65535 ms。35ppt课件 脉冲宽度：脉冲宽度：是一个是一个1616位无符号整数，单位：位无符号整数，单位：ss或或msms；变化范围是；变化范围是0 065535 s65535 s或或msms。即。即占空比在占空比在0 0100100之间之间变化。变化。 2 2）PWM PWM 更新方式更新方式 同步更新：同步更新：
23、在改变脉冲周期值和脉宽值时，在改变脉冲周期值和脉宽值时，不改变时间基准不改变时间基准。特点：特点：同步更新时，波形的同步更新时，波形的变化发生在周期的边缘，输出波形进行平滑转变化发生在周期的边缘，输出波形进行平滑转换。换。36ppt课件 异步更新：异步更新：在改变脉冲周期值和脉宽值在改变脉冲周期值和脉宽值时，时，改变时间基准改变时间基准。特点：特点：采用异步更新会采用异步更新会使高速脉冲输出功能被瞬时禁止，这时输出使高速脉冲输出功能被瞬时禁止，这时输出端交由输出映像寄存器端交由输出映像寄存器Q Q控制，可能使控制，可能使 PWM PWM 的波形不连续，引起被控制设备的振动。的波形不连续，引起被
24、控制设备的振动。 结论：结论：改变改变 PWM PWM 波形的特性时应尽量波形的特性时应尽量采用采用同步更新。同步更新。37ppt课件3 3）PWMPWM的编程方法及步骤的编程方法及步骤 A.A.确定脉冲发生器：确定脉冲发生器： 选择高速脉冲输出端（发生器）；选择高速脉冲输出端（发生器）； 选择工作模式为选择工作模式为PWMPWM。 B. PWMB. PWM的初始化的初始化 a. a. 将将PWMPWM的输出点（的输出点（Q0.0Q0.0或或Q0.1Q0.1）复位）复位; ; b. b. 调用初始化子程序调用初始化子程序SBR-0SBR-0，它所完成，它所完成的任务：的任务：38ppt课件向向
25、SMW68SMW68写入第一个脉冲串的周期值；写入第一个脉冲串的周期值；向向SMW70SMW70写入第一个脉冲串的脉宽值写入第一个脉冲串的脉宽值 ；执行执行PLSPLS指令，输出指定宽度的脉冲信号。指令，输出指定宽度的脉冲信号。 按位填写控制字节按位填写控制字节( (如如SMB67)SMB67)：SMB67=16#DB SMB67=16#DB 39ppt课件修改脉冲串宽度的方法修改脉冲串宽度的方法 改写控制字节改写控制字节SMB67SMB67，将允许改脉宽值位，将允许改脉宽值位 置置1 1 ，其它位不变。，其它位不变。 向向SMW70SMW70写入新的脉冲宽度值写入新的脉冲宽度值 执行执行PLSPLS，输出指定宽度的脉冲信号。，输出指定宽度的脉冲信号。40ppt课件【例【例7-11-37-11-3】 PWM PWM 输出举例输出举例 要求要求 PWM0PWM0的脉冲周期是的脉冲周期是 T=10000msT=10000ms，开始时输出占空比为开始时输出占空比为 10%10%的脉冲，当的脉冲，当 I0.0=1I0.0=1时，输出占空比为时，输出占空比为 50%50%的脉冲的脉冲 ，当，当 I0.2=1I0.2=1时，停止输出脉冲。时，停止输出脉冲。41ppt课件42ppt课件W W43ppt课件W W44ppt课件
