業(yè)務(wù)顧問；竭誠為你服務(wù)，急你所需、
所售均為西門子原裝正品全新未開封產(chǎn)品，圖片僅供參考,一切以型號為準，實物保證全新，敬請放心購買！量大價優(yōu)，歡迎選購！

S7-200 PLC 脈沖輸出MAP 庫文件的使用

推薦文檔: 西門子工程師推薦本文檔！

• 文檔

•  

• 涉及產(chǎn)品

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(yīng)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(luò)）。可以脈沖數(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的最大脈沖輸出頻率除 CPU224XP 以外均為20kHz。CPU224XP可達100kHz。如表1所示：

表1

2 MAP庫的應(yīng)用

2.1 MAP庫的基本描述
現(xiàn)在，200系列 PLC 本體 PTO 提供了應(yīng)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(yīng)用于同一項目。

各個塊的功能如表2所示：

表2

總體描述
該功能塊可驅(qū)動線性軸。
為了很好的應(yīng)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(yīng)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(yīng)用MAP庫時，一些輸入輸出點的功能被預(yù)先定義，如表3所示：

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最重要的一些變量（以相對地址表示），如表4：

表4

2.4 功能塊介紹
下面逐一介紹該庫中所應(yīng)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

表5

Velocity_SS 是最小脈沖頻率，是加速過程的起點和減速過程的終點。
Velocity_Max 是最大小脈沖頻率，受限于電機最大頻率和PLC的最大輸出頻率。
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(dǎo)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

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

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

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”）。

尋找參考點的狀態(tài)可以通過全局變量 “Homing_State” 來監(jiān)測，如表9：

表9

2.4.5 Q0_x_MoveRelative
該功能塊用于讓軸按照的方向，以的速度，運動的相對位移。功能塊如圖9，功能描述見表10。

圖9

表10

2.4.6 Q0_x_MoveAbsolute
該功能塊用于讓軸以的速度，運動到的位置。功能塊如圖10，功能描述見表11。

圖10

表11

2.4.7 Q0_x_MoveVelocity
該功能塊用于讓軸按照的方向和頻率運動，在運動過程中可對頻率進行更改。功能塊如圖11，功能描述見表12。

圖11

表12

注意：Q0_x_MoveVelocity 功能塊只能通過 Q0_x_Stop block 功能塊來停止軸的運動。如圖12：

圖12

2.4.8 Q0_x_Stop
該功能塊用于使軸減速直至停止。功能塊如圖13，功能描述見表13。

圖13

表13

2.4.9 Q0_x_LoadPos
該功能塊用于將當前位置的位置設(shè)置為預(yù)置值。功能塊如圖14，功能描述見表14。

圖14

表14

注意：使用該塊將使得原參考點失效，為了清晰地定義位置，必須重新尋找參考點。

2.5 校準

該塊所使用的算法將計算出減速過程（從減速起始點到速度最終達到Velocity_SS）所需要的脈沖數(shù)。但時在減速過程中所形成的斜坡有可能會導(dǎo)致計算出的減速斜坡與實際的包絡(luò)不**。此時就需要對 “Tune_Factor” 進行校正。

校正因子 “Tune_Factor”
“Tune_Factor” 的值取決于最大、最小和目標脈沖頻率以及最大減速時間。如圖15：

圖15

如圖所示，運動的目標位置是B，算法會自動計算出減速起始點，當計算與實際不符時，當軸已經(jīng)運動到B點時，尚未到達最低速度，此時若位 ”Disable_Auto_Stop” = 0，則軸運動到B點即停止運動，若位 ”Disable_Auto_Stop” = 1，則軸會繼續(xù)運動直至到達最低速度。圖中所示的情況為計算的減速起始點出現(xiàn)的太晚了。

確定調(diào)整因子

注意：一次新的校準過程并不需要將伺服驅(qū)動器連接到CPU。
步驟如下：
1. 置位 ”Disable_Auto_Stop”，即令 ”Disable_Auto_Stop” = 1。
2. 設(shè)置 “Tune_Factor” = 1。
3. 使用 Q0_x_LoadPos 功能將當前位置的位置設(shè)為0。
4. 使用 Q0_x_MoveRelative，以的速度完成一次相對位置運動（留出足夠的空間以使得該運動得以順利完成）。
5. 運動完成后，查看實際位置 HC0。Tune_Factor 的調(diào)整值應(yīng)由 HC0，目標相對位移 Num_Pulses，預(yù)估減速距離 Est_Stopping_Dist 所決定。Est_Stopping_Dist 由下面的公式計算得出：

Tune_Factor由下面的公式計算得出：

6. 在調(diào)用 Q0_x_CTRL 的網(wǎng)絡(luò)之后插入一條網(wǎng)絡(luò)，將調(diào)整后的 Tune_Factor 傳遞給全局變量 +VD1，如圖16。

圖16

7. 復(fù)位 ”Disable_Auto_Stop”，即令 ”Disable_Auto_Stop” = 0。

2.6 尋找參考點的若干種情況
在尋找參考點的過程中由于起始位置、起始方向和終止方向的不同會出現(xiàn)很多種情況。

一個總的原則就是：從起始位置以起始方向 Start_Dir 開始尋找，碰到參考點之前若碰到限位開關(guān)，則立即調(diào)頭開始反向?qū)ふ?，找到參考點開關(guān)的上升沿（即剛遇到參考點開關(guān)）即減速到尋找低速 Homing_Slow_Spd，若在檢測到參考點開關(guān)的下降沿（即剛離開遇到參考點開關(guān)）之前已經(jīng)減速到 Homing_Slow_Spd，則比較當前方向與終止方向 Final_Dir 是否*，若*，則完成參考點尋找過程；若否，則調(diào)頭找尋另一端的下降沿。若在檢測到參考點開關(guān)的下降沿（即剛離開遇到參考點開關(guān)）之前尚未減速到 Homing_Slow_Spd，則在減速到 Homing_Slow_Spd 后調(diào)頭加速，直至遇到參考點開關(guān)上升沿，重新減速到 Homing_Slow_Spd，最后判斷當前方向與終止方向 Final_Dir 是否*，若*，則完成參考點尋找過程；若否，則調(diào)頭找尋另一端的下降沿。（Final_Dir 決定尋找參考點過程結(jié)束后，軸停在參考點開關(guān)的哪一側(cè)）

下面的圖形會反應(yīng)不同情形下尋找參考點的過程。

Start_Dir=0, Final_Dir=0，如圖17：

圖17

Start_Dir=0, Final_Dir=1，如圖18：

圖18

Start_Dir=1, Final_Dir=0，如圖19：

圖19

Start_Dir=1, Final_Dir=1，如圖20：

在搜索關(guān)鍵字中輸入文檔編號“26513850”，進入下面的網(wǎng)頁：

選擇下載 MAP 參考文檔（English）SERV_MAP_e.pdf 和 庫文件 SERV MAP.zip。