介紹

1.1??什么是 PWM

首先，什么是PWM？PWM是脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation）的意思，通常在數(shù)字量端輸出一個(gè)具有指定周期持續(xù)時(shí)間和占空比的信號(hào)，其中占空比是信號(hào)脈沖持續(xù)時(shí)間與周期持續(xù)時(shí)間之比，而周期則指信號(hào)從高電平到低電平再回到高電平的時(shí)間間隔，決定信號(hào)在高低電平狀態(tài)之間的切換速度。在工業(yè)領(lǐng)域中，PWM 控制算法是一種比較常見的控制方法，例如：直流電機(jī)速度控制，固態(tài)繼電器控制加熱等。下面我們將介紹在 S7-1200、S7-1500?以及各種?ET200?模塊中支持 PWM?功能的 CPU 與模塊。

1.2??S7-1200

每一款 S7-1200 CPU?均內(nèi)置最多?4?路 PWM?控制（CPU + 信號(hào)板）。如果是DC/DC/DC的 CPU，本體即可以實(shí)現(xiàn)最高100kHz的 PWM 源型輸出，最小輸出寬度10μs。對(duì)于 CPU 1217C，可以通過差分信號(hào)實(shí)現(xiàn)最高?1MHz的 PWM 輸出，最小輸出寬度1μs。此外即使是 AC/DC/RLY或者 DC/DC/RLY?的CPU?也可以通過信號(hào)板SB1222?實(shí)現(xiàn)最高?4?路 200kHz 的 PWM，SB1223?實(shí)現(xiàn)最高?2?路 200kHz的 PWM，最小輸出寬度5μs。還可以通過信號(hào)板實(shí)現(xiàn) DC 5V 的輸出以及漏型輸出等輸出形式，具體見圖1和圖2。?

圖 1. 本體包含 PWM 接口的 CPU

圖 2. 支持PWM功能的信號(hào)板

S7-1200?的 PWM?功能需要進(jìn)行相關(guān)硬件組態(tài)，然后使用 CTRL_PWM?指令實(shí)現(xiàn) PWM?輸出，可以通過修改輸出控制接口調(diào)整占空比與周期，其中占空比占2字節(jié)，周期占4字節(jié)，地址取決于硬件組態(tài)。如果 S7-1200?需要更多路 PWM?輸出，可以通過分布式方式連接后文1.4與1.5章節(jié)介紹的 IO 模塊來實(shí)現(xiàn)。

1.3??S7-1500

對(duì)于S7-1500系列 CPU，只有緊湊型 CPU：CPU1511C-1 PN與CPU1512C-1 PN?本體支持 PWM?功能，其他 CPU?系列只能通過擴(kuò)展模塊來實(shí)現(xiàn)，可以通過主機(jī)架或者分布式方式連接后文1.4與1.5章節(jié)介紹的 IO 模塊來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于 CPU 1511C-1 PN與?CPU 1512C-1 PN，本體即支持4路最高100kHz的 PWM 源型輸出，最小輸出寬度 2μs。使用 PWM?功能需要進(jìn)行相關(guān)硬件組態(tài)，但無需指令編程，只需要在輸出控制接口設(shè)置軟件門與占空比即可啟動(dòng) PWM，還可以通過輸出控制接口調(diào)整周期，具體見圖3。

圖 3. CPU 151xC PWM 輸出控制接口

1.4??S7-1500/ET200MP IO 模塊

1.4.1??DQ 8x24VDC/2A HF

該模塊可置于 S7-1500 CPU 主機(jī)架或者 ET200MP?分布式 IO，可以實(shí)現(xiàn)最多2路（0、4通道）最高500Hz的 PWM?源型輸出，最小輸出寬度 300μs。使用 PWM?功能需要進(jìn)行相關(guān)硬件組態(tài)，但無需指令編程，只需要在輸出控制接口設(shè)置占空比即可啟動(dòng)PWM，具體見圖4。目前無法調(diào)整周期。

圖 4. DQ 8x24VDC/2A HF 輸出控制接口

1.4.2??TM Timer DIDQ 16x24V

該模塊可置于 S7-1500 CPU 主機(jī)架或者 ET200MP?分布式 IO，可以實(shí)現(xiàn)最多16路最高5kHz的 PWM 源型輸出。使用 PWM?功能需要進(jìn)行相關(guān)硬件組態(tài)，但無需指令編程，只需要在輸出控制接口設(shè)置占空比即可啟動(dòng) PWM，DQ0參見圖5，其他 DQ 使用后續(xù)字節(jié)。調(diào)整周期需要通過修改數(shù)據(jù)記錄的方式，并且只能在指定的幾個(gè)數(shù)值中選擇。

圖 5. TM Timer DIDQ 16x24V DQ0 輸出控制接口

1.5???ET200SP IO 模塊

1.5.1??DQ 4x24VDC/2A HS

該模塊置于 ET200SP CPU 主機(jī)架或者 ET200SP?分布式 IO，使用 A0 底座，可以實(shí)現(xiàn)最多4路最高5kHz的 PWM 源型輸出，最小輸出寬度 2μs。使用 PWM?功能需要進(jìn)行相關(guān)硬件組態(tài)，但無需指令編程，只需要在輸出控制接口設(shè)置占空比即可啟動(dòng) PWM，具體見圖6。調(diào)整周期需要通過修改數(shù)據(jù)記錄的方式，并且只能在指定的幾個(gè)數(shù)值中選擇。

圖 6. DQ 4x24VDC/2A HS 輸出控制接口

1.5.2??TM Timer DIDQ 10x24V

該模塊可置于 ET200SP CPU 主機(jī)架或者 ET200SP?分布式 IO，使用A0基座，可以實(shí)現(xiàn)最多6路最高5kHz的 PWM 源型輸出。使用 PWM?功能需要進(jìn)行相關(guān)硬件組態(tài)，但無需指令編程，只需要在輸出控制接口設(shè)置占空比即可啟動(dòng) PWM，DQ0 參見圖7，其他 DQ 使用后續(xù)字節(jié)。調(diào)整周期需要通過修改數(shù)據(jù)記錄的方式，并且只能在指定的幾個(gè)數(shù)值中選擇。

圖 7. TM Timer DIDQ 10x24V DQ0 輸出控制接口

1.5.3??TM Pulse 2x24V

該模塊置于 ET200SP CPU 主機(jī)架或者 ET200SP?分布式 IO，使用 B1 基座，可以實(shí)現(xiàn)最多2路最高100kHz的 PWM 源型輸出，最小輸出寬度 1μs。使用 PWM?功能需要進(jìn)行相關(guān)硬件組態(tài)，但無需指令編程，只需要在輸出控制接口設(shè)置軟件門與占空比即可啟動(dòng) PWM，還可以通過修改輸出控制接口調(diào)整周期，具體見圖8。此外該模塊 PWM 功能還可以設(shè)置硬件使能。

圖 8. TM Pulse 2x24V 輸出控制接口

1.6??總結(jié)

以上描述，例如 PWM?路數(shù)，頻率范圍，周期可調(diào)等參數(shù)選擇合適的 CPU?與模塊，具體見圖9。

圖 9. PWM 總結(jié)

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