电气工程师：西门子S7-200PLC编程PTO脉冲的产生与使用

PTO功能按照给定的脉冲个数和周期输出一串方波脉冲，占空比为50％。PTO可以产生单段脉冲或通过使用脉冲包络产生多段脉冲。必须为其设定脉冲个数和周期（以微秒或毫秒为单位）：脉冲个数：1－4294967295，为32位无符号数；周期：10~65535us或2-65535ms，为16位无符号数。

在设置脉冲个数时，若将脉冲个数设为0，系统会默认为个数为1：在设置脉冲周期时，符号数如果周期小于两个时间单位，系统会默认周期为两个时间单位，例如时间单位为ms，周期设为1.3ms，系统会默认周期为2ms，另外，如果将周期值设为奇数值(如75ms)，产生的脉冲波形会失真。

PTO脉冲课分为单段脉冲串和多段脉冲串，多段脉冲串由多个单段脉冲串组成。

1、单段脉冲串的产生

要让Q0.0或Q0.1端子输出单段脉冲串，须先对相关的控制字节和参数进行设置，再执行高速脉冲输出PLS指令。

图1是一段用来产生单段脉冲串的程序。在PLC首次扫描时，SM0.1触点闭合一个扫描周期，复位指令将Q0.0输出映像寄存器(即Q0.0线圈)置0，以便将Q0.0端子用于高速脉冲输出：当I0.1轴点合时，上开沿P触点接通一个扫描周期，MOV_B、MOV_W和MOV_ DW依次执行，对高速脉冲发生器的控制字节和参数进行设置，然后执行高速脉冲输出PLS指令，让高速脉冲发生器按设置产生单段PTO脉冲串并从Q0.0端子输出。在PTO脉冲串输出期间，如果I0.2触点闭合，MOV_B、 MOV_ DW依次执行，将控制字节设为禁止脉冲输出、脉冲个数设为0，然后执行PLS指令，高速脉冲发生器马上按新的设置工作，即停止从Q0.0端子输出脉冲。单段PTO脉冲串输出完成后，状态位SM66.7会置1，表示PTO脉冲输出结束。

2、单段脉冲串的产生

多段脉冲串有两种类型：单段管道脉冲串和多段管道脉冲串

(1)单段管道脉冲串

由于控制单元参数只能对单段脉冲串产生作用，因此在输出单段管道脉冲串时，要求执行PLS指令产生首段脉冲串后，立即接第二段脉冲串要求刷新控制参数单元，并再次执行PLS串中的每个脉冲参数要相同指令，这样首段脉冲串输出完成后，会接着按新的控制参数输出第二段脉冲串。单段管道脉冲串的每个脉冲串可采用不同参数，这样易出现脉冲串之间连接不平稳，在输出多个参数不同的脉冲串时，编程也很复杂。

（2）多段管道脉冲串

多段管道脉冲串也由多个单段脉冲串组成，每个单段脉冲串的参数可以不同，单段脉冲串中的每个脉冲参数也可以不同。

①参数设置包络表

由于多段管道脉冲串的各个脉冲串允许有较复杂的变化，无法用产生单段管道脉冲串的方法来输出多段管道脉冲串，S7-200PLC采用在变量存储区建立一个包络表的方法，由该表来设置多段管道脉冲串中的各个脉冲串的参数。多段管道脉冲串的参数设置包络表见表1，从包络表中可以看出，每段脉冲串的参数占用8字节，其中2字节为16位初始周期值,2字节为16位周期增量值,4字节为32位脉冲数值，可以通过编程的方式使脉冲的周期自动增减，在周期增量处输入一个正值会增加周期，输入一个负值会减少周期，输入0将不改变周期。

在多段管道模式下，系统仍使用特殊存储器区的相应控制字节和状态位，每个脉冲串的参数则从包络表的变量存储器区读出，在多段管道编程时，必须将包络表的变量存储器起始地址(即包络表中的n值)存入SMW168或SMW178中，在包络表中的所有周期值必须使用同一个时间单位，而且在运行时不能改变包络表中的内容，执行PLS指令来启动多段管道操作。

②多段管道脉冲串的应用举例。

多段管道脉冲串常用于步进电动机的控制。图2是一个步进电动机的控制包络线，包络线分3段：第1段(AB段)为加速运行，电动机的起始频率为2kHz(周期为500s)，终止频率为10kHz(周期为100us)，要求运行脉冲数目为200个：第2段(BC段)为恒速运行，电动机的起始和终止频率均为10kHz(周期为100s)，要求运行脉冲数目为3600个；第3段(CD段)为减速运行，电动机的起始频率为10kHz(周期为100us)，终止频率为2kHz(500us)，要求运行脉冲数目为200个。

根据图2步进电动机的控制包络线列出的包络表

根据包络表可编写出步进电动机的控制程序，如图3所示，该程序由主程序、SBR_0子程序和NT_0中断程序组成。

主程序

SBR_0子程序

INT_0中断程序

​在主程序中，PLC首次扫描时SM0。触点闭合一个扫描周期，先将Q0.0端子输出映像寄存器置0，以便将该端子用于高速脉冲输出，然后执行子程序调用指令转入SBR0子程序。在SBR0子程序中，网络1用于设置多段管道脉冲串的参数包络表(段数、第1段参数、第2段参数和第3段参数)，网络2先设置脉冲输出的控制字节，并将包络表起始单元地址号送入SMW168单元，然后用中断连接指令将NT0中断程序与中断事件19(PTO0脉冲串输出完成产生中断)连接起来，再用EN指令允许所有的中断，最后执行PLS指令，让高速脉冲发生器按设定的控制方式和参数(由包络表设置)工作，即从Q0.0端子输出多段管道脉冲串，去驱动步进电动机按加速、恒速和减速顺序运行。当Q00端子的多管道PTO脉冲输出完成后，马上会向系统发出中断请求，系统则执行DNT0中断程序，Q10线圈得电。

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PLC产生脉冲信号的两种方法

脉冲信号在PLC编程中会经常用到，比如：通信过程中的心跳脉冲、蜂鸣器/指示灯的报警脉冲等等。这些脉冲信号可以来自硬件(组态)，也可以来自软件(编程)。今天这篇文章，给大家介绍下两种产生脉冲信号的方法，包括：

CPU的时钟脉冲；扩展函数LGF_Frequency；

1、CPU的时钟脉冲

CPU的时钟脉冲可以产生8个不同频率的脉冲信号(占空比1:1)。在CPU的硬件组态中找到【系统和时钟存储器】，勾选【启用时钟存储器字节】，在时钟存储器字节的地址中输入位存储器的地址(默认为MB0)，那么CPU的硬件(严格来说是操作系统)会将相应频率的脉冲写入到该位存储器字节的相应位。比如下面这张图：M0.1是5Hz的时钟脉冲，M0.5是1Hz的时钟脉冲。

这种配置脉冲信号的方法很简单，不过其缺点在于会降低程序的通用性。比如：有的人使用MB0作为时钟存储器字节，有的人使用MB10或者其它的位存储区作为时钟存储器字节，这在不同的项目程序移植时会造成一些困难。为了提高程序的通用性，可以使用通用扩展函数库中的LGF_Frequency函数。

2、LGF_Frequency

扩展函数LGF_Frequency可以产生指定频率及占空比的脉冲信号，在全局库【信号发生器】中可以找到该函数，其初始添加状态如下图所示：

函数LGF_Frequency有两个输入参数和两个输出参数：

输入参数包括：

frequency：实数，发生器的输出频率，单位Hz；脉冲的周期为频率的倒数，假设频率设置为0.5，则该脉冲的周期为2s；PulsePauseRatio：实数，输出脉冲的占空比，即高电平持续时间与低电平持续时间的比值；假设占空比为3.0，则高电平持续时间/低电平持续时间=3/1；

输出参数包括：

clock：布尔型，脉冲输出地址；countdown：TIME型，当前状态的剩余时间；

使用LGF_Frequency函数可以产生与硬件无关的脉冲信号。比如，

下面的代码(FB2_ClockTest)分别产生一个1Hz、10Hz、0.5Hz且占空比为1:1的脉冲信号。

这些信号存放在全局数据块DB10_GlobalPulse的变量中：

执行该函数块的Trace数据如下图所示：

这种通过函数块和数据块实现的脉冲信号提高了程序的可读性，并且能产生任意需要的周期及占空比的脉冲信号，缺点是需要手动编程，相比CPU的脉冲信号复杂一点；

说明：其实之前介绍过LGF_Frequency及通用函数库，可以看看文章：博途扩展函数库LGF系列教程(1)-LGF_Frequency

好了，关于PLC产生脉冲信号的两种方法就先介绍到这里。

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