计算机控制技术实验指导书PTO.docVIP

机电传动控制实验（PTO） 实验目的 了解工程中传动控制的系统环节； 熟悉机电传动控制电路构成与软件编程； 通过PLC实现单轴变速变距离编程实验，掌握PTO编程基本方法。 实验装置 运动与温度控制实验装置 一套 可编程序控制器实验装置 一套 导线 若干根 微机 一台套 实验装置介绍 运动与温度控制实验装置 提供了两种控制单元：以丝杠为被控对象的运动控制单元、以电加热炉为被控对象的温度控制单元。本实验使用单轴运动控制单元。 控制电机采用步进电机，步进电机驱动器内含环形编码器与功率放大器；其接口包括脉冲端，方向端、公共端以及脱机控制端。其中脱机控制端用于控制驱动器使能与否。 可编程序控制器实验装置 由西门子PLC，触摸屏和接口单元三部分组成，如下图所示。 PLC由S7-200 CPU224XP主机单元、EM235模拟量单元以及LOGO!POWER电源单元三部分组成。CPU224XP主机模块提供数字量输入点14个、输出点10个。EM235模块提供模拟量输入点4个、输出点1个。为便于接线，所有接线端子已全部引出到实验箱面板上。 触摸屏作为嵌入式一体化机既是与用户交互的窗口，也可实时与下位PLC通讯，对其进行读写操作。触摸屏旁边有一红色船型直流24V开关电源对触摸屏进行供电控制。 实验原理 PTO/PWM PTO功能按照给定的脉冲个数和周期输出一串方波，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：1－4 294 967 295 周期：50μs（20K）到65535μs或者2ms到65535ms（注：设定的周期应为偶数，否则会引起占空比失真。CPU224 XP可以支持最短10μs脉冲周期。） PWM功能产生一个占空比变化周期固定的脉冲输出。你可以为其设定周期和脉宽（以微秒或毫秒为单位）： 周期：50μs到65535μs或者2ms到65535ms（CPU224 XP可以支持最短10μs脉冲周期。） 脉宽：0μs到65535μs或者0ms到65535ms（最低50μs，设置为0μs等于禁止输出；CPU224 XP可以支持最短10μs脉冲周期。） 单段操作与多段管线作业 在单段管线作业中，用户程序更新下一个PTO的SM位置。初始PTO段一旦开始，必须按照对第二个波形的要求立即修改SM位。执行PLS指令时，第二个PTO特征被保留在管线中，直至第一个PTO完成。管线中每次只能存储一个条目。第一个PTO一旦完成，第二个波形输出即开始 在多段管线作业中，S7-200从V内存中的轮廓表自动读取每个脉冲链段的特征。该模式中的SM位置是轮廓表的控制字节、状态字节和起始V内存偏移量（SMW168或SMW178）。时基可以为微秒或毫秒，但该选项适用于轮廓表中的所有循环时间数值，但在轮廓运行时不得变更。然后可由执行PLS指令开始多段操作。 PTO控制字 指定的特殊内存（SM）为每台生成器存储以下数据：一个控制字节（SMB67、 SMB77 ）、一个脉冲计数值（ SMD72 、 SMD82 ）和一个循环时间和脉冲宽度数值（ SMW68 、 SMW78 ） 多管线内存规则（VB500开始为例） V内存地址 数值 VB500 3 (段总数) VW501 500 (初始循环时间 － #1段) VW503 -2 (delta循环时间 - #1段) VW505 200 (脉冲数 - #1段) VW509 100 (初始循环时间 - #2段) VW511 0 (delta循环时间 - #2段) VW513 3400 (脉冲数 - #2段) VW517 100 (初始循环时间 - #3段) VW519 1 (delta循环时间 -#3段) VD521 400 (脉冲数 -#3段) 实验步骤 以PLC、步进电机及驱动器、输入开关等构建脉冲运动控制硬件系统： 注意: 脉冲及方向控制与普通输出信号一样，接线须构成完整输出回路 其中: Q0.0 脉冲端 Q0.2 方向端 公共端 0V 输出L+ 24V I0.0 程序启停控制 I0.1 运动方向控制 设计运动加减速过程，构建包络曲线： 根据包络曲线，设计内存数据表： V内存地址 数值 VB500 3 (段总数) VW501 500 (初始循环时间 － #1段) VW503 -2 (de