吉林西门子S7-1500PLC模块（代理商）

西门子S7-200CPU224 XP高速脉冲输出介绍

CPU224 XP 高速I/O

S7-200 CPU支持6路高速数字量输入（CPU224/226）和两路高速数字量输出（用于PTO/PWM）。

新产品CPU224 XP高速输入中的两路支持更加高的速度。用作单相脉冲输入时，可以达到200KHz；用作双相90°正交脉冲输入时，速度可达100KHz。

CPU224 XP的两路高速数字量输出速率可以达到100KHz。

图1. CPU224 XP数字量接线

图中：

• 高速输出点Q0.0和Q0.1与Q0.2 - Q0.4成组支持5 - 24VDC电压输出。
• 特高速输入点I0.3/I0.4/I0.5支持5 - 24VDC电压的源型或漏型输入；同组其他输入点电压可以仍然是24VDC，单要求两者的电源的公共端在1M处连接。

CPU224 XP的高速数字量输入

除了其他高速输入端子外，CPU224 XP*的高速输入端子为I0.3、I0.4、I0.5。

具体位置如图1所示。

这些特高速输入端可用作高速计数器输入端，如表1所示：

表1. CPU224 XP高速输入端子与计数器分配

根据上表可以看出：

• 要达到单相200KHz高速脉冲输入，可以使用HSC4和HSC5，分别输入到I0.3、I0.4
• 要实现双相90°正交高速脉冲输入，可以使用HSC4；此时HSC5因为I0.4被HSC4占用而不能使用
• HSC4可以工作在模式0、1、3、4、6、7、9、10
• HSC5可以工作在模式0

支持特高速输入的I0.3、I0.4、I0.5可以接受5 - 24VDC信号；它们既可以用于高速脉冲输入，也可以用于普通输入信号。它们与本组输入点（I0.0 - I0.7）一起，支持源型和漏型输入。

CPU224 XP高速脉冲输出

CPU224 XP的高速脉冲输出Q0.0和Q0.1支持高达100KHz的频率。

Q0.0和Q0.1支持5 - 24VDC输出。但是它们必须和Q0.2 - Q0.4一起成组输出相同的电压。

高速输出只能用在CPU224 XP DC/DC/DC型号。

常问问题

CPU 224 XP 的高速计数器模式 12，是否可以计数 30 KHz 以上的脉冲？

CPU 224 XP 支持多 100 KHz 的高速脉冲输出。S7-200 系列 CPU 只有高速计数器 HSC0, HSC3 能够被设置为模式 12，使用的输入端子为I0.0, I0.1，而不是特高速输入端子：I0.3、I0.4、I0.5。非特高速脉冲信号输入端由于硬件电路的限制（如光电耦合等）只能支持高 30 KHz 的高速脉冲输入。

用户使用高速计数器模式 12 时不需要任何外部连线，Q0.0(Q0.1) 与 I0.0(I0.1) 通过集成电路内部关联，越过了外部信号处理电路，因此 HSC0(HSC1) 可以计 100KHz 或者更高频率的脉冲。用户在使用向导配置 S7-200 内部 PTO/PWM 操作时，勾选“使用高速计数器HSCx（模式12）自动计数线性 PTO 生成的脉冲”即可。

CPU224 XP的高速输入（I0.3/4/5）是5VDC信号，其他输入点是否可以接24VDC信号？

可以。只需将两种信号供电电源的公共端都连接到1M端子。这两种信号必须同时为漏型或源型输入信号。

CPU224 XP的高速输出点Q0.0和Q0.1接5V电源，其他点如Q0.2/3/4是否可以接24V电压？

不可以。必须成组连接相同的电压等级。

西门子S7-200 PWM输出功能

S7-200 CPU 本体上有两个 PWM 脉冲发生器，它们每个都可以产生一个脉宽调制波形（PWM）。其高频率可达20K。

S7-200 的新一代产品CPU 224 XP 能够输出更高频率的脉冲。

PWM 与数字量输出过程映象寄存器共用输出点 Q0.0和 Q0.1。当在 Q0.0 或 Q0.1 上激活 PWM 功能时，PWM 发生器对 Q0.0 或 Q0.1 拥有控制权，同时普通输出点功能被禁止。这时 Q0.0/Q0.1 的输出波形不受过程映象区状态、输出点强制值或者立即输出指令执行的影响。

脉宽调制输出（PWM）

PWM 功能产生一个占空比变化周期固定的脉冲输出。你可以为其设定周期和脉宽（以微秒或毫秒为单位）：

• 周期：50μs 到 65535μs 或者 2ms 到 65535ms（CPU224 XP 可以支持短 10μs 脉冲周期。）
• 脉宽：0μs 到 65535μs 或者 0ms 到 65535ms（低 50μs，设置为 0μs 等于禁止输出；CPU224 XP 可以支持短 10μs 脉冲周期。）

脉宽调制输出（PWM）

PWM 发生器的详细参数和例程请参见《S7-200系统手册》

常问问题

使用 PWM 发生器的功能应使用什么类型的 CPU？

应使用 24VDC 晶体管输出的 CPU，继电器输出的不行。

PWM 输出的幅值是多少？

PWM 输出幅值为 24V（高电平有效，共负端连接），若想实现输出其他电压的幅值，需自己加转换器来实现。CPU 224 XP 的高速输出点所在的数字量输出点可以支持 5 － 24V 电压幅值。

如何强制停止 PWM 输出？

可以通过编程将控制字节中的使能位 SM67.7 或 SM77.7 清零，然后执行 PLS 指令，便可立即停止 PWM 输出。如下图 1 所示：

图 1. 停止 PWM 输出

为何输出信号的指示灯已亮，却没有良好的电压波形输出，或者有时丢脉冲？

PWM 输出负载小不能低于额定负载的 10％；即在输出为高电平的状态下，负载电流不低于 140mA。

如何改变 PWM 输出的周期/脉冲宽度？

PWM 功能可以在初始化时设置脉冲的周期和宽度，也可以在连续输出脉冲时很快地改变上述参数。其操作步骤为：

1. 设置控制字节，以允许写入（或者更新）相应的参数
2. 将相应的特殊存储器写入新的周期/脉宽值
3. 执行 PLS 指令，对 PTO/PWM 发生器进行硬件设置变更

用户的具体项目也可能要求先中止前一个 PTO 脉冲管道，然后再定义新的管道。

当周期小于 50μs 时为何不能获得满意的波形输出？

因为限制 PWM 输出的因素有两个：

• 硬件输出电路响应速度的限制，对于 Q0.0 和 Q0.1 从断开到接通为 2 μs，从接通到断开 10 μs ，因此小脉宽不可能小于10 μs。
• 大的频率为 20K，因此小周期为 50 μs。

所以如果脉宽低于 50 μs 的波形无法保证。

不论是连续脉冲，还是相对较长周期内的单个脉冲，其脉冲宽度限制都是相同的。

新产品 CPU224 XP支持 10μs 的脉冲周期。

吉林西门子S7-1500PLC模块（代理商）