《PLC控制技术AR版》配套教案：任务13 步进电机控制.docx

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1、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

2、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

3、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

4、）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24V24

5、V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

6、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

7、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)1M

8、r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

9、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

10、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。