S7-1200 PWM功能简介

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1 PWM功能简介
PWM(脉冲宽度可调)是一种周期固定,脉宽可调节的脉冲输出,如图1示,PWM功能虽然使用的是数字量输出,但其在很多方面类似于模拟量,比如它可以控制电机的转速,阀门的位置等。S7-1200 CPU提供了两个输出通道用于高速脉冲输出,分别可组态为PTO或PWM,PTO的功能只能由运动控制指令来实现,PWM功能使用CTRL_PWM指令块实现,当一个通道被组态为PWM时,将不能使用PTO功能,反之亦然。
图1所示为PWM原理n

S7-1200 PWM功能简介 脉冲宽度可表示为脉冲周期的百分之几(0-100%),千分之几(0-1000),万分之几(0-10000)或S7 analog(模拟量)形式,脉宽的范围可从0(无脉冲,数字量输出为0)到全脉冲周期(无脉冲,数字量输出为1 ) 。

1 脉冲周期 2 脉冲宽度n

图1 PWM原理n

2 PWM功能组态
CPU的两路脉冲发生器,使用特定的输出点,如图2所示,用户可使用CPU集成输出点或信号板的输出点,表中所示为默认情况下的地址分配,用户也可自己更改输出地址,无论点的地址如何变化,PTO1/PWM1总是使用第一组输出,PTO2/PWM2使用紧接着的一组输出,对于CPU集成点和信号板上的点都是如此。PTO在使用脉冲输出时一般占用2个输出点,而PWM只使用一个点,另个没有使用的点可用作其它功能。n

脉冲功能输出点占用如图2n

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图2 脉冲功能输出点占用n

组态步骤
1. 进入Device Configuration(设备组态)界面,选中CPU,点击属性,选中Pulse Generator(PTO/PWM)。如图3n

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图3进入设备组态n

2. 组态脉冲发生器参数,如图4。n

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图4 脉冲发生器组态n

1 Pulse generator used as(脉冲输出类型):用于选择PTO或PWM输出。
2 Output source(输出源):选择是CPU集成点输出或信号板输出。
3 Time Based(时基):Milliseconds(毫秒),Microseconds(微秒)
4 Pulse width format(脉宽形式):Hundredths(百分比),Thousandths(千分比),ten thousandths(万分比),S7 analog format(S7模拟量)。
5 Cycle time(周期):脉冲的周期值只能在此修改。
6 Intial pulse width(初始脉宽)。
图5所示为系统指定的硬件输出点n

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图5 PWM硬件输出点n

图6为PWM所分地址n

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图6 PWM脉宽调制地址n

1 Start address(起始地址):此地址为WORD类型,用于存放脉宽值,用户可在系统运行中实时修改此值达到修改脉宽的目的,默认情况下,PWM1使用QW1000,PWM2使用QW1002。
2 Process Image(过程映像区):由于脉宽值存放地址为过程映像区,这里选择更新方式,默认为周期更新。
3 HW ID(硬件识别号)。n

3 PWM指令块
S7-1200 CPU使用CTRL_PWM指令块实现PWM输出,如图7.在使用此指令块时需要添加背景数据块,用于存储参数信息。n

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图7 PWM指令块n

PWM指令块参数如表1n

参数 数据类型 描述
PWM WORD 填写硬件识别号,即组态参数中的HW ID
Enbale BOOL 1= 使能指令块
0= 禁止指令块
Busy BOOL 功能应用中
Status WORD 状态显示

表1 PWM指令块参数n

当EN端变为1时,指令块通过Enable端使能或禁止脉冲输出,脉冲宽度通过组态好的QW来调节,当CTRL_PWM指令块正在运行时,BUSY位将一直为0。
有错误发生时ENO端输出为0,同时STATUS显示错误状态,如图2n

Status 值 描述
0 无错误
80A1 硬件识别号(HW ID)非法

表2 错误状态

4 应用举例
使用模拟量控制数字量输出,当模拟量值发生变换时,CPU输出的脉冲宽度随之改变,但周期不变,可用于控制脉冲方式的加热设备。此应用通过PWM功能实现,脉冲周期为1S,模拟量值在0-27648之间变化。

1硬件组态
在硬件组态中定义相关输出点,并进行参数组态,双击硬件组态选中CPU
定义IW64为模拟量输入,输入信号为0-10V DC。
PWM 参数组态如下

图8所示为硬件参数组态

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图8 硬件参数组态

图9所示为硬件输出点与脉宽地址定义

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图9 硬件输出点与脉宽地址

2建立变量
在变量表中建好变量,如图10

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图10 PWM示例建立变量

3程序编制
在定义完变量后,打开OB1,从指令列表中将CTRL_PWM指令块拖入编辑器中,并定义背景数据块,最后添加模拟量赋值程序。如图11

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图11 PWM示例程序编制

4监控
在状态表中监控变量如图12,使能PWM_Enable,通过外部模拟电位计,改变输入电压“Analog_input”值,脉冲以1S的固定周期,脉宽随“Pulse Width”变化。

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图12 PWM示例监控变量

关键词
S7-1200,脉宽可调

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