Pulse Train Output (PTO) 应用 Pulse Train Output 是 SIMATIC 控制器与驱动装置间的一种简单的通用接口。PTO 在世 界各地由许多步进电机和伺服驱动器支持，并且大量应用于定位应用中（如，调整轴和进 给轴等）。 PTO 也称为脉冲/方向接口。脉冲/方向接口由两个信号组成。脉冲输出的频率代表速度， 输出的脉冲数量代表行进距离。方向输出用于定义行进的方向。因此位置数据jingque到一个 增量之内。脉冲/方向接口特别适合于对工艺对象 TO_SpeedAxis、 TO_PositioningAxis 和 TO_SynchronousAxis 的操作。 控制 脉冲输出通道的控制在 S7-1500 Motion Control 中首先提供，并通过工艺对象 TO_SpeedAxis、TO_PositioningAxis 和 TO_SynchronousAxis 实现。通道的控制与反馈 接口 (页 37)采用标准框架 3 PROFIdrive 接口的实施方式。 有关使用轴工艺对象组态工艺模块的详细说明，请参见 S7-1500T Motion Control 功能手 册的“组态”一章，手册可在 Internet借此工艺模块，Zui多可为一个 S7-1500 系统连接四个步进电机轴。模块通过 PROFIdrive 框架 3 的方式连接到工艺对象，并构成驱动器的接口。输出的步数将作为实际位置值范 围。属性 工艺模块 TM PTO 4 具有下列属性： ● 技术特性 – 4 通道，数量可组态，分通道参数分配 – 接口： RS422/TTL (5 V) 或 24 V 输出信号 P/A 以及用于 PTO 功能的 D/B（每个通道，对 于 RS422 Zui大 1 MHz，对于 24 V/TTL（5 V）Zui大 200 kHz） 面向参考开关、测量输入、就绪输入功能的数字量输入信号 DI0 和 DI1（每个通 道） 用于 PTO 或驱动器使能功能的数字量输出信号 DQ0（每个通道） 用于 PTO 功能的数字输出信号 DQ1（每个通道） 用于驱动器使能或就绪输入功能的数字量输入/输出信号 DIQ2（每个通道） 电源电压 L+ – 可组态的诊断（每个通道） – 可组态自动反转脉冲周期– 可组态的输入延时：无，0.05 ms ... 20 ms ● 支持的用于脉冲输出的信号类型 – 具有方向信号的脉冲编码器 – 使用正向和反向信号的脉冲编码器 – 双信号增量编码器带，信号之间相位偏移为 90° ● 支持的系统功能 – 等时模式 – 固件更新 – 标识数据 I&M附件 以下组件既可以随工艺模块一起提供，也可以作为备件单独订购： ● 屏蔽托架 ● 屏蔽线夹 ● 供电器件 ● 标签条 ● U 形连接器 其它组件： 以下组件需要单独订货： ● 前连接器，包括电位跳线和束线带信号类型 工艺模块支持下列四种信号类型： ● 脉冲 (P) 和方向 (D)： 一个输出 (P) 控制脉冲，一个输出 (D) 控制方向。脉冲生成时，D 为“高电平” （有效），则为反向。脉冲生成时，D 为“低电平”（无效），则为正向。● 增量编码器（A、B 相移）： 输出脉冲将由两个具有指定速度但相移 90 度的输出进行输出。这涉及单重脉冲输出， 其中脉冲的持续时间即为在信号 B 处于低电平状态时，信号 A 的两次跳转之间的时 间。 在信号 B 处于低电平状态时，信号 A 的上升沿将生成正向转动。在信号 B 处于低电平 状态时，信号 A 的下升沿将生成负向转动。增量编码器（A、B 相移，四倍频）： 输出脉冲将以指定速度由两个输出输出，但相移为 90 度。该信号类型涉及一个四倍频 脉冲输出，每个沿转换对应于一个增量。因此，信号 A 的一个完整周期包含四个增 量。这两个输出的信号频率均为 100 kHz，举例来说，通过这种方法可将它们用于输 出一个每秒提供 400,000 个增量的控制信号。 正向生成计数脉冲还是反向生成计数脉冲由一个信号的边沿方向和另一信号的逻辑状 态具体决定。等时模式 工艺模块在 PROFINET 的分布模式下支持“等时模式”系统功能。 在等时模式中，用户程序的周期、输入和输出数据的传输以及在工艺模块中的处理都将相 互同步。 数据处理 在时间 Ti 时，将采集当前位置值并通过反馈接口提供，以便可在当前总线循环中检索。 在时间 To 时，脉冲输出将调整到当前速度设定值。针脚分配 将脉冲输出信号、数字量输入信号和数字量输出信号连接至工艺模块的 40 针前连接器。 另外，将为模块和数字量输出供电的电源电压连接到 4 针供电器件。 有关前连接器接线、连接电缆屏蔽层等的更多信息，请参见 S7-1500、ET 200MP 自动化 系统输出的接地连接出现断路后数字量输出的行为 由于模块中所用的输出驱动器的特性，线路断路会造成大约 10 mA 的电源电流通过寄生 二极管从数字量输出流出。此行为会导致未置位的输出也呈现为高电平。根据负载的性 质，10 mA 可能足够激活一个负载的高电平状态。 双重接地 要防止在接地连接断路的情况下意外切换输出，请按以下步骤进行操作： 1. 将端子 44 处的第一个接地连接连线到系统的中央电源接地连接。 2. 将端子 43 处的第二个接地连接连线到系统的中央电源接地连接。 如果这两个接地连接电缆之一发生断路，则输出会通过另一个接地连接保持在所需电位。 警告 接地连接断路 始终将两条电缆连接至系统的中央电源接地连接。

             电源电压 L+/M 将负载电压 (24 V DC) 连接到 L+ 和 M 接头。内部保护电路可保护工艺模块免受电源电压 反极性的影响。工艺模块可监视电源电压的连接。 端子 19 的 PWR LED (页 49) 指示存在电源电压。 RS422/TTL 和 24 V 脉冲输出信号 工艺模块可通过 RS422/TTL 或 24 V 信号接口为每个通道输出脉冲信号。相位信号由 P/A 和 D/B 指定。 TTL 脉冲信号和 24 V 脉冲信号使用一根线。RS422 脉冲信号使用双线，并且脉冲信息以 不同电压传送。这样可确保即使作为高频信号，也可实现 RS422 编码器信号的长距离无 干扰传输。RS422 导线对必须在电缆中进行相绞，并且需端接一个 100 Ω 电阻。 有关可输出信号类型的概述，请参见 Pulse Train Output (PTO) (页 14) 一章。 当使用 RS422/TTL 信号接口时，将 P/A 信号连接到 Chn.P/A 连接，并将 D/B 信号连接 到 CHn.D/B 连接。当使用 24 V 信号接口时，将 P/A 信号连接到数字量输出 DQn.0 并将 D/B 信号连接到数字量输出 DQn.1。在使用 5 V TTL 信号接口时，必须在连接 CHn.P/A 与接地端 M 之间以及连接 CHn.D/B 与接地端 M 之间提供 220 Ω 到 1 kΩ 的电阻。 通道的输出之间互不电气隔离。输出与背板总线电气隔离。数字量输入 DI0、DI1 和 DIQ2 每个通道Zui多有三个数字量输入。数字量输入可用作相应驱动器控制的附加功能： 功能 含义 参考开关输入 可使用数字量输入 DIn.0 的参考开关来将参考标记与驱动轴的当 前位置同步。 测量输入 可使用数字量输入 DIn.1 的测量输入来保存驱动轴的当前位置。 “驱动器准备就绪”输 入 可将数字量输入 DIn.0、DIn.1 或 DIQn.2 用作驱动器就绪信号的 一个输入。 通道的数字量输入之间互不电气隔离。数字量输入与背板总线电气隔离。自动反转的脉冲周期 可组态在旋转方向转换后工艺模块必须至少暂停脉冲输出多长时间。在脉冲周期结束之 后，脉冲输出将恢复。 可以为脉冲周期指定下列值：输入延时 这个参数可以用于抑制在通道数字量输入处的信号噪声。仅在信号保持稳定的时间大于所 配置的输入延时时间时，才能检测到该更改。数字量输出 DQ0、DQ1 和 DIQ2 每个通道Zui多有三个数字量输出可用。当使用“RS422，对称/TTL (5 V)，不对称”信号接 口时，可使用 DQn.0 来启用驱动器。当使用“24 V，对称”信号接口时，将 P/A 信号连接 到数字量输出 DQn.0 并将 D/B 信号连接到数字量输出 DQn.1。这种情况下，可使用数字 量输出 DIQn.2 来启用驱动器。 通道的数字量输出之间互不电气隔离。数字量输出与背板总线电气隔离。 数字量输出为相对于 M 的 24 V 电流源开关。DQn.0 和 DQn.1 可使用 0.1 A 额定负载电 流加载而 DQn.2 可使用 0.5 A 额定负载电流加载。数字量输出具有过载和短路保护功 能。 说明 可以直接连接继电器和接触器而无需外部电路。DI 和 DQ 功能可能的组合 附加 DI 和 DQ 功能可能的组合取决于信号接口： ● 参考开关输入 (RS, Reference Switch) ● 测量输入 (MI, Measuring Input) ● “驱动器准备就绪”输入 (DR, Drive Ready) ● 驱动器使能输出 (ED, Enable Drive)使用组态软件为工艺模块组态和分配参数。 通过用户程序控制和监视工艺模块功能。 系统环境 工艺模块可以在下列系统环境中使用： 表格 4- 1 工艺模块的可能应用 可能 应用 所需组件 组态软件 在用户 程序中 在 S7-1500 系 统中进行集中 操作 • S7-1500 自动化系统 • TM PTO 4 STEP 7 (TIA Portal): • 使用硬件配置进行设备组态和参数设置 • 使用 Motion Control 轴工艺对象进行参 数设置 Motion Control 指 令 在 S7-1500 系 统中进行分布 式操作 • S7-1500 自动化系统 • ET 200MP 分布式 I/O 系统 • TM PTO 4 STEP 7 (TIA Portal): • 使用硬件配置进行设备组态和参数设置 • 使用 Motion Control 轴工艺对象进行参 数设置 （PROFINET IO 和 PROFIBUS DP1） 在 S7-1200 系 统中进行分布 式操作 • S7-1200 自动化系统 • ET 200MP 分布式 I/O 系统 • TM PTO 4 STEP 7 (TIA Portal): • 使用硬件配置进行设备组态和参数设置。