S7-200 CPU 脈沖輸出和方向輸出點接線

使用 PTO 向導用于 S7-200 CPU 脈沖輸出和方向控制，用戶應按照如下表 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 其它輸出點或數字量擴展模塊輸出點為方向點自定義 S7-200 CPU 其它輸出點或數字量擴展模塊輸出點為方向點

表 1. S7-200 CPU 脈沖和方向輸出點

PTO 向導配置

用戶必須先配置 PTO 向導，才能使用 PTO 向導生成的子程序 。

用戶可在STEP 7 Micro/Win 編程軟件中選擇菜單命令工具> 位控向導按照以下步驟執行：

 注意：如下是使用西門子 SINAMICS V80 為例，而用戶必須根據實際使用的電機參數設置 PTO 向導！

第一步. 為 S7-200 PLC 選擇 “配置 S7-200 PLC 內置 PTO/PWM” 操作。如下圖 1 所示：

圖 1. 配置 S7-200 PLC 內置 PTO/PWM 操作

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

圖 2. 脈沖發生器

第三步. 從下拉對話框中選擇 “線性脈沖串輸出(PTO)” 。若想監視 PTO 產生的脈沖數目，點擊復選框選擇使用高速計數器。如下圖 3 所示：

圖 3. 選擇 PTO

第四步. 設置最高電機速度 MAX_SPEED 和電機啟動/停止速度 SS_SPEED。

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

MAX_SPEED：在電機扭矩能力范圍內輸入您的應用的最佳工作速度。驅動負載所需的轉矩由摩擦力、慣性和加速／減速時間決定。位置控制向導會計算和顯示由位控模塊為的MAX_SPEED所能夠控制的速度。?

SS_SPEED：在電機的能力范圍內輸入一個數值，以低速驅動負載。如果SS_SPEED數值過低，電機和負載可能會在運動開始和結束時顫動或跳動。如果SS_SPEED數值過高，電機可能在啟動時喪失脈沖，并且在嘗試停止時負載可能過度驅動電機。

注釋：MIN_SPEED值由計算得出。您不能在此域中輸入其他數值。

電機數據單有電機和給定負載開始／停止（或拉入／拉出）速度的不同方法。通常，有用的SS_SPEED數值是MAX_SPEED數值的5%至15%。SS_SPEED數值必須大于由您MAX_SPEED的規定所顯示的速度。

為了幫助您就您的應用選擇正確的速度，請參閱電機的數據單。下面的數字顯示一條典型的電機扭矩／速度曲線。

計算公式：最高電機速度（Pulses/s）=電機額定轉速（r/s）*電機每轉一圈所需脈沖數（Pulses/r）

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

實際應用中，或需考慮負載轉速，脈沖與絲杠移動距離的最小長度單位，機械減速比，節距等參數，由此換算成電機速度。

最小長度單位：控制器發出一個脈沖時，絲杠移動的直線距離或旋轉軸轉動的度數配；

節距：負載每轉移動距離或角度；

機械減速比：電機轉速/負載轉速；

以西門子的 SINAMICS V80 為例，電機的額定轉速為 3000 r/min，即 50 r/s，設置 SINAMICS V80 指令脈沖分辨率為 1000（即控制器向 V80 發送 1000 個脈沖會使伺服電機轉動一圈）；

因此，設置最高電機速度為電機額定轉速即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. 設置電機速度

第五步. 設置加速時間 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：電機從SS_SPEED加速至MAX_SPEED所需要的時間，默認值 = 1000 ms

DECEL_TIME：電機從MAX_SPEED減速至SS_SPEED所需要的時間，默認值 = 1000 ms

加速時間和減速時間的默認設置均為1秒。通常，電機所需時間不到1秒。

電機加速和減速時間由反復試驗決定。您應當在開始時用位置控制向導輸入一個較大的數值。當測試您的應用時，請根據要求調整有關數值。請通過逐漸減少時間直至電機開始停頓的方法，優化該應用的設置。

圖 5. 設置加減速時間

第六步. 運動包絡定義

 不配置包絡

根據具體需求，用戶可以在PTO 向導中不配置包絡運動，只手動運行 。直接點擊 “確認” 按鈕，如下圖 6 所示：

圖 6. 不配置包絡

 配置包絡

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

圖 7. 配置新包絡

針對每個包絡，您必須選取下列參數：

操作模式：您根據操作模式（相對位置或單速連續旋轉）配置此包絡。如果您選擇單速連續旋轉，您必須輸入一個目標速度。請啟用PTO_ADV復選框和一個停止距離，為此包絡發起一個‘停止’。下圖顯示了不同的操作模式。

包絡的步驟：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。每個包絡最多可有4個單獨步驟。您為每個步驟目標速度和結束位置。如果您有不止一個步驟，請單擊"新步驟"按鈕，然后為包絡的每個步驟輸入此信息。下圖顯示了四個可能的包絡，但還可能有其他組合。

您只需點擊"步驟繪圖"按鈕，即可檢視根據位置控制向導的計算做出的此步驟之圖形表示。這令您可輕易且互動地查看和編輯每個步驟。

位置控制向導也令您可通過在定義包絡時輸入一個符號名，為每個包絡定義符號名。

在完成包絡的配置后，您可以將它保存至配置。您的所有配置和包絡信息都存儲于數據塊V內存賦值的PTOx_data頁內。

以下針對兩種操作模式舉例介紹配置步驟：

（1）單速連續旋轉

（2） 相對位置

單速連續旋轉

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

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

圖 8. 單速連續旋轉

相對位置

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

以西門子的 SINAMICS V80 控制為例，設置目標速度 8000 脈沖/s，結束位置 20000 脈沖，如下圖 9 所示：

圖 9. 相對位置

第七步. 分配 PTO 向導建議地址。如下圖 10 所示：

注意： 建議地址不能在當前項目程序中再被使用。

圖 10. PTO 向導建議地址

第八步. 選擇完成 PTO 向導配置。如下圖 11 所示：

圖 11. 完成 PTO 向導配置

在脈沖輸出向導當前界面按 F1 鍵可獲取 PTO 向導配置幫助信息，或參考《S7-200 系統手冊》第 9 章 S7-200 開環運動控制。

PTO 向導子程序編程

PTO配置中可能存在下列項目組件。在下面的組件名中，‘x’將用為脈沖發生而選擇得輸出位取代：‘0’代表Q0.0，‘1’代表Q0.1。此外，向導將通過附加字符‘_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。Z將不斷遞增，直至生成的名稱。請點擊組件名，取得詳細說明。