《PLC控制技术AR版》配套教案：任务13 步进电机控制.docx

任务十三步进电机控制一、教学目标1、通过工作情景描述明确本次任务的具体内容。2、学会西门子PLC控制步进电机的方法。3、能够分析步进电机控制系统的工作过程和保护要求。4、能够根据工作耍求编写程序，写入PLC。5、结合程序进行控制系统的安装、监控调试，并交付验收。二、课时分配本任务安排2课时。三、教学重点通过本热舞的学习，让同学们了解什么是步进机，以及步进机的驱动方式。学会西门子 PLC控制步进电机的方法，知道了解变量储存器。四、教学难点1、学会西门子PLC控制步进电机的方法。2、能够分析步进电机控制系统的工作过程和保护要求。3、熟悉步进机结构并掌握它的驱动方式。五、教学内容（一）步进机运行的控制要求总体控制要求：如下面板图所示，利用可编程控制器输出信号控制步进电机运行。-进电机VIV2V3O。匚正转反酹草步W0SDOF-40MAOV3OSEOSJOMIFOSOMZO 5S Do-O COTO Bdu Ao-Q1、按下SD启动开关，系统准备运行。2、打开MA开关，系统进入手动控制模式，此时再按动SE单步按钮，步进电机运行一 步。3、关闭MA开关，系统进入自动控制模式，此时步进电机开始自动运行。4、分别按动速度选择开关VI、V2、V3,步进电机运行在不同的速度段上。5、步进电机开始运行时为正转，按动MF开关，步进电机反方向运行。再按动MZ开关， 步进电机正方向运行。（二）步进电机步进电机是工业自动化过程当中经常用到的一种控制传动机构，它是通过接受输入脉冲, 然后每个脉冲转动一定的步距（角度）来完成对执行机构的控制传动的。步矩角：就是每输入一个电脉冲信号时，转子转过的角度称为步矩角。步矩角的大小可 直接影响电机的运行精度。整步驱动：是最基本的驱动方式，这种驱动方式的每个脉冲使电机移动一个基本的步矩 角。半步驱动：在单相激磁时，电机转轴停至整步位置上，驱动器收到下一个脉冲后。如给另一相激磁且保持原来相继续处在激磁状态，则电机转轴将移动半个步矩角，停在 相邻两个整步位置的中间。如此循环地对两相线圈进行单相然后双相激磁，步进电机将以每 个脉冲0.90°的半步方式转动。细分驱动：（常用）是指电动机运行时的实际步矩角是基本步矩角的几分之一。如驱动器工作在10细分状态下时，其步矩角为电机固有步矩角的1/10,也就是当驱动 器工作在不细分的状态下，若电动机的步矩角为1. 8。的话，那么细分驱动时电机接受一个 脉冲只转动0.18。细分功能完全由驱动器靠精度控制电动机的相电流所产生，与电动机 无关。（三）、变量存储器变量存储器是S7-200CPU为保存中间变量数据而建立的一个存储区，用V表示。可以按 位、字节、字、双字四种方式来存取。存取范围根据CPU型号不同而有所不同，CPU221/222 为VO. 0-V2047. 7共计2KB的容量。（四）步进电机检测PLC外部接线图24V24V操作步骤1、检查实训设备中器材及调试程序。2、按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正 确无误。3、打开示例程序或用户自己编写的控制程序进行编译，有错误时根据提示信息修改， 直至无误，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关， 下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。4、将Z轴上限位开关、Y轴后限位开关、X轴右限位开关打开，Z轴下限位开关、Y轴 前限位开关、X轴左限位开关断开，回到初始状态，按下SD启动开关，X轴向左运行，X轴 运动指示灯点亮，断开X轴右限位开关。5、按动SD启动开关，系统准备运行。6、打开MA开关，系统进入手动控制模式，按动一次SE单步按钮，步进电机运行一步。 连续按动多次后，步进电机可运行一周。7、关闭MA开关，系统进入自动控制模式，此时步进电机开始自动运行。8、按动速度选择开关VI,步进电机以低速运行。9、按动速度选择开关V2,步进电机以中速运行。10、按动速度选择开关V3,步进电机以高速运行。11、步进电机开始运行时均为正转，按动MF开关，步进电机反方向运行。再按动MZ开关，步进电机正方向运行。六、知识扩展高速输出指令高速输出指令可在PLC的指定输出点上实现脉冲输出PTO和脉宽调制PWM功能。S7-200 提供了两个PT0/PWM发生器，可以产生一个高速脉冲串或一个脉冲调制波形。指定输出触点 为Q0.0和Q0.1,当Q0.0/Q0.1作为高速输出触点使用时,其普通输出触点禁用。PWM操作：PWM功能提供带变量占空比的固定周期输出，可以微秒或毫秒几级为时间基 准指定周期和脉宽。PT0操作：PT0为指定的脉冲数和指定的周期提供方波输出（50%占空比）。PT0可提供单 脉冲串或多脉冲串。X1特殊寄存器SMB66-SMB85被用于监控和控制PLC指令的脉冲链输出和脉宽调制功能。另外还需要设置位置控制向导如下图所示，点击“工具” 一 “位置控制向导二 $心 7 0目】fUMATK LAD .Q 如岫 *v)new gfig) £3cw)1Mr刖CPU 221 RFLO1 10身秘境in0q 用即 QidHt任®也II-蛇展 i*出现如下图所示对话框并选择配置S7-200内置PTO/PWM操作。A响与内MG 的友。梗事伞佬京洋硼盥圈T?除乜嬲麻翁耳» »3 皿«h«福f1就加曼支r fits tn m 检控候废作EM 253情fl .就拿助.点击“下一步”进行一系列设置。耳髓皆湾5国瓷篦*申“内冷期山号1*®运潮3«便SWT"中”.第iLSmi?森4&»¥?岸系享29.八和个.»上一番节。44nKWf WiTTOno « rmPTO/PWMwear对同班I皿"l司12)no主期谢申依列EIMX内"FTOO.MTA 中上& ' .蜀掰部区!副界嘴霸产支而”砒代喻即用户UMM端需厚器髀期需产代配拄制,程序F00-EU/。碉关于个程序B?一一二一 超>!n，gg押5板耍目中搐名称抨列引蚓忠可"1Mli氧认名林以便更好地也即向mmbmbmibhmmiimmvhmbvmmhhhhbhmbbhmbhbbhhhhmmhbbhmmbbmmbhmmbbhhmm* （no A2K 8 oI ：I1 1 PTOx_CTRL子程序启动和初始化与步进电机或伺服电机合用的PTO输出，在程序中只能 使用一次，并在每次扫描时得到执行。EN需要使用SM0.0作为输入。其中I_STOP输入是布 尔输入。当此输入为低时，PTO功能正常工作；当此输入变为高时，PTO会产生将电机减速 至停止的脉冲串。Done输出为布尔输出，当完成位Done被置高时，表明上一个指令已经执 行。如果PTO向导的HSC计数器功能启用，C_Pos参数包含用脉冲数表示的模块；否则此数 值始终为零。PTOx_RUN子程序（运行轮廓）命令PLC执行存储于配置/轮廓标的特定轮廓中的运行操作。 开启EN会启动此子程序。PTOx_MAN子程序（手动模式）将PTO输出置于手动模式。这允许电机启动、停止和按照 不同的速度运行。当PTOx_MAN子程序启用时，任何其他PTO子程序都无法执行。启用RUN（运行/停止）参数命令,PTO加速至指定速度（Speed参数），并且可以在运行中 更改Speed参数的数值。停用RUN参数命令,PTO减速至电机停止。当RUN参数命令启用时，Speed参数确定电机运行速度。速度是一个用每秒脉冲数计算的DINT值，其参数同样可以 在电机运行中更改。Error参数包含所用子程序的结果，如果PTO向导的HSC计数器功能已 启用，则C_Pos参数包含用脉冲数目表示的模块，否则此数值始终为0。七、课后习题完成任务后面的课后思考。