S7-200 CPU 脈沖輸出和方向輸出點接線

使用 PTO 向?qū)в糜?S7-200 CPU 脈沖輸出和方向控制，用戶應(yīng)按照如下表 1 所示的定義接線：

 PTO0PTO1

脈沖輸出點Q0.0Q0.1

方向點自定義 S7-200 CPU 其它輸出點或數(shù)字量擴(kuò)展模塊輸出點為方向點自定義 S7-200 CPU 其它輸出點或數(shù)字量擴(kuò)展模塊輸出點為方向點

表 1. S7-200 CPU 脈沖和方向輸出點

PTO 向?qū)渲?/span>

用戶必須先配置 PTO 向?qū)?，才能使?PTO 向?qū)傻淖映绦?。

用戶可在STEP 7 Micro/Win 編程軟件中選擇菜單命令工具> 位控向?qū)О凑找韵虏襟E執(zhí)行：

 注意：如下是使用西門子 SINAMICS V80 為例，而用戶必須根據(jù)實際使用的電機(jī)參數(shù)設(shè)置 PTO 向?qū)В?/span>

第一步. 為 S7-200 PLC 選擇 “配置 S7-200 PLC 內(nèi)置 PTO/PWM” 操作。如下圖 1 所示：

圖 1. 配置 S7-200 PLC 內(nèi)置 PTO/PWM 操作

第二步. 選擇 Q0.0 或 Q0.1，組態(tài)作為 PTO 的輸出。如下圖 2 所示：

圖 2. 脈沖發(fā)生器

第三步. 從下拉對話框中選擇 “線性脈沖串輸出(PTO)” 。若想監(jiān)視 PTO 產(chǎn)生的脈沖數(shù)目，點擊復(fù)選框選擇使用高速計數(shù)器。如下圖 3 所示：

圖 3. 選擇 PTO

第四步. 設(shè)置最高電機(jī)速度 MAX_SPEED 和電機(jī)啟動/停止速度 SS_SPEED。

為您的應(yīng)用最高速度（MAX_SPEED）和開始／停止速度（SS_SPEED）。

MAX_SPEED：在電機(jī)扭矩能力范圍內(nèi)輸入您的應(yīng)用的最佳工作速度。驅(qū)動負(fù)載所需的轉(zhuǎn)矩由摩擦力、慣性和加速／減速時間決定。位置控制向?qū)嬎愫惋@示由位控模塊為的MAX_SPEED所能夠控制的速度。?

SS_SPEED：在電機(jī)的能力范圍內(nèi)輸入一個數(shù)值，以低速驅(qū)動負(fù)載。如果SS_SPEED數(shù)值過低，電機(jī)和負(fù)載可能會在運動開始和結(jié)束時顫動或跳動。如果SS_SPEED數(shù)值過高，電機(jī)可能在啟動時喪失脈沖，并且在嘗試停止時負(fù)載可能過度驅(qū)動電機(jī)。

注釋：MIN_SPEED值由計算得出。您不能在此域中輸入其他數(shù)值。

電機(jī)數(shù)據(jù)單有電機(jī)和給定負(fù)載開始／停止（或拉入／拉出）速度的不同方法。通常，有用的SS_SPEED數(shù)值是MAX_SPEED數(shù)值的5%至15%。SS_SPEED數(shù)值必須大于由您MAX_SPEED的規(guī)定所顯示的速度。

為了幫助您就您的應(yīng)用選擇正確的速度，請參閱電機(jī)的數(shù)據(jù)單。下面的數(shù)字顯示一條典型的電機(jī)扭矩／速度曲線。

計算公式：最高電機(jī)速度（Pulses/s）=電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/s）*電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)（Pulses/r）

（注意：此處設(shè)置的是直接與 S7-200 CPU 連接的電機(jī)速度，而非負(fù)載速度。）

實際應(yīng)用中，或需考慮負(fù)載轉(zhuǎn)速，脈沖與絲杠移動距離的最小長度單位，機(jī)械減速比，節(jié)距等參數(shù)，由此換算成電機(jī)速度。

最小長度單位：控制器發(fā)出一個脈沖時，絲杠移動的直線距離或旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的度數(shù)配；

節(jié)距：負(fù)載每轉(zhuǎn)移動距離或角度；

機(jī)械減速比：電機(jī)轉(zhuǎn)速/負(fù)載轉(zhuǎn)速；

以西門子的 SINAMICS V80 為例，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為 3000 r/min，即 50 r/s，設(shè)置 SINAMICS V80 指令脈沖分辨率為 1000（即控制器向 V80 發(fā)送 1000 個脈沖會使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動一圈）；

因此，設(shè)置最高電機(jī)速度為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速即50（ r/s）*1000（Pulses/r）=50000（Pulses/s），啟動/停止速度取其10%，即 5000 （Pulses/s）。

如下圖 4 所示：

圖 4. 設(shè)置電機(jī)速度

第五步. 設(shè)置加速時間 ACCEL_TIME 和減速時間 DECEL_TIME。如下圖 5 所示：

以毫秒（ms）為單位下列時間：

ACCEL_TIME：電機(jī)從SS_SPEED加速至MAX_SPEED所需要的時間，默認(rèn)值 = 1000 ms

DECEL_TIME：電機(jī)從MAX_SPEED減速至SS_SPEED所需要的時間，默認(rèn)值 = 1000 ms

加速時間和減速時間的默認(rèn)設(shè)置均為1秒。通常，電機(jī)所需時間不到1秒。

電機(jī)加速和減速時間由反復(fù)試驗決定。您應(yīng)當(dāng)在開始時用位置控制向?qū)л斎胍粋€較大的數(shù)值。當(dāng)測試您的應(yīng)用時，請根據(jù)要求調(diào)整有關(guān)數(shù)值。請通過逐漸減少時間直至電機(jī)開始停頓的方法，優(yōu)化該應(yīng)用的設(shè)置。

圖 5. 設(shè)置加減速時間

第六步. 運動包絡(luò)定義

 不配置包絡(luò)

根據(jù)具體需求，用戶可以在PTO 向?qū)е胁慌渲冒j(luò)運動，只手動運行 。直接點擊 “確認(rèn)” 按鈕，如下圖 6 所示：

圖 6. 不配置包絡(luò)

 配置包絡(luò)

用戶如需配置包絡(luò)，則點擊 “新包絡(luò)” 按鈕，出現(xiàn) “運動包絡(luò)定義” 界面，點擊 “Yes” 增加一個新包絡(luò)運動。如下圖 7 所示：

圖 7. 配置新包絡(luò)

針對每個包絡(luò)，您必須選取下列參數(shù)：

操作模式：您根據(jù)操作模式（相對位置或單速連續(xù)旋轉(zhuǎn)）配置此包絡(luò)。如果您選擇單速連續(xù)旋轉(zhuǎn)，您必須輸入一個目標(biāo)速度。請啟用PTO_ADV復(fù)選框和一個停止距離，為此包絡(luò)發(fā)起一個‘停止’。下圖顯示了不同的操作模式。

包絡(luò)的步驟：步驟是工具移動的固定距離，包括在加速時間和減速時間所走過的距離。每個包絡(luò)最多可有4個單獨步驟。您為每個步驟目標(biāo)速度和結(jié)束位置。如果您有不止一個步驟，請單擊"新步驟"按鈕，然后為包絡(luò)的每個步驟輸入此信息。下圖顯示了四個可能的包絡(luò)，但還可能有其他組合。

您只需點擊"步驟繪圖"按鈕，即可檢視根據(jù)位置控制向?qū)У挠嬎阕龀龅拇瞬襟E之圖形表示。這令您可輕易且互動地查看和編輯每個步驟。

位置控制向?qū)б擦钅赏ㄟ^在定義包絡(luò)時輸入一個符號名，為每個包絡(luò)定義符號名。

在完成包絡(luò)的配置后，您可以將它保存至配置。您的所有配置和包絡(luò)信息都存儲于數(shù)據(jù)塊V內(nèi)存賦值的PTOx_data頁內(nèi)。

以下針對兩種操作模式舉例介紹配置步驟：

（1）單速連續(xù)旋轉(zhuǎn)

（2） 相對位置

單速連續(xù)旋轉(zhuǎn)

對于單速連續(xù)旋轉(zhuǎn)，需要輸入目標(biāo)速度。若想終止單速連續(xù)旋轉(zhuǎn)，點擊復(fù)選框 “編一個子程序（PTOX_ADV）用于此包絡(luò)啟動STOP（停止）操作”，并輸入停止事件后的移動脈沖數(shù)。

以西門子的 SINAMICS V80 控制為例，如果設(shè)置目標(biāo)速度 8000 脈沖/s，停止移動 0 脈沖，如下圖 8 所示：

圖 8. 單速連續(xù)旋轉(zhuǎn)

相對位置

對于相對位置運動，需要輸入目標(biāo)速度和脈沖數(shù)。然后，用戶可以單擊 “繪制步” 按鈕，觀察運動的圖示。根據(jù)移動的需要，您可以定義多個包絡(luò)和多個步。

以西門子的 SINAMICS V80 控制為例，設(shè)置目標(biāo)速度 8000 脈沖/s，結(jié)束位置 20000 脈沖，如下圖 9 所示：

圖 9. 相對位置

第七步. 分配 PTO 向?qū)Ыㄗh地址。如下圖 10 所示：

注意： 建議地址不能在當(dāng)前項目程序中再被使用。

圖 10. PTO 向?qū)Ыㄗh地址

第八步. 選擇完成 PTO 向?qū)渲?。如下圖 11 所示：

圖 11. 完成 PTO 向?qū)渲?/span>

在脈沖輸出向?qū)М?dāng)前界面按 F1 鍵可獲取 PTO 向?qū)渲脦椭畔?，或參考《S7-200 系統(tǒng)手冊》第 9 章 S7-200 開環(huán)運動控制。

PTO 向?qū)ё映绦蚓幊?/span>

PTO配置中可能存在下列項目組件。在下面的組件名中，‘x’將用為脈沖發(fā)生而選擇得輸出位取代：‘0’代表Q0.0，‘1’代表Q0.1。此外，向?qū)⑼ㄟ^附加字符‘_Z’，確保這些組件名在用戶的項目中是的；在此Z是一個基于零的指標(biāo)。Z將不斷遞增，直至生成的名稱。請點擊組件名，取得詳細(xì)說明。