項(xiàng)目五：步進(jìn)電機(jī)典型教案

1、教 案課題序號(hào)授課班級(jí)授課時(shí)間2授課形式講授、多媒體課件及實(shí)操演示授課章節(jié)名 稱plc對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制（一）教學(xué)目的1、 了解步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和種類。2、 了解步進(jìn)電機(jī)的工作原理。3、 熟悉tvt2000g步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)接線4、 掌握松下f172指令的使用方法5、 掌握用松下plc對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制教學(xué)重點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)的工作原理及f172指令的使用方法教學(xué)難點(diǎn)f172指令的使用方法更新、補(bǔ)充、刪節(jié)內(nèi)容無課外作業(yè)復(fù)習(xí)f172指令并預(yù)習(xí)f171指令教學(xué)后記教學(xué)過程及時(shí)間分配主要教學(xué)內(nèi)容及步驟復(fù)習(xí)導(dǎo)入：（4分鐘） 導(dǎo)入新課：（1分鐘）開始新課：（35分鐘）課堂小結(jié)：（3分鐘）上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了如何實(shí)現(xiàn)tv

2、t2000g的機(jī)械手控制?，F(xiàn)在我請(qǐng)大家回憶一下上節(jié)課的內(nèi)容，之后看一下以下題目，我將請(qǐng)幾位同學(xué)回答。1、 1、什么叫順序控制？順序控制分幾種？2、 2、如何運(yùn)用時(shí)間順序控制思想實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的控制？今天我們要學(xué)習(xí)的元件在當(dāng)今辦公自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化和電信設(shè)備中應(yīng)用廣泛，還被用于數(shù)控機(jī)床、軟磁盤、硬磁盤的磁頭驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。這就是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。請(qǐng)看屏幕，這是幾種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的實(shí)物圖。下面我們來詳細(xì)了解一下步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及如何運(yùn)用plc實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制。一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的組成和種類：1、 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成：由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。（1）定子：由硅鋼片疊成，有一定數(shù)量的磁極和繞組。（2）轉(zhuǎn)子 用硅鋼片疊成或用軟

3、磁性材料做成凸極結(jié)構(gòu)。2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類：激磁式轉(zhuǎn)子有繞組。反應(yīng)式轉(zhuǎn)子無繞組。 混合式（永磁感應(yīng)子式）轉(zhuǎn)子無繞組有磁鋼。二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理：1、結(jié)構(gòu)分析：（如圖）以小步距角步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為例。（1）定子：電動(dòng)機(jī)的定子上有6個(gè)等分的磁極：a、a、b、b、c、c。相鄰兩個(gè)磁極間夾角為60。相對(duì)的兩個(gè)磁極組成一相。當(dāng)某一繞組有電流通過，則該繞組的兩磁極立即形成n極和s極。每個(gè)磁極上各有5個(gè)均勻分布的矩形小齒。（2）轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子沒繞組。有40個(gè)距形小齒均勻分布在圓周上。當(dāng)定子某相繞組通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的磁極產(chǎn)生磁場，和轉(zhuǎn)子形成磁路。2、工作原理： 齒距：設(shè)轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為z，則齒距為=360/z。（設(shè)z為40

4、，則為9） 錯(cuò)位：當(dāng)a相的定子齒和轉(zhuǎn)子齒對(duì)齊，若以此為初始狀態(tài)，設(shè)與a相磁極中心對(duì)齊的轉(zhuǎn)子齒為0號(hào)齒，由于b相磁極與a相磁極差120，且120/9=13（1/3），不為整數(shù)，所以轉(zhuǎn)子齒不能與b相定子齒對(duì)齊，只有13號(hào)小齒靠近b相磁極的中心線，與中心線相差3。轉(zhuǎn)動(dòng)的根本原因：如果定子的小齒和轉(zhuǎn)子的小齒沒對(duì)齊，這時(shí)突然變?yōu)閎相通電，而a、c相不通電，則在磁場的作用下，b相磁極迫使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度即3，使轉(zhuǎn)子齒和定子齒對(duì)齊。此時(shí)，稱電動(dòng)機(jī)走了一步。錯(cuò)齒是促使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本原因3、 步距角：當(dāng)定子繞組按abca順序輪流通電時(shí)，轉(zhuǎn)子就沿順時(shí)針方向一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，各相繞組輪流通電一次，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一

5、個(gè)齒距。磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角用公式表示為：qs=360/nzr3、 步進(jìn)電機(jī)控制的相關(guān)接線dc+電源 脈沖y0dc- 地線 方向4、 f172指令的使用方法介紹1、 f172（plsh）脈沖輸出控制指令（jog控制：帶通道指定）說明：根據(jù)參數(shù)表的設(shè)置，從指定通道（ch0或ch2）輸出脈沖。程序示例：該程序的運(yùn)行情況為：當(dāng)相關(guān)控制標(biāo)志為off并且執(zhí)行條件(觸發(fā)器)變成on時(shí), 從指定的通道(ch0或者ch2)輸出脈沖。在執(zhí)行條件為on的狀態(tài)下持續(xù)輸出脈沖。 “s”參數(shù)定義（脈沖輸出控制）2、參數(shù)介紹指令中的“s”為參數(shù)表存儲(chǔ)區(qū)的起始地址；指令中的“n”用于指定輸出脈沖的通道（n：k0或k2）

6、。 控制代碼含義（脈沖輸出控制）頻率范圍用k值表示。頻率范圍1.5hz到9.8khz對(duì)應(yīng)k1到k9800(單位:hz)，最大誤差在9.8khz時(shí)約-0.9khz，k1對(duì)應(yīng)1.5hz。頻率范圍48hz到100khz對(duì)應(yīng)k48到k100000(單位:hz)，最大誤差在100khz時(shí)約-3khz。頻率范圍191hz到100khz對(duì)應(yīng)k191到k100000(單位:hz)，最大誤差在100khz時(shí)約-0.8khz。注意事項(xiàng)： 通過在控制代碼中指定加計(jì)數(shù)或者減計(jì)數(shù),可將該指令作為jog操作指令。 該指令允許在每個(gè)掃描周期內(nèi)改變脈沖頻率, 也可以在不同時(shí)間修改目標(biāo)值。但是在指令執(zhí)行的過程中, 不能改變控制代碼。5、 實(shí)訓(xùn)課題 plc