1 项目简介
薄膜卷绕机需求进行自动化操控改造。
原设备选用机械式计数，卷绕动力选用离合器传动，元件卷绕的起动、间断、圈数操控等均由人工操作操控，因而存在产品参数离散性大、产品质量与出产功率因人而异等不足之处。
工艺要求简述：由于卷制资料是10几微米的薄膜，要求卷轴平稳起动，均匀加快，以运用张力平稳；中心在某些方位需求间断，作一些必要的处理，再持续卷绕；和起动相同，间断或间断时，有必要均匀减速，坚持张力平稳；要求终究圈数精确。
2 操控体系构成
S7-200PLC应该能够完结项目要求的操控功用。
S7-200CPU本体已含有高速脉冲输出功用，一般类型的CPU脉冲输出频率达20KHz，而224XP（CN）更是高达100kHz，能够用来驱动步进电机或伺服电机，再由电机直接驱动卷绕主轴旋转，完结工艺所要求的动作。
步进电机在本钱上具有优势，可是步进电机的工作平稳性不如伺服电机，而两者的定位精度（圈数）的操控，在本工艺里都能够到达要求。咱们考虑先试用步进电机的计划。
步进电机的驱动，实践上是由相应的步进电机驱动器担任的，所以步进电机的相数齿数等等问题由相应的驱动器处理，挑选步进电机要考虑的主要是体积、转矩、转速等，不是本文的要点；
PLC向驱动器送的仅为代表速度与方位的脉冲，这儿要考虑的是步进电机在规则的转速下是否满足平稳，是否合适作为薄膜卷绕的动力。
咱们作了一个模型机进行实验，选用细分型的驱动器，在50齿的电机上到达10000步/转，经17：25齿的同步带减速传动（一起电机的振荡也可衰减），成果工作很平稳，粗步确认能够到达工艺要求。所以正式试制一台，也取得成功，功用到达工艺要求，现在现已按此计划批量进行改造。
CPU挑选224XPCN DC/DC/DC，体系构成如下：
224XP*1、步进电机*2、细分型驱动器*2、TD200*1、LED显现屏*1、编码器*1。
2.1 PTO0（Q0.0）输出一路高速脉冲，担任驱动卷绕主轴的旋转；
2.2 PTO1（Q0.1）输出一路高速脉冲，担任驱动主轴的水平直线移动；
2.3 一个正交增量型编码器装在主轴上，作为卷绕圈数的反应；
2.4 TD200作为人机界面，用于设定参数
2.5 一个LED显现屏用于显现实时的卷绕圈数。在实践出产中，工人需求不时参阅卷绕的进展，LED显现比LCD夺目，所以这儿放置了一个克己的LED显现屏。LED屏和PLC的衔接方法，可参阅本人在2003年的专家论文会集的文章。
3 操控体系完结的功用
3.1 操控体系首先要完结的功用，是卷绕的平稳起动、加快、减速、平稳间断。在新版的S7-200中，支撑高速输出口PTO0/PTO1的线性加/减速，经过MicroWin的导游程序，十分简略完结。实践上，以现在的状况，线性加减速只能运用导游生成的程序，Siemens没有揭露独立可运用的指令。
3.2 运用方位操控导游生成以下四个子程序（仅限CPU内的PTO，不包含专用模块的状况），以PTO0为例：
3.2.1 PTO0_CTRL：每周期调用一次，能够操控PTO0的行为；
3.2.2 PTO0_MAN：能够操控PTO0以某一频率输出脉冲，并且能够经进程序随时刻断（减速或当即间断）；
3.2.3 PTO0_RUN：运转(在导游中生的)包络，以预订的速度输出确认个数的脉冲，也能够经进程序随不时刻断（减速或当即间断）。
3.2.4 PTO0_LDPOS：装载方位用，本例运用相对方位，所以不用装载。
本例的工艺要求，输出脉冲数可变（圈数可设定），又要在工艺答应的状况下尽可能地按指定的速度运转，也要随时能够减速间断，包含人工手动的泊车要求。直接运用PTO0_MAN和PTO0_RUN都无法直接满足要求，以下来研讨合作辅佐手法怎么完结。
3.3 精确的方位（圈数）操控
3.3.1 PTO0_RUN + 中止
卷绕定位与圈数操控，到达0.1圈以内的精度即可，以10000步/转的细分驱动器，0.1圈相当于1000脉冲。
倘若PTO正以最高100kHz速度输出脉冲，以1ms的时刻呼应中止，脉冲的差错约为100个，所以从理论上说，中止方法把脉冲差错操控在1000个以下完全能够。
怎么完结？咱们来看下面一个PTO0_MAN指令履行的示意图：
有恒速阶段
无恒速阶段
当PTO0_MAN指令RUN=1答应脉冲输出时，脉冲序列从最低速（开始速度，本例设为100p/s，很小，能够以为0）线性加快，加到指定速度speed后坚持匀速，当收到减速间断RUN=0指令时，线性减速，至最低速后间断。
所以，咱们只要在脉冲输出前核算出间断指令履行的方位，并在此方位设置中止以便履行减速间断指令，就可确保输出的序列脉冲个数在要求的差错规模内。
核算进程：
本例加快和减速的斜率是相同的，比较简略，假如两个斜率不同，核算稍费事一点，原理差不多。
3.3.1.1 用导游生成一个最高速单速包络，从生成的PTO0_DATA中找出加快和减速脉冲数（能够参阅3.3.2节的描绘），假如加减速斜率相同，这两个数应该是相同的，由于核算精度的联系，差几个脉冲也属正常。这个数据在程序中能够作为常数运用。
3.3.1.2 假如方针脉冲数大于加快和减速脉冲数之和，表明脉冲输出能够加快到最高速，有恒速阶段，那么中止方位=方针脉冲数-减速脉冲数；
3.3.1.3 假如方针脉冲数不大于加快和减速脉冲数之和，无恒速阶段，包络变成一个等腰三角形（两头斜率相同的状况），那么中止方位=方针脉冲数/2。
3.3.1.4 更进一步，水平恒速的速度可变，就象本案的状况，卷绕速度是可设定的，并且这个速度受机械/电机最高限速、薄膜最高线速的约束，取三者中的最小值，然后才干确认加快到该速度所需的脉冲数，经过简略的数学核算即可取得。
3.3.2 PTO0_RUN + 修正包络参数
段0：加快段，加快脉冲数在VD1033
段1：恒速段，恒速脉冲数在VD1043
段2：减速段，减速脉冲数在VD1063
段3：终究减速脉冲数，VD1063。依我的经验看，这个终究减速脉冲数一直为1。
在导游中，只能生成有限的包络，假如方针脉冲数恣意的，咱们只好修正包络里边的数据了。加快段和减速段的脉冲数不方便改，由于线性加减速的指令并不清楚，所以只好修正恒速段的脉冲数。实践证明，修正恒速段的脉冲数，能够十分简略且精确地操控输出脉冲数。仅有的约束是，总的脉冲数，有必要大于加减速段+终究减速段脉冲数之和，也即恒速段的脉冲不能小于1。
运用过程：
3.3.2.1 在发动PTO0_RUN之前，核算出恒速段的脉冲数=方针脉数数-加减速脉冲数之和-1，填入包络表中的恒速方位；
3.3.2.2 发动PTO0_RUN。
3.4 在本项意图设备改造中，主轴卷绕的圈数、中心起停点的改变规模大，运用“PTO0_RUN + 中止”，安排在Q0.0输出；
中止是由高速计数器触发的，所以在Q0.0的导游中使能HC0为作脉冲输出内部反应，在发动PTO0前使能12#中止“HSC0 CV=”PV””，中止程序样例如下：
LD SM0.0
R M20.4, 1
CALL PTO0_MAN, M20.4, PTO0_V, VB290, VD292
DTCH 12
主轴的水平直线运动，行程比较固定，调理规模小，运用“PTO1_RUN + 修正包络参数”，安排在Q0.1。
4 领会
S7-200是一款是十分优异的微型操控器，许多功用进行深入研讨之后能够做到灵敏使用，拓展其在小型操控范畴的使用规模，一起坚持较低的使用本钱。
