PLC控制伺服步進(jìn)匯總

1、S7-200步進(jìn)電機(jī)的控制方法S7-200PLC具有脈沖輸出功能，在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，伺服電機(jī) 和步進(jìn)電機(jī) 是很重要的精確定位裝置，而控制伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)需要使用脈沖輸出。S7-200系列PLC可以輸出20-100KHZ的脈沖。使用PTO和PWM指令可以輸出普通脈沖和脈寬調(diào)制輸出。通過(guò)smb66-75,smb166-175來(lái)控制 Q0.0的輸出，通過(guò) smb76-85，smb176-185來(lái)控制 Q0.1的脈沖輸出。 控制伺服電機(jī)伺服電機(jī)是運(yùn)動(dòng)控制中一個(gè)很重要的器件，通過(guò)它可以進(jìn)行精確的位置控制。 它一般帶有編碼器，通過(guò)高速計(jì)數(shù)功能，中斷功能和脈沖輸出功能，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，來(lái)進(jìn)行精確的位置控

2、制。PLC的脈沖輸出由于PLC在進(jìn)行高速輸出時(shí)需要使用晶體管輸出。當(dāng)將高速輸出點(diǎn)作為普通輸出而帶電感性負(fù)載時(shí)，例如電磁閥，繼電器線圈等，一定要注意，在負(fù)載端加保護(hù)，例如并聯(lián)二極管等。以保護(hù)輸出點(diǎn)。步進(jìn)電機(jī)的控制方法我?guī)ш?duì)參加2008年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽自動(dòng)線的安裝與調(diào)試項(xiàng)目，我院選手和其他院校的三位選手組 成了天津代表隊(duì)，我院選手所在隊(duì)獲得了2008年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽自動(dòng)線的安裝與調(diào)試項(xiàng)目二等獎(jiǎng)，為 天津市代表隊(duì)爭(zhēng)得了榮譽(yù)，也為我院爭(zhēng)得了榮譽(yù)。以下是我這個(gè)作為教練參加大賽的心得二：步進(jìn)電機(jī)的控制方法2008年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽自動(dòng)線的安裝與調(diào)試項(xiàng)目的主要內(nèi)容包括如氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)

3、（機(jī)械 傳動(dòng)、機(jī)械連接等）、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLC控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)等。但其中最為重要的 就是PLC方面的知識(shí)，而PLC中最重要就是組網(wǎng)和步進(jìn)電機(jī)的位置控制。一、S7-200 PLC的脈沖輸出功能1、概述S7-200有兩個(gè) 置PTO/PWh發(fā)生器，用以建立高速脈沖串（PTQ或脈寬調(diào)節(jié)（PWM信號(hào)波形。當(dāng)組態(tài)一個(gè)輸出為PTQ操作時(shí)，生成一個(gè)50%占空比脈沖串用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的速度和位置的開(kāi)環(huán)控制。置PTO功能提供了脈沖串輸出，脈沖周期和數(shù)量可由用戶(hù)控制。但應(yīng)用程序必須通過(guò)PLC內(nèi)置I/O提供方向和限位控制。為了簡(jiǎn)化用戶(hù)應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP7-Micro/

4、WIN提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成PWM PTO或位控模塊的組態(tài)。向?qū)Э梢陨晌恢弥噶?，用?hù)可以用這些指令在其應(yīng)用程序中為速度和位 置提供動(dòng)態(tài)控制。2、開(kāi)環(huán)位控用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的基本信息借助位控向?qū)ЫM態(tài)PTO輸出時(shí)，需要用戶(hù)提供一些基本信息，逐項(xiàng)介紹如下： 最大速度 (MAX_SPEED和啟動(dòng)/停止速度 (SS_SPEED圖1是這2個(gè)概念的示意圖。MAX_SPEE是允許的操作速度的最大值，它應(yīng)在電機(jī)力矩能力的范圍。驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需的力矩由摩擦力、 慣性以及加速/減速時(shí)間決定。圖1 最大速度和啟動(dòng)/停止速度示意SS_SPEED該數(shù)值應(yīng)滿(mǎn)足電機(jī)在低速時(shí)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力，如果SS_SP

5、EED勺數(shù)值過(guò) 低，電機(jī)和負(fù)載在運(yùn)動(dòng)的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)可能會(huì)搖擺或顫動(dòng)。如果 SS_SPEED勺數(shù)值過(guò)高，電機(jī)會(huì)在啟動(dòng)時(shí)丟失脈沖，并且負(fù)載在試圖停 止時(shí)會(huì)使電機(jī)超速。通常，SS_SPEEDg是MAX_SPEE值的5%至 15%加速和減速時(shí)間加速時(shí)間ACCEL_TIM：電機(jī)從SS_SPEED度加速到MAX_SPEE速度所需的時(shí)間。 減速時(shí)間DECEL_TIM：電 機(jī)從MAX_SPEE速度減速到SS_SPEE速度所需要的時(shí)間。MAX_SPEEDSS_SPEEDACCEL_T1MEDECELTIME圖2加速和減速時(shí)間加速時(shí)間和減速時(shí)間的缺省設(shè)置都是 1000毫秒。通常，電機(jī)可在小于1000毫秒的時(shí)間工作

6、。參見(jiàn)圖2。 這2個(gè)值設(shè)定時(shí)要以毫秒為單位。注意：電機(jī)的加速和失速時(shí)間要 過(guò)測(cè)試來(lái)確定。開(kāi)始時(shí)，您應(yīng)輸入一個(gè)較大的值。逐漸減少這個(gè)時(shí)間 值直至電機(jī)開(kāi)始失速，從而優(yōu)化您應(yīng)用中的這些設(shè)置。移動(dòng)包絡(luò)一個(gè)包絡(luò)是一個(gè)預(yù)先定義的移動(dòng)描述，它包括一個(gè)或多個(gè)速度，影響著從起點(diǎn)到終點(diǎn)的移動(dòng)。一個(gè)包絡(luò)由多段組成，每段包含一個(gè)達(dá)到目標(biāo)速度的加速/減速過(guò)程和以目標(biāo)速度勻速運(yùn)行的一串固定數(shù)量的脈沖。位控向?qū)峁┮苿?dòng)包絡(luò)定義界面，在這里，您可以為您的應(yīng)用程序定義每一個(gè)移動(dòng)包絡(luò)。PTO支持最大100個(gè)包絡(luò)。定義一個(gè)包絡(luò)，包括如下幾點(diǎn)：選擇操作模式；為包絡(luò)的各步定義指標(biāo)。為包絡(luò)定義一個(gè)符號(hào)名。選擇包絡(luò)的操作模式：PTO支持相

7、對(duì)位置和單一速度的 續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3所示，相對(duì)位置模式指的是 運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)位置是從起點(diǎn)側(cè)開(kāi)始計(jì)算的脈沖數(shù)量。單速續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)則不需要提供終點(diǎn)位置，PTO 一直持續(xù)輸出脈沖，直一個(gè)包絡(luò)的操作模式至有其他命令發(fā)出，例如到達(dá)原點(diǎn)要求停發(fā)脈沖。相對(duì)僅單雀迄壤轉(zhuǎn)動(dòng)f/ ILAr1錯(cuò)束位證JS的ft V |兀它會(huì)令發(fā)出圖3包絡(luò)中的步一個(gè)步是工件運(yùn)動(dòng)的一個(gè)固定距離，包括加速和減速時(shí)間的距離。PTO每一包絡(luò)最大允許29個(gè)步每一步包括目標(biāo)速度和結(jié)束位置或脈沖數(shù)目等幾個(gè)指標(biāo)。圖4所示為一步、兩步、三步和四步包絡(luò)。注意一步包絡(luò)只有一個(gè)常速段，兩步包絡(luò)有兩個(gè)常速段，依次類(lèi)推。步的數(shù)目與包絡(luò)中常速段的數(shù)目一致。L 一步包絡(luò)兩步包

8、絡(luò)三步包絡(luò)四步包絡(luò)圖4包絡(luò)的步數(shù)示意725使用位控向?qū)Ь幊蘏TEP7 V4.0軟件的位控向?qū)茏詣?dòng)處理 PTO脈沖的單段管線和多段管線、脈寬調(diào)制、SM位置配置和創(chuàng)建包絡(luò)表。本節(jié)將給出一個(gè)在YL-335A上實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單工作任務(wù)例子，闡述使用位控向?qū)Ь幊痰姆椒ê筒襟E。 表1是 YL-335A上實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行所需的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。表1步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)運(yùn)動(dòng)也絡(luò)站點(diǎn)脈沖量移動(dòng)-力lnJ1供料站f加匚站470m856002加工站裝配站286tnm520003裝配站一分解站235niiii427004分揀站F 速冋零前168000DIR廠低速回零承速返冋DIR1、使用位控向?qū)Ь幊痰牟襟E如下：1 ）為S7-2

9、00 PLC選擇選項(xiàng)組態(tài) 置PTO/PW操作。在STEP7 V4.0軟件命令菜單中選擇 工具位置控制向?qū)Р⑦x擇配置 S7-200PLC內(nèi)置PTO/PW操作，如圖5所示圖5位控向?qū)?dòng)界面2）單擊“下一步”選擇“ QO.0,再單擊“下一步”選擇“線性脈沖輸出 PTO）”。圖5 選擇PTO或 PW界面3）單擊“下一步”后，在對(duì)應(yīng)的編輯框中輸入 MAX_SPEE和SS_SPEE速度值。輸入最高電機(jī)速度 “90000”，把 電機(jī)啟動(dòng)/停止速度設(shè)定為“600”。這時(shí)，如果單擊 MIN_SPEE值對(duì)應(yīng)的灰色框，可以發(fā)現(xiàn)，MIN_SPEE值改為600，注意：MIN_SPEE值由計(jì)算得出。用戶(hù)不能在此域中輸入

10、其他數(shù)值。圖64）單擊“下一步”填寫(xiě)電機(jī)加速時(shí)間“ 1500”和電機(jī)減速時(shí)間“200”圖7設(shè)定加速和減速時(shí)間圖8配置運(yùn)動(dòng)包絡(luò)界面該界面要求設(shè)定操作模式、1個(gè)步的目標(biāo)速度、結(jié)束位置等步的指標(biāo)，以及定義這一包絡(luò)的符號(hào)名。（從第 0個(gè)包 絡(luò)第0步開(kāi)始）在操作模式選項(xiàng)中選擇 相對(duì)位置控制，填寫(xiě)包絡(luò)“ 0”中數(shù)據(jù)目標(biāo)速度“ 60000”，結(jié)束位置“ 85600”，點(diǎn)擊“繪 制包絡(luò)”，如圖9所示，注意，這個(gè)包絡(luò)只有1步。包絡(luò)的符號(hào)名按默認(rèn)定義。這樣，第 0個(gè)包絡(luò)的設(shè)置，即從供料站 -加工站的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)設(shè)置就完成了?，F(xiàn)在可以設(shè)置下一個(gè)包絡(luò)。圖9設(shè)置第0個(gè)包絡(luò)點(diǎn)擊“新包絡(luò)”，按上述方法將下表中上3個(gè)位置數(shù)據(jù)輸入

11、包絡(luò)中去站點(diǎn)位移脈沖最忖標(biāo)速度移動(dòng)方向加工站一裝配站286皿5200060000裝配站分解站4270060000分揀站島速冋零前16SMA57000DTR低逮回冬單速返冋2D000DIR表中最后一行低速回零，是單速連續(xù)運(yùn)行模式，選擇這種操作模式后，在所出現(xiàn)的界面中（見(jiàn)圖10），寫(xiě)入目標(biāo)速度“20000”。界面中還有一個(gè)包絡(luò)停止操作選項(xiàng)，是當(dāng)停止信號(hào)輸入時(shí)再向運(yùn)動(dòng)方向按設(shè)定的脈沖數(shù)走完停止，在本 系統(tǒng)不使用。6 ）運(yùn)動(dòng)包絡(luò)編寫(xiě)完成單擊 “確認(rèn)”，向?qū)?huì)要求為運(yùn)動(dòng)包絡(luò)指定 V存儲(chǔ)區(qū)地址（建議地址為VB75-VB3O0，默認(rèn)這一建議，單擊 “下一步”出現(xiàn)圖11,單擊“完成”圖11生成項(xiàng)目組件提示2、

12、項(xiàng)目組件PTOO.FIUNSMO.OVB50C-M5.0-STARTProfilsAbortDone -M2.2Error -VE505運(yùn)動(dòng)包絡(luò)組態(tài)完成后，向?qū)?huì)為所選的配置生成三個(gè)項(xiàng)目組件（子程序），分別是：PTOx_RU子程序（運(yùn)行包絡(luò)），PTOx_CTR子程序（控制）和PTOx_MA子程序（手動(dòng)模式）子程序。一個(gè)由向?qū)Мa(chǎn)生的子程序就可以在程序中調(diào)用如圖 12所示。4豳表十定時(shí)養(yǎng)十血庫(kù)-型調(diào)用子程序Q S0R_O SBRO)昭 PTOO_CTRL(SBR110 PT0Q_RUN(SBR3)5 PTOQ.MAN (SBR2)圖12三個(gè)項(xiàng)目組件它們的功能分述如下:PTOx_RU子程序（運(yùn)行包絡(luò)

13、）：命令 PLC執(zhí)行存儲(chǔ)于配置/包絡(luò)表的特定包絡(luò)中的運(yùn)動(dòng)操作。運(yùn)行這一子程序的梯形圖如圖13所示。C_Proffc hVBSOBC_Step-VB512C Px W5D04圖13運(yùn)行PTOx_RUr子程序EN位：?jiǎn)⒂么俗映绦虻氖鼓芪弧Ｔ凇巴瓿伞蔽话l(fā)出子程序執(zhí)行已經(jīng)完成的信號(hào)前，請(qǐng)確定EN位保持開(kāi)啟。START參數(shù)：包絡(luò)的執(zhí)行的啟動(dòng)信號(hào)。對(duì)于在 START參數(shù)已開(kāi)啟且PTC當(dāng)前不活動(dòng)時(shí)的每次掃描，此子程序會(huì)激活 PTO為了確保僅發(fā)送一個(gè)命令，請(qǐng)使用上升緣以脈沖方式開(kāi)啟START參數(shù)。Profile（包絡(luò)）參數(shù)：包含為此運(yùn)動(dòng)包絡(luò)指定的編號(hào)或符號(hào)名。Abort （終止）參數(shù)命令，開(kāi)啟時(shí)位控模塊停止當(dāng)

14、前包絡(luò)并減速至電機(jī)停止Done （完成）參數(shù)：當(dāng)模塊完成本子程序時(shí)，此參數(shù)ON。Error （錯(cuò)誤）參數(shù)：包含本子程序的結(jié)果。C_Profile參數(shù)：包含位控模塊當(dāng)前執(zhí)行的包絡(luò)。C_Step參數(shù)：包含目前正在執(zhí)行的包絡(luò)步驟。PTOx_CTRl子程序：（控制）啟用和初始化與步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)合用的PTO俞出。請(qǐng)?jiān)谟脩?hù)程序中只使用一次,并且請(qǐng)確定在每次掃描時(shí)得到執(zhí)行。即始終使用SM0.0作為EN的輸入，如圖14所示。PTOO.CTRL12.5I1 ” 卜I2.EENl_STQP-M2 0 -VB5D0 -VD5002D_STOPDoreErrorC Pos圖14運(yùn)行PTOx_CTRl子程序l_ST

15、OP（立即停止）輸入：開(kāi)關(guān)量輸入。當(dāng)此輸入為低時(shí), 止脈沖的發(fā)出。PTO功能會(huì)正常工作。當(dāng)此輸入變?yōu)楦邥r(shí)，PTO立即終D_STO（減速停止）輸入：開(kāi)關(guān)量輸入。當(dāng)此輸入為低時(shí)，PTO功能會(huì)正常工作。當(dāng)此輸入變?yōu)楦邥r(shí)，PTO會(huì)產(chǎn)生將電機(jī)減速至停止的脈沖串?！巴瓿伞陛敵觯洪_(kāi)關(guān)量輸出。當(dāng)“完成”位被設(shè)置為高時(shí)，它表明上一個(gè)指令也已執(zhí)行。Error （錯(cuò)誤）參數(shù)：包含本子程序的結(jié)果。當(dāng)“完成”位為高時(shí)，錯(cuò)誤字節(jié)會(huì)報(bào)告無(wú)錯(cuò)誤或有錯(cuò)誤代碼的正常完成 如果PTO向?qū)У腍SC計(jì)數(shù)器功能已啟用，C_Pos參數(shù)包含用脈沖數(shù)目表示的模塊；否則此數(shù)值始終為零。PTOx_MAF子程序（手動(dòng)模式）：將PTO俞出置于手動(dòng)模式。這允許電機(jī)啟動(dòng)、停止和按不同的速度運(yùn)行。當(dāng)PTOx_MA 子程序已啟用時(shí)，任何其他 PTC子程序都無(wú)法執(zhí)行。運(yùn)行這一子程序的梯形圖如圖15所示。PTOO_MAhRUN27000- SpeedErtorC Pcs-VB51