S7-200 CPU 脉冲输出和方向输出点接线

S7-200 CPU 脉冲输出和方向输出点接线

使用 PTO 向导用于 S7-200 CPU 脉冲输出和方向控制，用户应按照如下表 1 所示的定义接线：

 PTO0PTO1

脉冲输出点Q0.0Q0.1

方向点自定义 S7-200 CPU 其它输出点或数字量扩展模块输出点为方向点自定义 S7-200 CPU 其它输出点或数字量扩展模块输出点为方向点

表 1. S7-200 CPU 脉冲和方向输出点

PTO 向导配置

用户必须先配置 PTO 向导，才能使用 PTO 向导生成的子程序 。

用户可在STEP 7 Micro/Win 编程软件中选择菜单命令工具> 位控向导按照以下步骤执行：

 注意：如下是使用西门子 SINAMICS V80 为例，而用户必须根据实际使用的电机参数设置 PTO 向导！

第一步. 为 S7-200 PLC 选择 “配置 S7-200 PLC 内置 PTO/PWM” 操作。如下图 1 所示：

图 1. 配置 S7-200 PLC 内置 PTO/PWM 操作

第二步. 选择 Q0.0 或 Q0.1，组态作为 PTO 的输出。如下图 2 所示：

图 2. 脉冲发生器

第三步. 从下拉对话框中选择 “线性脉冲串输出(PTO)” 。若想监视 PTO 产生的脉冲数目，点击复选框选择使用高速计数器。如下图 3 所示：

图 3. 选择 PTO

第四步. 设置最高电机速度 MAX_SPEED 和电机启动/停止速度 SS_SPEED。

为您的应用最高速度（MAX_SPEED）和开始／停止速度（SS_SPEED）。

MAX_SPEED：在电机扭矩能力范围内输入您的应用的最佳工作速度。驱动负载所需的转矩由摩擦力、惯性和加速／减速时间决定。位置控制向导会计算和显示由位控模块为的MAX_SPEED所能够控制的速度。?

SS_SPEED：在电机的能力范围内输入一个数值，以低速驱动负载。如果SS_SPEED数值过低，电机和负载可能会在运动开始和结束时颤动或跳动。如果SS_SPEED数值过高，电机可能在启动时丧失脉冲，并且在尝试停止时负载可能过度驱动电机。

注释：MIN_SPEED值由计算得出。您不能在此域中输入其他数值。

电机数据单有电机和给定负载开始／停止（或拉入／拉出）速度的不同方法。通常，有用的SS_SPEED数值是MAX_SPEED数值的5%至15%。SS_SPEED数值必须大于由您MAX_SPEED的规定所显示的速度。

为了帮助您就您的应用选择正确的速度，请参阅电机的数据单。下面的数字显示一条典型的电机扭矩／速度曲线。

计算公式：最高电机速度（Pulses/s）=电机额定转速（r/s）*电机每转一圈所需脉冲数（Pulses/r）

（注意：此处设置的是直接与 S7-200 CPU 连接的电机速度，而非负载速度。）

实际应用中，或需考虑负载转速，脉冲与丝杠移动距离的最小长度单位，机械减速比，节距等参数，由此换算成电机速度。

最小长度单位：控制器发出一个脉冲时，丝杠移动的直线距离或旋转轴转动的度数配；

节距：负载每转移动距离或角度；

机械减速比：电机转速/负载转速；

以西门子的 SINAMICS V80 为例，电机的额定转速为 3000 r/min，即 50 r/s，设置 SINAMICS V80 指令脉冲分辨率为 1000（即控制器向 V80 发送 1000 个脉冲会使伺服电机转动一圈）；

因此，设置最高电机速度为电机额定转速即50（ r/s）*1000（Pulses/r）=50000（Pulses/s），启动/停止速度取其10%，即 5000 （Pulses/s）。

如下图 4 所示：

图 4. 设置电机速度

第五步. 设置加速时间 ACCEL_TIME 和减速时间 DECEL_TIME。如下图 5 所示：

以毫秒（ms）为单位下列时间：

ACCEL_TIME：电机从SS_SPEED加速至MAX_SPEED所需要的时间，默认值 = 1000 ms

DECEL_TIME：电机从MAX_SPEED减速至SS_SPEED所需要的时间，默认值 = 1000 ms

加速时间和减速时间的默认设置均为1秒。通常，电机所需时间不到1秒。

电机加速和减速时间由反复试验决定。您应当在开始时用位置控制向导输入一个较大的数值。当测试您的应用时，请根据要求调整有关数值。请通过逐渐减少时间直至电机开始停顿的方法，优化该应用的设置。

图 5. 设置加减速时间

第六步. 运动包络定义

 不配置包络

根据具体需求，用户可以在PTO 向导中不配置包络运动，只手动运行 。直接点击 “确认” 按钮，如下图 6 所示：

图 6. 不配置包络

 配置包络

用户如需配置包络，则点击 “新包络” 按钮，出现 “运动包络定义” 界面，点击 “Yes” 增加一个新包络运动。如下图 7 所示：

图 7. 配置新包络

针对每个包络，您必须选取下列参数：

操作模式：您根据操作模式（相对位置或单速连续旋转）配置此包络。如果您选择单速连续旋转，您必须输入一个目标速度。请启用PTO_ADV复选框和一个停止距离，为此包络发起一个‘停止’。下图显示了不同的操作模式。

包络的步骤：步骤是工具移动的固定距离，包括在加速时间和减速时间所走过的距离。每个包络最多可有4个单独步骤。您为每个步骤目标速度和结束位置。如果您有不止一个步骤，请单击"新步骤"按钮，然后为包络的每个步骤输入此信息。下图显示了四个可能的包络，但还可能有其他组合。

您只需点击"步骤绘图"按钮，即可检视根据位置控制向导的计算做出的此步骤之图形表示。这令您可轻易且互动地查看和编辑每个步骤。

位置控制向导也令您可通过在定义包络时输入一个符号名，为每个包络定义符号名。

在完成包络的配置后，您可以将它保存至配置。您的所有配置和包络信息都存储于数据块V内存赋值的PTOx_data页内。

以下针对两种操作模式举例介绍配置步骤：

（1）单速连续旋转

（2） 相对位置

单速连续旋转

对于单速连续旋转，需要输入目标速度。若想终止单速连续旋转，点击复选框 “编一个子程序（PTOX_ADV）用于此包络启动STOP（停止）操作”，并输入停止事件后的移动脉冲数。

以西门子的 SINAMICS V80 控制为例，如果设置目标速度 8000 脉冲/s，停止移动 0 脉冲，如下图 8 所示：

图 8. 单速连续旋转

相对位置

对于相对位置运动，需要输入目标速度和脉冲数。然后，用户可以单击 “绘制步” 按钮，观察运动的图示。根据移动的需要，您可以定义多个包络和多个步。

以西门子的 SINAMICS V80 控制为例，设置目标速度 8000 脉冲/s，结束位置 20000 脉冲，如下图 9 所示：

图 9. 相对位置

第七步. 分配 PTO 向导建议地址。如下图 10 所示：

注意： 建议地址不能在当前项目程序中再被使用。

图 10. PTO 向导建议地址

第八步. 选择完成 PTO 向导配置。如下图 11 所示：

图 11. 完成 PTO 向导配置

在脉冲输出向导当前界面按 F1 键可获取 PTO 向导配置帮助信息，或参考《S7-200 系统手册》第 9 章 S7-200 开环运动控制。

PTO 向导子程序编程

PTO配置中可能存在下列项目组件。在下面的组件名中，‘x’将用为脉冲发生而选择得输出位取代：‘0’代表Q0.0，‘1’代表Q0.1。此外，向导将通过附加字符‘_Z’，确保这些组件名在用户的项目中是的；在此Z是一个基于零的指标。Z将不断递增，直至生成的名称。请点击组件名，取得详细说明。