PLC高速脉冲输出PTO

单段PTO
1. 单段管线简述 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。 2.优缺点 ①优点： 各脉冲段可以采用不同的时间基准。 ②缺点：单段PTO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滑转换。 3.注意事项 在管线满时，若要再装入一个脉冲串的控制参数，则状态位SM66.6或 SM76.6会置位，表示PTO管线溢出。 单段管线编程较复杂，主要要注意新脉冲串控制参数的写入时机。
编程简单，且在同一段脉冲串中其周期可以均匀改变。
有符号数16位 表4 包络表格式
多段 PTO 编程方法及步骤
A. 初始化操作(以PTO/PWM 0为例)： 1. 将 PTO 的输出点 Q0.0 复位; 2. 调用初始化子程序SBR-0，完成下列任务：
a. 设置控制字节SMB67 ,按照控制要求按位填写：如使 SMB67=16#A0。
PLS指令还可以在Q0.0和Q0.1两个端口输出可控的PWM脉冲和PTO高速 脉冲串波形。 2.注意事项 由于只有两个高速脉冲输出端口，所以PLS指令在一个程序中最多使用两次。 3.说明 1）高速脉冲串输出PTO和脉宽调制输出PWM都由PLS指令来激活； 2）操作数X指定脉冲输出端子，0为Q0.0输出，1为Q0.1输出； 3）高速脉冲串输出PTO可采用中断方式进行控制，而脉宽调制输出PWM只 能由指令PLS来激活
SM特殊功能寄存器
Q0.0对应寄存器 SMB66 SMB67 SMW68 SMW70 SMD72 SMB166 SMW168
Q0.1对应寄存器
功能描述
SMB76
状态字节，PTO方式下，监控脉冲串的运行 状态
SMB77
控制字节，定义PTO/PWM脉冲的输出格式
SMW78
设置PTO/PWM脉冲的周期值，范围：2～ 65535
表2 高速脉冲输出状态字节功能
8
0（无溢出） 1（溢出）
管线上 溢/下溢
0（执行中） 1（空闲）
空闲
SM66 SM76
增量计 算错误
0（无错误） 1（终止）
X XXX
用户命 令终止
0（无错误） 1（终止）
控制字节
通过对控制字节的设置，可以控制高速脉冲输出的性质，如：时间基准、 具体周期、输出模式(PTO/PWM)、更新方式等，是编程时初始化操作中必须 完成的内容。
图1 控制字节中各控制位的功能
PLS指令
PLS指令的梯形图及指令表格式见表3。
表3 PLS指令的基本格式
名称 指令 指令表格式
梯形图格式
PLS PLS Q
PLS EN ENO
Q
高速脉冲输出
PLS注意事项
1.指令功能 PLS 脉冲输出指令，在EN端口执行条件存在(出现一个上升沿)时，检测
脉冲输出特殊存储器（SM）的状态，然后激活所定义的脉冲操作（执行 PLS指令），从Q端口指定的数字输出端口输出高速脉冲。
5. 周期增量的计算公式：
例如：第1段中的初始周期为500 ，脉冲数为400个；而第2段的初始 周期为 100，为保证平滑过渡，第1段的结束周期设为与第2段初始周 期相同，则脉冲的周期增量为:
6.多段PTO操作时，需把包络表的起始地址装入标志寄存器 SMW168 （或SMW178）中。 PTO指令执行时，当前输出段的段号由系统填入 SMB166 或 SMB176 中。 7.多段PTO的优点：
高速脉冲串输出中断及适用机型
在PTO方式下：当输出完指定数量的脉冲后，产生高速脉冲段 输出中断。
1. PTO/PWM 0 的中断事件号是19 2. PTO/PWM 1 的中断事件号是20 3.注意 高速脉冲串输出时，CPU自动将PTO空闲位SM66.7（或SM76.7） 置1（空闲）。 高速脉冲输出适用机型
多段PTO
多段PTO：集中定义多个脉冲串，并把各段脉冲串的特性参数按照规定的格 式写入变量存储区用户指定的缓冲区中--称为包络表 包络表说明： 1.包络表由包络段数和各段构成。 2.第一个字节为需要输出的脉冲串总段数，范围：1～255 。 3. 定义一段脉冲串的特性参数需要8个字节
※ 2个字节存放脉冲串的起始周期值 ※ 2个字节定义脉冲串的周期增量 ※ 4个字节存放该段脉冲串的脉冲数 4.包络表中的周期单位可以为 ms 或 μs，但表中所有周期单位必须一致。
PLC高速脉冲输出PTO
•
PTO是什么？
高速脉冲串输出PTO（Pulse Train Output）内置于西
门子s7-200可编程控制器或s7-1200可编程控制器中，是其三 种开环控制方式之一，用于速度和位置控制。
注：西门子s7-200的三种开环控制方式为： 1.脉宽调制（PWM）:用于速度,位置或占空比控制。 2.脉冲串输出（PTO）：用于速度和位置控制。 3.EM253位控模块：用于速度和位置控制的附加模块。
周期值与脉冲值范围出现的原因
每个PTO/PWM发生器都有一组配套参数： 1.一个控制字节（8位） 2.一个状态字节（8位） 3.一个周期值（不带符号的16位值） 4.一个脉宽值（不带符号的16位值） 5.一个脉冲计值（不带符号的32位值） 对于多段的PTO，还有 1.一个段字节（8位） 2.一个包络表起始地址（16位） 为定义和监控高速脉冲输出，这些值全部存储在特殊内存（SM）区域的指 定位置。一旦设置这些特殊内存位的位置，选择所需的操作后，执行脉冲输 出指令PLS即启动操作。该指令会从特殊存储器SM中读取数据，使程序按照 其存储值控制PTO/PWM发生器。
数的包络表为：
5.中断连接：高速脉冲输出完成时，产生中断事件19，用ATCH指令将与中断 事件与中断服务程序INT0连接起来，并全局开中断（ENI）。 6. 执行PLS指令。 7.本控制程序的结构： ◎ 主程序
◎ 初始化子程序
◎ 中断服务程序
采用多段PTO，脉冲串连续输出期间，按启动按 钮I0.0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输出完后， 停止输出。
SMB67=16#85
PWM不更新 脉冲
1 00001 01
允许 PTO
选 择 PTO
单段 PTO
时基 us
可以 更新脉冲数和周期值
PWM更新方 式
b.单段操作中向SMW68中写入希望的周期值; c.向SMD72中写入希望的脉冲数；
d. 建立中断连接：用ATCH指令建立脉冲输出完成中断事 件与中断程序的联系。当 PLS指令输出完本脉冲串时， 产生中断。 e. 用ENI全局开放中断； B. 有启动信号时，执行高速脉冲输出指令PLS，输出单段 脉冲。 C.一旦启动了一个脉冲串输出，就要立即为下一个脉冲 串设置控制参数，并再次执行PLS指令。第一个脉冲串输 出完毕后，第二个脉冲串自动开始输出。重复以上过程 就可输出多个脉冲串。 D. 有停止信号时，停止高速脉冲串输出。
解：1. 确定脉冲发生器及工作模式
要求PLC输出三段串脉冲。故采用多段PTO输出方式。
选择输出端为 Q0.0。
2.填写控制字节SMB67：使SMB67=16#A0 。
3.将包络表首地址装入SMW168中。 4.填写包络表。 参数转换：
起始周期 值
段 数
起始频率：2 kHz ，起始周期值：500μs，周期增量 运输行出频3段率脉为冲10串kH，z时，基运取行周μs期，值定：义1三00段μ脉s。冲串特脉性冲参个数
停止PTO输出的方法
PLS指令一经激发，就能完成指定 脉冲串的输出，故要停止PTO输出， 必须先在控制字节中禁止PTO输出， 且执行PLS指令。
SMB67
停止按 钮
禁止PTO输出
应用举例
例题1：已知步进电机的起动频率为2 kHz（A点），经过400个脉冲加速后 频率上升到10 kHz（B点和C点），恒速转动的脉冲数为4000个，减速过程 脉冲数为200个，频率降为2 kHz（D点），其频率特性如图所示。
一、铁路，更多的铁路 1．地位 铁路是 交通建运设输的重点，便于国计民生，成为国民经济 发展的动脉。 2．出现 1881年，中国自建的第一条铁路——唐山 至开胥平各庄铁 路建成通车。 1888年，宫廷专用铁路落成。
3．发展 (1)原因： ①甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的 修。筑权 ②修路成为中国人 救的亡强图烈存愿望。 (2)成果：1909年 京建张成铁通路车；民国以后，各条商路修筑 权收归国有。 4．制约因素 政潮迭起，军阀混战，社会经济凋敝，铁路建设始终未入 正轨。
SMW80
设置PWM的脉冲宽度值，范围：0～65535
SMD82
设置PTO脉冲串的输出脉冲数，范围：1～ 4294967295
SMB176
设置PTO多段操作时的段数
SMW178
设置PTO多段操作时包络表的起始地址，使 用从变量寄存器V0开始的字节偏移表示
表1 高速脉冲输出的特殊寄存器分配
状态字节
每个高速脉冲输出都有一个状态字节，监控程序运行时某些操作的相应状态并 根据运行状态使相应位置位。可以通过编程来读取相关位状态。表2是具体状态 字节功能。
PWM更新方
多段 PTO下 全为0
b. 将包络表的起始地址写入 SMW168； c. 填写包络表中各段脉冲串的特性参数；
d. 建立中断连接：用ATCH指令建立脉冲输出完成中断事件与 中断程序的联系。当 PLS指令输出完指定数量的脉冲串时，产 生中断。 e. 用ENI全局开放中断； B. 有启动信号时，执行高速脉冲输出指令PLS，按顺序输出多 段脉冲串。 C. 有停止信号时，停止高速脉冲串输出。
例2.如图 2所示为使用多段管线 PTO 方式控制直流伺服电动机进 行精确定位的控制系统。控制中遵循图3中所画运行轨迹，并可 以实现任意时刻停止直流伺服电动机。控制程序如图4所示。
图2
图3
直流伺服电动机精确定位控制系统示意图
图4
历史ⅱ岳麓版第13课交通与通讯 的变化资料
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[自读教材·填要点]
高速脉冲输出端口
1.每个CPU有两个PTO/PWM发生器： 一个发生器分配给输出端Q0.0，另一个分配给Q0.1。 2.高速脉冲输出优先级 当Q0.0或Q0.1设定为PTO或PWM功能时，其他操作均失效。不使用 PTO/PWM发生器时，Q0.0或Q0.1作为普通输出端子使用。 3.使用注意事项 输出印象寄存器Q的状态会影响PTO/PWM的起始电平，通常在启动PTO或 PWM操作之前，用复位R指令将Q0.0或Q0.1清0。
二、水运与航空
1．水运 (1)1872年,
轮船正招式成商立局，标志着中国新式航运业的诞生。
(2)1900年前后，民间兴办的各种轮船航运公司近百家，几乎都是
在列强排挤中艰难求生。
2Hale Waihona Puke 航空(1)起步：1918年，附设在福建马尾造船厂的海军飞机工程处开始
研制 。
(2)发展水：上1飞918机年，北洋政府在交通部下设“
PTO的功能是什么？
高速脉冲串输出PTO的功能为： 输出指定数目，占空比为50%的方波脉冲串。
PTO的特点
特点：高速脉冲串输出（PTO）方式下：只能改变脉冲的周期值和脉冲 数。
1.周期值 输出脉冲的周期以µ s或ms为增量单位，变化范围分别是10～65 535µs或 2～65 535ms。 2.脉冲数 输出脉冲的个数在1-4 294 967 295范围内可调。 3.注意事项 周期设置时，设置值应为偶数，若设为奇数会引起输出波形占空比的轻 微失真。周期设置值应大于2，若设置值小于2，系统将默认为2。
输出高频脉冲信号时，应选用晶体管输出型 PLC（只适用于直 流负载）。
PTO的种类
在PTO方式下，要输出多段脉冲串时，允许脉冲串排队。PTO输出多段脉冲 的方式有两种： 1.单段PTO：定义一个脉冲串，输出一个脉冲串 (特性参数通过特殊寄存器 分别定义) 。 2.多段PTO：集中定义多个脉冲串，按顺序输出多个脉冲串(特性参数通过 包络表集中定义) 。
单段PTO编程方法及步骤
A. 初始化操作(以PTO/PWM 0为例)： 1. 将 PTO 的输出点 Q0.0 复位; 2. 调用PTO脉冲串输出初始化操作子程序。这个结构可以使系统在后续的 扫描过程中不再调用这个子程序，从而减少了扫描时间，且程序更为结构
化。完成下列任务：
a. 设置控制字节SMB67 ,按照控制要求按位填写：如使SMB67=16#85。