西门子S7-1200 PLC编程与应用 教学课件 作者 刘华波 09 工艺功能.pptVIP

9.3 运动控制 S7-1200在运动控制中使用了轴的概念，通过对轴的组态，包括硬件接口、位置定义、动态特性、机械特性等，与相关的指令块（符合PLCopen规范）组合使用，可实现绝对位置、相对位置、点动、转速控制及自动寻找参考点的功能。 步进驱动 硬件输出 (PTO) 方向控制位 伺服控制 S7-1200运动控制示意图 运动控制功能原理示意图 S7-1200 运动控制功能的实现包含以下4部分： （1）相关执行设备。 （2）CPU硬件输出。 （3）定义工艺对象“轴”。 （4）程序中的控制指令块。 应用举例:假设有一个伺服电机带动一滑块在轨道上左右滑行，伺服电机转速3000转/分钟，旋转编码器一圈为1000个脉冲，电机每转一圈滑块运行10mm，左限位开关输入点I0.1，右限位开关为输入点I0.2，参考点输入为I0.0。系统示意图如图所示。要求从参考点位置，向左极限方向运动30mm。 左极限开关 滑块 外部参考点 右极限开关 0 10 20 30 40 50 -50 -40 -30 -20 -10 9.4 PWM PWM是一种周期固定，脉宽可调节的脉冲输出。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。 脉冲宽度可表示为脉冲周期的百分之几、千分之几、万分之几、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）。 描述 默认的输出分配 脉冲 方向 PTO1 CPU Q0.0 Q0.1 SB Q4.0 Q4.1 PWM1 CPU Q0.0 - SB Q4.0 - PTO2 CPU Q0.2 Q0.3 SB Q4.2 Q4.3 PWM2 CPU Q0.2 - SB Q4.2 - 脉冲功能输出点 激活脉冲发生器 应用举例：使用模拟量控制数字量输出，当模拟量发生变换时，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。 青岛大学-西门子先进自动化技术联合实验室 第9章 工艺功能 9.1模拟量处理及PID功能 典型的PLC模拟量单闭环控制系统如图所示。 传感器 变送器 A/D 模拟量输入模块 CPU 执行器 D / A 模拟量输出模块 IWxxx:P QWxxx:P 模拟量输入输出示意图 模拟量模块的属性对话框 SM1234模块属性对话框的“模拟输入”项 模拟量的表达方式和测量值的分辨率 不同的电压、电流、电阻或温度输入信号对应的数值关系 PID控制器功能结构示意图 PID基本参数组态 输入标定 高级参数组态 PID参数组态 控制区 趋势显示区 优化区 当前值显示区 调试面板 PID应用举例:假设有一加热系统，加热源采用脉冲控制的灯泡。干扰源采用电位计控制的小风扇，使用传感器测量系统的温度，灯泡亮时会使灯泡附近的温度传感器温度升高，风扇运转时可给传感器周围降温，设定值为0~10V的电压信号送入PLC，温度传感器作为反馈接入到PLC中，干扰源给定直接输出至风扇。 9.2 高速计数器 生产实践中，经常会遇到需要检测高频脉冲的场合，例如检测步进电机的运动距离，计算异步电机转速等，而PLC中的普通计数器受限于扫描周期的影响，无法计量频率较高的脉冲信号。 S7-1200 CPU提供了最多6个高速计数器，其独立于CPU的扫描周期进行计算，可测量的单相脉冲频率最高为100khz，双相或A/B相频率最高为30khz。高速计数器可用于连接增量型旋转编码器，通过对硬件组态和调用相关指令块来使用此功能。 描述 输入点定义 功能 ? ? ? ? ? ? ? ? HSC HSC1 使用CPU集成I/O 或信号板或监控 PTO0 I0.0 I4.0 PTO 0 I0.1 I4.1 PTO 0方向 ? I0.3 ? HSC2 使用CPU集成I/O 或监控PTO0 I0.2 PTO 1 I0.3 PTO 1方向 I0.1 ? HSC3 使用CPU集成I/O I0.4 I0.5 I0.7 ? HSC4 使用CPU集成I/O I0.6 I0.7 I0.5 ? HSC5 使用CPU集成I/O或信号板 I1.0 I1.4 I1.1 I4.1 I1.2 ? HSC6 使用CPU集成I/O I1.3 I