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1 PWM功能簡介
PWM(脈沖寬度可調(diào))是一種周期固定，脈寬可調(diào)節(jié)的脈沖輸出，如圖1示，PWM功能雖然使用的是數(shù)字量輸出，但其在很多方面類似于模擬量，比如它可以控制電機的轉(zhuǎn)速，閥門的位置等。S7-1200 CPU提供了兩個輸出通道用于高速脈沖輸出，分別可組態(tài)為PTO或PWM，PTO的功能只能由運動控制指令來實現(xiàn)，PWM功能使用CTRL_PWM指令塊實現(xiàn)，當(dāng)一個通道被組態(tài)為PWM時，將不能使用PTO功能，反之亦然。
圖1所示為PWM原理
|
脈沖寬度可表示為脈沖周期的百分之幾（0-100%），千分之幾（0-1000），萬分之幾（0-10000）或S7 analog(模擬量)形式，脈寬的范圍可從0（無脈沖，數(shù)字量輸出為0）到全脈沖周期（無脈沖，數(shù)字量輸出為1 ） 。 |
1 脈沖周期 2 脈沖寬度
圖1 PWM原理
2 PWM功能組態(tài)
CPU的兩路脈沖發(fā)生器，使用特定的輸出點，如圖2所示，用戶可使用CPU集成輸出點或信號板的輸出點，表中所示為默認(rèn)情況下的地址分配，用戶也可自己更改輸出地址，無論點的地址如何變化，PTO1/PWM1總是使用*組輸出，PTO2/PWM2使用緊接著的一組輸出，對于CPU集成點和信號板上的點都是如此。PTO在使用脈沖輸出時一般占用2個輸出點，而PWM只使用一個點，另個沒有使用的點可用作其它功能。
脈沖功能輸出點占用如圖2
圖2 脈沖功能輸出點占用
組態(tài)步驟
1. 進入Device Configuration（設(shè)備組態(tài)）界面，選中CPU,點擊屬性，選中Pulse Generator(PTO/PWM)。如圖3
圖3進入設(shè)備組態(tài)
2. 組態(tài)脈沖發(fā)生器參數(shù)，如圖4。
圖4 脈沖發(fā)生器組態(tài)
1 Pulse generator used as（脈沖輸出類型）：用于選擇PTO或PWM輸出。
2 Output source（輸出源）：選擇是CPU集成點輸出或信號板輸出。
3 Time Based（時基）：Milliseconds（毫秒），Microseconds（微秒）
4 Pulse width format（脈寬形式）:Hundredths(百分比),Thousandths（千分比）,ten thousandths（萬分比）,S7 analog format（S7模擬量）。
5 Cycle time（周期）：脈沖的周期值只能在此修改。
6 Intial pulse width(初始脈寬)。
圖5所示為系統(tǒng)指定的硬件輸出點
圖5 PWM硬件輸出點
圖6為PWM所分地址
圖6 PWM脈寬調(diào)制地址
1 Start address（起始地址）:此地址為WORD類型，用于存放脈寬值，用戶可在系統(tǒng)運行中實時修改此值達到修改脈寬的目的，默認(rèn)情況下，PWM1使用QW1000，PWM2使用QW1002。
2 Process Image（過程映像區(qū)）：由于脈寬值存放地址為過程映像區(qū)，這里選擇更新方式，默認(rèn)為周期更新。
3 HW ID（硬件識別號）。
3 PWM指令塊
S7-1200 CPU使用CTRL_PWM指令塊實現(xiàn)PWM輸出，如圖7.在使用此指令塊時需要添加背景數(shù)據(jù)塊，用于存儲參數(shù)信息。
圖7 PWM指令塊
PWM指令塊參數(shù)如表1
| 參數(shù) | 數(shù)據(jù)類型 | 描述 |
| PWM | WORD | 填寫硬件識別號，即組態(tài)參數(shù)中的HW ID |
| Enbale | BOOL | 1= 使能指令塊 |
| 0= 禁止指令塊 | ||
| Busy | BOOL | 功能應(yīng)用中 |
| Status | WORD | 狀態(tài)顯示 |
表1 PWM指令塊參數(shù)
當(dāng)EN端變?yōu)?時，指令塊通過Enable端使能或禁止脈沖輸出，脈沖寬度通過組態(tài)好的QW來調(diào)節(jié)，當(dāng)CTRL_PWM指令塊正在運行時，BUSY位將一直為0。
有錯誤發(fā)生時ENO端輸出為0，同時STATUS顯示錯誤狀態(tài)，如圖2
| Status 值 | 描述 |
| 0 | 無錯誤 |
| 80A1 | 硬件識別號（HW ID）非法 |
表2 錯誤狀態(tài)
4 應(yīng)用舉例
使用模擬量控制數(shù)字量輸出，當(dāng)模擬量值發(fā)生變換時，CPU輸出的脈沖寬度隨之改變，但周期不變，可用于控制脈沖方式的加熱設(shè)備。此應(yīng)用通過PWM功能實現(xiàn)，脈沖周期為1S，模擬量值在0-27648之間變化。
1硬件組態(tài)
在硬件組態(tài)中定義相關(guān)輸出點，并進行參數(shù)組態(tài)，雙擊硬件組態(tài)選中CPU
定義IW64為模擬量輸入，輸入信號為0-10V DC。
PWM 參數(shù)組態(tài)如下
圖8所示為硬件參數(shù)組態(tài)
圖8 硬件參數(shù)組態(tài)
圖9所示為硬件輸出點與脈寬地址定義
圖9 硬件輸出點與脈寬地址
2建立變量
在變量表中建好變量，如圖10
圖10 PWM示例建立變量
3程序編制
在定義完變量后，打開OB1，從指令列表中將CTRL_PWM指令塊拖入編輯器中，并定義背景數(shù)據(jù)塊，zui后添加模擬量賦值程序。如圖11
圖11 PWM示例程序編制
4監(jiān)控
在狀態(tài)表中監(jiān)控變量如圖12，使能PWM_Enable，通過外部模擬電位計，改變輸入電壓“Analog_input”值，脈沖以1S的固定周期，脈寬隨“Pulse Width”變化。
圖12 PWM示例監(jiān)控變量
描述
可以建立 PC Access 和 S7-1200 PLC 之間的通信連接。但是，請注意一些限制。
注意
盡管西門子還沒有正式聲明支持在 S7-1200 PLC 和 SIMATIC NET OPC 之間建立連接，本 FAQ 描述一個解決方案。通過在以下章節(jié)的描述，可以得到如何建立這樣一個連接。
限制
由于原來 PC Access 是專為 S7-200 PLC 設(shè)計，這里會有一些限制：
要求
下面列舉的是硬件和軟件方面的要求：
在 S7-1200 PLC 項目中的數(shù)據(jù)塊 DB1 中創(chuàng)建變量
請依照下列步驟，在 S7-1200 PLC 項目中新建變量。
| 序號 | 在 S7-1200 PLC 項目的數(shù)據(jù)塊 DB1 中創(chuàng)建變量 |
| 1. |
在項目中添加數(shù)據(jù)塊 DB1 點擊“項目樹”下的“添加新塊”。點擊“數(shù)據(jù)塊（DB）”按鈕。去掉“僅符號訪問”的勾選框，或者在 STEP 7 V11 版本中選擇以“標(biāo)準(zhǔn) - 與 S7-300/400 兼容”的方式。點擊“確定”按鈕。
從 STEP 7 V12 版本開始，必須在添加數(shù)據(jù)塊之后， 在數(shù)據(jù)塊的屬性中取消“優(yōu)化的塊訪問”選項。
從固件版本為 V4 的 CPU 開始，需要 PLC 屬性的“保護”菜單下，激活連接機制中“允許從遠程伙伴（PLC，HMI，OPC…）使用 PUT/GET 通信”。
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| 2. |
在 STEP 7 Basic 中分配變量 雙擊 DB1。在“名稱”和“數(shù)據(jù)類型”下添加下面 3 個變量并給其賦“初始值”。
點擊工具欄上的“保存項目”按鈕。點擊工具欄上的下載按鈕將項目下載。 |
| 3. |
在 STEP 7 Basic 監(jiān)視變量 使用 STEP 7 Basic 軟件的監(jiān)控表功能檢查變量的值。在“項目樹”下通過“添加新監(jiān)控表”建立一個監(jiān)控表，并在“名稱”和“地址”中填寫需要的變量。 本例中，添加下面 3 個變量：
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表 01
創(chuàng)建一個新的 PC Access 項目，并在其中創(chuàng)建變量
依照下面的步驟，在 PC Access 和 S7-1200 PLC 之間建立連接，進而訪問 PLC 中的數(shù)據(jù)。
| 序號 | 創(chuàng)建一個新的 PC Access 項目，并在其中創(chuàng)建變量 |
| 1. |
創(chuàng)建一個新項目 瀏覽菜單欄，選擇“文件 > 新建”。創(chuàng)建一個新項目。
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| 2. |
添加新 PLC 選擇“項目樹”下的條目 "MicroWin(TCP/IP)" 。 瀏覽工具欄，選擇“編輯 > 新 > PLC”。一個“新的 PLC” 會被添加到項目中，并且會自動打開“PLC 屬性”窗口。在此窗口中填入以下參數(shù)：
點擊“確認(rèn)” 按鈕。
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| 3. |
添加新條目 在“項目樹”中選擇 S7-1200 PLC。在菜單欄中選擇“編輯 > 新建 > 條目”。“條目屬性”窗口對話框被自動打開。 為訪問 S7-1200 PLC 中的數(shù)據(jù)，請按照下面步驟：
另外，可以設(shè)定存儲區(qū)地址的訪問權(quán)限為“只讀”或者“只寫”。
注意 |
| 4. |
保存項目 瀏覽菜單欄，選擇“文件 > 保存”來保存項目。
注意
|
| 5. |
在測試客戶機中監(jiān)測條目 選中希望監(jiān)控的條目，然后點擊工具欄中的“在測試客戶端中添加當(dāng)前條目”。被選中的項目會被添加到客戶測試機中。
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| 6. |
開始測試客戶端 點擊工具欄上“測試客戶機”按鈕。客戶測試機會在線訪問指定的目標(biāo)數(shù)據(jù)。 在“數(shù)值”欄中，可以看到所列條目的實際數(shù)值。如果成功連接 S7-1200 PLC，“質(zhì)量”欄中會顯示 "Good"。
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表 02
可訪問的條目
下面表格列出了所有可以訪問的條目，包括對應(yīng)地址格式舉例。
概述 利用 CM 1241 RS485 和 CM 1241 RS232 通訊模塊，SIMATIC S7-1200 可以實現(xiàn)點對點的通訊。 每個 SIMATIC S7-1200 控制器zui多可以添加三個通訊模板。 利用集成在 STEP 7 (TIA Portal) 中的 MODBUS 庫文件，可以定義每個通訊模塊為 MODBUS 主站或 MODBUS 從站。如果選擇 MODBUS 主站，可以通訊的對象 使用 CM 1241 RS232 通訊模塊只能與一個從站通訊(由于物理限制)。 使用 CM 1241 RS485 通訊模塊允許zui多與 32 個從站的相繼地通訊。 ......
概述
利用 CM 1241 RS485 和 CM 1241 RS232 通訊模塊，SIMATIC S7-1200 可以實現(xiàn)點對點的通訊。 每個 SIMATIC S7-1200 控制器zui多可以添加三個通訊模板。 利用集成在 STEP 7 (TIA Portal) 中的 MODBUS 庫文件，可以定義每個通訊模塊為 MODBUS 主站或 MODBUS 從站。如果選擇 MODBUS 主站，可以通訊的對象
有一個由 STEP 7 (TIA Portal) V11 創(chuàng)建的范例去介紹如何使用 CM 1241 RS485 通訊模塊與多個從站進行通訊。
說明
提供一個 MODBUS 主站和一個 MODBUS 從站間的通訊例程。通訊可以交替地將數(shù)據(jù)寫入從站寄存器( MODBUS 功能碼為 16)和讀取從站寄存器的數(shù)值( MODBUS 功能碼為 03)。 因為 RS485 接口是兩線制 (半雙工模式)，故數(shù)據(jù)讀寫必須是連續(xù)控制的。 同理，在兩種操作 (這里指讀和寫) 之間也可以改變要尋址的從站地址，因此，主站和多個從站之間的數(shù)據(jù)交換是可以實現(xiàn)的。
圖. 01
多個 CM 1241 RS485 通訊模塊之間可以使用 PROFIBUS 電纜相互連接。 zui多可以將 31 個 MODBUS 從站使用 PROFIBUS 電纜連接到主站。使用 STEP 7 (TIA Portal) 配置組態(tài)，使用交換機 CSM 1277 可以將程序下載至控制器。
MB_COMM_LOAD
MODBUS 通訊中，雙方 (主站和從站) 都應(yīng)該調(diào)用配置指令。
圖. 02
MB_COMM_LOAD 指令可以完成如下功能：選擇通訊模塊、設(shè)定通訊參數(shù)、使用主站或從站的參數(shù)參數(shù)化連接。必須在*個程序執(zhí)行周期中調(diào)用 MB_COMM_LOAD 指令 (可以使用硬件設(shè)置中的系統(tǒng)標(biāo)志位 M1.0 來實現(xiàn)或在啟動 OB 100 中調(diào)用)。在硬件組態(tài)中插入通訊模塊后，可以在 PORT 參數(shù)中選擇通訊模塊的符號名。 通信參數(shù)波特率 (傳輸速率) 和奇偶校驗方式在所有節(jié)點中必須設(shè)定相同。STEP 7 (TIA Portal) 設(shè)備視圖中關(guān)于 RS485 的端口特性的設(shè)置與此不相干。通過 MB_DB 可以設(shè)定主站或從站指令的背景數(shù)據(jù)塊，同時也就說明了通訊模塊 (PORT 參數(shù)指定的) 是 MODBUS 主站還是從站。
MB_MASTER
使用 MB_MASTER 指令可以定義 MB_COMM_LOAD 指令中選定的通訊模塊為 MODBUS 主站。
圖. 03
MB_MASTER 指令可以用來選擇要尋址的 MODBUS 從站的地址、功能碼和設(shè)定本地的數(shù)據(jù)存儲區(qū)。下表解釋了具體參數(shù)。
| 參數(shù) | 描述 |
| REQ | 使能通信。 |
| MB_ADDR | MODBUS-RTU 站地址。 |
| MODE | 選擇傳輸方向 ("0" = 讀, "1" = 寫或附加的診斷功能)。 |
| DATA_ADDR | 指定 MODBUS 的起始地址。 |
| DATA_LEN | 指定 MODBUS 數(shù)據(jù)長度。 |
| DATA_PTR | 定義了主站發(fā)送和接收的本地數(shù)據(jù)區(qū)。DATA_PTR 參數(shù)必須是全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，禁用“僅符號訪問”選項。 |
"MB_MASTER" 必須在*個程序循環(huán)周期中調(diào)用
MB_SLAVE
通過 MB_COMM_LOAD 指令選擇 MB_SLAVE 指令的背景數(shù)據(jù)塊，使用 MB_SLAVE 指令作為 MODBUS 從站。
圖. 04
MB_SLAVE 指令定義 MODBUS-RTU 站地址，并指定本地數(shù)據(jù)存儲區(qū)作為對應(yīng)的保持寄存器數(shù)據(jù)傳送。
| 參數(shù) | 描述 |
| MB_ADDR | MODBUS-RTU 站地址。 |
| MB_HOLD_REG | 從站的保持寄存器。MB_HOLD_REG 必須是全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，禁用“僅符號訪問”選項。 |
當(dāng)進行多寄存器 (字) 傳輸時，與主站 DATA_ADDR 和 DATA_PTR 中規(guī)定的參數(shù)范圍相對應(yīng)的從站寄存器也在 MB_HOLD_REG 中定義。其中從站中*個字對應(yīng) MODBUS 寄存器的地址為 40001。
通過指令的輸入和輸出功能或訪問相關(guān)背景數(shù)據(jù)塊進行參數(shù)轉(zhuǎn)換。
范例項目
在主站項目中，交替的讀寫從站寄存器是通過一個時序標(biāo)志完成的。
圖. 05
下圖中顯示了一個步驟(網(wǎng)絡(luò) 6 和網(wǎng)絡(luò) 7）和轉(zhuǎn)換 (網(wǎng)絡(luò) 8 ) 的。
圖. 06
MB_ADDR 參數(shù) (參見網(wǎng)絡(luò)6) 可以在每一步中使用不同的從站地址，從而實現(xiàn)與zui多 32 個從站的數(shù)據(jù)交換。
S7-1200
6ES7211-1BE31-0XB0
6ES7211-1AE31-0XB0
6ES7211-1HE31-0XB0
6ES7212-1BE31-0XB0
6ES7212-1AE31-0XB0
6ES7212-1HE31-0XB0
6ES7214-1BG31-0XB0
6ES7214-1AG31-0XB0
6ES7214-1HG31-0XB0
6ES7222-1HF32-0XB0
6ES7222-1BF32-0XB0
6ES7223-1PH32-0XB0
6ES7223-1BH32-0XB0
6ES7221-1BF32-0XB0
6ES7222-1HH32-0XB0
6ES7222-1BH32-0XB0
6ES7223-1PL32-0XB0
6ES7223-1BL32-0XB0
6ES7221-1BH32-0XB0
6ES7234-4HE32-0XB0
6ES7231-4HD32-0XB0
6ES7232-4HB32-0XB0
6ES7241-1CH32-0XB0
6ES7241-1AH32-0XB0
6ES7232-4HA30-0XB0
6ES7274-1XH30-0XA0
6ES7274-1XF30-0XA0
6AV6647-0AA11-3AX0
6AV6647-0AB11-3AX0
6AV6647-0AD11-3AX0
6AV6647-0AF11-3AX0
6AV6647-0AG11-3AX0
西門子6ES7211-1BE31-0XB0
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