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西門子6ES7221-1BH22-0XA8原裝正品

發(fā)布時間: 2021-03-30  點擊次數(shù): 886次

西門子6ES7221-1BH22-0XA8原裝正品


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S7-200 PLC 脈沖輸出MAP 庫文件的使用

1 概述

S7--200提供了三種方式的開環(huán)運動控制:
• 脈寬調(diào)制(PWM)--內(nèi)置于S7--200,用于速度、位置或占空比控制。
• 脈沖串輸出(PTO)--內(nèi)置于S7--200,用于速度和位置控制。
• EM253位控模塊--用于速度和位置控制的附加模塊。

S7—200的內(nèi)置脈沖串輸出提供了兩個數(shù)字輸出通道(Q0.0和Q0.1),該數(shù)字輸出可以通過位控向?qū)ЫM態(tài)為PWM或PTO的輸出。

當組態(tài)一個輸出為PTO操作時,生成一個50%占空比脈沖串用于步進電機或伺服電機的速度和位置的開環(huán)控制。內(nèi)置PTO功能僅提供了脈沖串輸出。您的應用程序必須通過PLC內(nèi)置I/O或擴展模塊提供方向和限位控制。

PTO按照給定的脈沖個數(shù)和周期輸出一串方波(占空比50%),如圖1。PTO可以產(chǎn)生單段脈沖串或者多段脈沖串(使用脈沖包絡)??梢悦}沖數(shù)和周期(以微秒或毫秒為增加量):
• 脈沖個數(shù): 1到4,294,967,295
• 周期: 10μs(100K)到65535μs或者2ms到65535ms。


圖1

200系列的PLC的脈沖輸出頻率除 CPU224XP 以外均為20kHz。CPU224XP可達100kHz。如表1所示:


表1


2 MAP庫的應用

2.1 MAP庫的基本描述
現(xiàn)在,200系列 PLC 本體 PTO 提供了應用庫MAP SERV Q0.0 和 MAP SERV Q0.1,分別用于 Q0.0 和 Q0.1 的脈沖串輸出。如圖2所示:


圖2

注: 這兩個庫可同時應用于同一項目。

各個塊的功能如表2所示:

功能
Q0_x_CTRL參數(shù)定義和控制
Q0_x_MoveRelative執(zhí)行一次相對位移運動
Q0_x_MoveAbsolute執(zhí)行一次位移運動
Q0_x_MoveVelocity按預設(shè)的速度運動
Q0_x_Home尋找參考點位置
Q0_x_Stop停止運動
Q0_x_LoadPos重新裝載當前位置
Scale_EU_Pulse將距離值轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)
Scale_Pulse_EU將脈沖數(shù)轉(zhuǎn)化為距離值

表2

總體描述
該功能塊可驅(qū)動線性軸。
為了很好的應用該庫,需要在運動軌跡上添加三個限位開關(guān),如圖3:
• 一個參考點接近開關(guān)(home),用于定義位置 C_Pos 的零點。
• 兩個邊界限位開關(guān),一個是正向限位開關(guān)(Fwd_Limit),一個是反向限位開關(guān)(Rev_Limit)。
• 位置? C_Pos 的計數(shù)值格式為 DINT ,所以其計數(shù)范圍為(-2.147.483.648 to +2.147.483.647). ?
• 如果一個限位開關(guān)被運動物件觸碰,則該運動物件會減速停止,因此,限位開關(guān)的安置位置應當留出足夠的裕量?ΔSmin 以避免物件滑出軌道盡頭。


圖3

2.2 輸入輸出點定義
應用MAP庫時,一些輸入輸出點的功能被預先定義,如表3所示:

名稱MAP SERV Q0.0MAP SERV Q0.1
脈沖輸出Q0.0Q0.1
方向輸出Q0.2Q0.3
參考點輸入I0.0I0.1
所用的高速計數(shù)器HC0HC3
高速計數(shù)器預置值SMD 42SMD 142
手動速度SMD 172SMD 182

表3

2.3 MAP庫的背景數(shù)據(jù)塊
為了可以使用該庫,必須為該庫分配 68 BYTE(每個庫)的全局變量,如圖4所示:


圖4

下表是使用該庫時所用到的重要的一些變量(以相對地址表示),如表4:

符號名相對地址注釋
Disable_Auto_Stop+V0.0默認值=0意味著當運動物件已經(jīng)到達預設(shè)地點時,即使尚未減速到Velocity_SS,依然停止運動; =1時則減速至Velocity_SS時才停止
Dir_Active_Low+V0.1方向定義,默認值 0 = 方向輸出為1時表示正向。
Final_Dir+V0.2尋找參考點過程中的后方向
Tune_Factor +VD1調(diào)整因子(默認值=0)
Ramp_Time +VD5Ramp time = accel_dec_time(加減速時間)
Max_Speed_DI+VD9輸出頻率 = Velocity_Max
SS_Speed_DI+VD13輸出頻率 = Velocity_SS
Homing_State+VB18尋找參考點過程的狀態(tài)
Homing_Slow_Spd+VD19尋找參考點時的低速(默認值 = Velocity_SS)
Homing_Fast_Spd+VD23尋找參考點時的高速(默認值 = Velocity_Max/2)
Fwd_Limit+V27.1正向限位開關(guān)
Rev_Limit+V27.2反向限位開關(guān)
Homing_Active+V27.3尋找參考點激活
C_Dir+V27.4當前方向
Homing_Limit_Chk+V27.5限位開關(guān)標志
Dec_Stop_Flag+V27.6開始減速
PTO0_LDPOS_Error+VB28使用Q0_x_LoadPos時的故障信息(16#00 = *, 16#FF = 故障)
Target_Location+VD29目標位置
Deceleration_factor+VD33減速因子 =(Velocity_SS – Velocity_Max) /
accel_dec_time (格式: REAL)
SS_Speed_real+VD37速度 = Velocity_SS (格式: REAL)
Est_Stopping_Dist+VD41計算出的減速距離 (格式: DINT)

表4

2.4 功能塊介紹
下面逐一介紹該庫中所應用到的程序塊。這些程序塊全部基于PLC-200 的內(nèi)置PTO輸出,完成運動控制的功能。此外,脈沖數(shù)將通過的高速計數(shù)器 HSC 計量。通過 HSC 中斷計算并觸發(fā)減速的起始點。

2.4.1 Q0_x_CTRL
該塊用于傳遞全局參數(shù),每個掃描周期都需要被調(diào)用。功能塊如圖5,功能描述見表5。


圖5

參數(shù)類型格式單位意義
Velocity_SSINDINTPulse/sec.啟動/停止頻率,必須是大于零的數(shù)
Velocity_MaxINDINTPulse/sec.頻率
accel_dec_timeINREALsec.加減速時間
Fwd_LimitINBOOL 正向限位開關(guān)
Rev_LimitINBOOL 反向限位開關(guān)
C_PosOUTDINTPulse當前位置

表5

Velocity_SS 是脈沖頻率,是加速過程的起點和減速過程的終點。
Velocity_Max 是大小脈沖頻率,受限于電機最頻率和PLC的大輸出頻率。
在程序中若輸入超出(Velocity_SS,Velocity_Max)范圍的脈沖頻率,將會被Velocity_SS 或 Velocity_Max 所取代。
accel_dec_time 是由 Velocity_SS 加速到 Velocity_Max 所用的時間(或由Velocity_Max 減速到 Velocity_SS 所用的時間,兩者相等),范圍被規(guī)定為 0.02 ~ 32.0 秒,但不要小于0.5秒。

警告:超出 accel_dec_time 范圍的值還是可以被寫入塊中,但是會導致定位過程出錯!

2.4.2 Scale_EU_Pulse
該塊用于將一個位置量轉(zhuǎn)化為一個脈沖量,因此它可用于將一段位移轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù),或?qū)⒁粋€速度轉(zhuǎn)化為脈沖頻率。功能塊如圖6,功能描述見表6。


圖6

參數(shù)類型格式單位意義
InputINREALmm or mm/s欲轉(zhuǎn)換的位移或速度
PulsesINDINTPulse /revol.電機轉(zhuǎn)一圈所需要的脈沖數(shù)
E_UnitsINREALmm /revol.電機轉(zhuǎn)一圈所產(chǎn)生的位移
OutputOUTDINTPulse or pulse/s轉(zhuǎn)換后的脈沖數(shù)或脈沖頻率

表6

下面是該功能塊的計算公式:

2.4.3 Scale_ Pulse_EU
該塊用于將一個脈沖量轉(zhuǎn)化為一個位置量,因此它可用于將一段脈沖數(shù)轉(zhuǎn)化為位移,或?qū)⒁粋€脈沖頻率轉(zhuǎn)化為速度。功能塊如圖7,功能描述見表7。


圖7

參數(shù)類型格式單位意義
InputINREALPulse or pulse/s欲轉(zhuǎn)換的脈沖數(shù)或脈沖頻率
PulsesINDINTPulse /revol.電機轉(zhuǎn)一圈所需要的脈沖數(shù)
E_UnitsINREALmm /revol.電機轉(zhuǎn)一圈所產(chǎn)生的位移
OutputOUTDINTmm or mm/s轉(zhuǎn)換后的位移或速度

表7

下面是該功能塊的計算公式:

2.4.4 Q0_x_Home
功能塊如圖8,功能描述見表8。


圖8

參數(shù)類型格式單位意義
EXECUTEINBOOL 尋找參考點的執(zhí)行位
PositionINDINTPulse參考點的位移
Start_DirINBOOL 尋找參考點的起始方向
(0=反向,1=正向)
DoneOUTBOOL 完成位(1=完成)
ErrorOUTBOOL 故障位(1=故障)

表8

該功能塊用于尋找參考點,在尋找過程的起始,電機首先以 Start_Dir 的方向,Homing_Fast_Spd 的速度開始尋找;在碰到limit switch (“Fwd_Limit" or “Rev_Limit")后,減速至停止,然后開始相反方向的尋找;當碰到參考點開關(guān)(input I0.0; with
Q0_1_Home: I0.1)的上升沿時,開始減速到 “Homing_Slow_Spd"。如果此時的方向與 “Final_Dir" 相同,則在碰到參考點開關(guān)下降沿時停止運動,并且將計數(shù)器HC0的計數(shù)值設(shè)為 “Position" 中所定義的值。

如果當前方向與 “Final_Dir" 不同,則必然要改變運動方向,這樣就可以保證參考點始終在參考點開關(guān)的同一側(cè)(具體是那一側(cè)取決于 “Final_Dir")。


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