PLC控制步進(jìn)電機(jī)(論文)2

1、1畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要詳細(xì)討論步進(jìn)電機(jī)的工作原理及其特性和基于 s7-300PLC 的控制技術(shù)，論述了步進(jìn)電機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計方案及其控制原理，PLC 簡單易學(xué),可靠性高。步進(jìn)電機(jī)是一種常用的機(jī)電執(zhí)行元件,可靠性高,成本低,實用性強(qiáng),具有較高的通用性和應(yīng)用推廣價值。步進(jìn)電動機(jī)突出的優(yōu)點是它可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反轉(zhuǎn)控制等，并且用其組成的開環(huán)系統(tǒng)既簡單、廉價，又非?？煽浚虼嗽诒姸囝I(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)；S7-300PLC；PLC2畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要TitleTitle： PLC control of stepping

2、 motor AbstractAbstract：This paper introduces the principle and the control step motor and the motion control technology based onS7-300 PLC. Step motor is a common electro-mechanic actuator, and the related drive and control circuits influence its over and high power transistors, higher reliability,

3、 lower cost and more versatile, and it is worth to be promoted. The advantages of stepping motor are regulating-rate, quickly rise-stop, positive-reverse controlling and brake etc by changing the frequency of pulse. The stepping motor opening-ring system is simple, cheap, stability and reliability,

4、therefore its application is very extensive in many realmKey words : : Step motor；S7-300PLC；PLC3目錄1 緒 論 .61.1 設(shè)計的背景和意義.61.2 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 .81.3 系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo).92 步進(jìn)電機(jī)的分類、基本結(jié)構(gòu) .102.1 步進(jìn)電機(jī)的分類 .102.2 步進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) .112.3 步進(jìn)電機(jī)主要特點 .112.4 步進(jìn)電機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的主要應(yīng)用情況介紹 .122.5 西門子 PLC 對步進(jìn)電機(jī)的控制方法 .122.6 PLC 直接控制步進(jìn)電機(jī) .132.7 步進(jìn)電機(jī)動態(tài)指

5、標(biāo)及術(shù)語 .153 CPU 步進(jìn)電機(jī)的選擇.163.1 CPU 的選擇 .163.2 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)選擇 .174 軟件設(shè)計.194.1 STEP7 概述 .194.2 STEP 7 的硬件接口 .194.3 STEP 7 的編程功能 .204.4 STEP 7 的硬件組態(tài)與診斷功能 .204.5 STEP7 項目的創(chuàng)建 .214.6 和本設(shè)計 S7300 相關(guān)指令設(shè)計介紹 .254.7 程序介紹 .324.8 程序講解 .34結(jié)論.35致謝.35參考文獻(xiàn).3641緒論緒論近年來，數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)得到了飛速發(fā)展，在柔性、精確性、可靠性和宜人性等方面的功能越來越完善，已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造業(yè)的

6、基礎(chǔ)。 數(shù)控就是數(shù)字控制，數(shù)控技術(shù)在機(jī)床行業(yè)應(yīng)用得多，就是依靠數(shù)字（電腦編程）來控制機(jī)床，具有效率高，精度高等主要特點。 數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。1908 年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19 世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938 年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計算機(jī)，包括計算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952 年，

7、第一臺數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發(fā)展。 現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計算機(jī)實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能。由于采用計算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實現(xiàn)，均可通過計算機(jī)軟件來完成。 1.11.1 設(shè)計的背景和意義設(shè)計的背景和意義步進(jìn)電動機(jī)已成為除直流電動機(jī)和交流電動機(jī)以外的第三類電動機(jī),傳統(tǒng)電動機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過程中起著關(guān)鍵的作用。可是在人類社會進(jìn)入自動化時代的今天，傳統(tǒng)電動機(jī)的功能已不

8、能滿足工廠自動化和辦公自動化等各種運動控制系統(tǒng)的要求。為適應(yīng)這些要求，發(fā)展了一系列新的具備控制功能的電動機(jī)系統(tǒng)，其中較有自己特點，且應(yīng)用十分廣泛的一類便是步進(jìn)電動機(jī)。 步進(jìn)電動機(jī)的發(fā)展與計算機(jī)工業(yè)密切相關(guān)。自從步進(jìn)電動機(jī)在計算機(jī)外圍設(shè)備中取代小型直流電動機(jī)以后，使其設(shè)備的性能提高，很快地促進(jìn)了步進(jìn)電5動機(jī)的發(fā)展。另一方面，微型計算機(jī)和數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，又將作為數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行部件的步進(jìn)電動機(jī)推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域，如電加工機(jī)床、小功率機(jī)械加工機(jī)床、測量儀器、光學(xué)和醫(yī)療儀器以及包裝機(jī)械等。任何一種產(chǎn)品成熟的過程，基本上都是規(guī)格品種逐步統(tǒng)一和簡化的過程?，F(xiàn)在，步進(jìn)電動機(jī)的發(fā)展已歸結(jié)為單段式結(jié)構(gòu)的磁阻式、

9、混合式和爪極結(jié)構(gòu)的永磁式三類。爪極電機(jī)價格便宜，性能指標(biāo)不高，混合式和磁阻式主要作為高分辨率電動機(jī)，由于混合式步進(jìn)電動機(jī)具有控制功率小，運行平穩(wěn)性較好而逐步處于主導(dǎo)地位。最典型的產(chǎn)品是二相 8 極 50 齒的電動機(jī)，步距角 1.80.9（全步半步）； 還有五相 10 極 50 齒和一些轉(zhuǎn)子 100 齒的二相和五相步進(jìn)電動機(jī)，五相電動機(jī)主要用于運行性能較高的場合。到目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的磁阻式步進(jìn)電動機(jī)已極少見。步進(jìn)電動機(jī)最大的生產(chǎn)國是日本，如日本伺服公司、東方公司、SANYO DENKI 和 MINEBEA 及 NPM 公司等，特別是日本東方公司，無論是電動機(jī)性能和外觀質(zhì)量，還是生產(chǎn)手段，都堪稱

10、是世界上最好的?，F(xiàn)在日本步進(jìn)電動機(jī)年產(chǎn)量（含國外獨資公司）近 2 億臺 %德國也是世界上步進(jìn)電動機(jī)生產(chǎn)大國。德國B.L.公司 1994 年五相混合式步進(jìn)電動機(jī)專利期滿后，推出了新的三相混合式步進(jìn)電動機(jī)系列，為定子 6 極轉(zhuǎn)子 50 齒結(jié)構(gòu)，配套電流型驅(qū)動器，每轉(zhuǎn)步數(shù)為200、400、1000、2000、4000、10000 和 20000，它具有通常的二相和五相步進(jìn)電動機(jī)的分辨率，還可以在此基礎(chǔ)上再 10 細(xì)分，分辨率提高 10 倍，這是一種很好的方案，充分運用了電流型驅(qū)動技術(shù)的功能，讓三相電動機(jī)同時具有二相和五相電動機(jī)的性能。與此同時，日本伺服公司也推出了他們的三相混合式步進(jìn)電動機(jī)。該公司阪

11、正文博士研制了三種不同的永磁式三相步進(jìn)電動機(jī)，即 HB型（混合式）、RM 性（定子和混合式相似，轉(zhuǎn)子則同永磁式環(huán)形磁鐵相似）和爪極 PM 型。將三相步進(jìn)電動機(jī)同二相步進(jìn)電動機(jī)進(jìn)行比較后顯示： 1） 在獲得小步距角方面，三相電動機(jī)比二相電動機(jī)要好。 2） S 三相電動機(jī)的兩相勵磁最大保持力矩為 3T1（T1 為單相勵磁轉(zhuǎn)矩），而二相電動機(jī)為 2T1，所以三相電動機(jī)的合成力矩大。3)三相電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動比二相電動機(jī)要小。4)三相電動機(jī)連續(xù) 2 步用于半步的轉(zhuǎn)矩差比二相電動機(jī)的要小。 65)1三相電動機(jī)繞組可以星形連接，三個終端驅(qū)動，勵磁電路晶體管 6 個； 而二相電動機(jī)是 8 個。6)連續(xù)運轉(zhuǎn)時，

12、由于三相步進(jìn)電動機(jī)結(jié)構(gòu)原因，磁通和電流的三次諧波被消除了，所以三相電動機(jī)的振動力矩比二相電動機(jī)的要小. 結(jié)論是顯而易見的。另外的結(jié)論是 HB 型電動機(jī)更適合于低速大轉(zhuǎn)矩用途；RM 型適用于平穩(wěn)運行以及轉(zhuǎn)速大于 1000R/MIN 的用途；而 PM 型成本低，在低轉(zhuǎn)速時的振動和高轉(zhuǎn)速時的大轉(zhuǎn)矩方面，三相 PM 型電動機(jī)比兩相電動機(jī)的性能要好。因此，當(dāng)前最有發(fā)展前景的當(dāng)屬混合式步進(jìn)電動機(jī)，而混合式電動機(jī)又向以下四個方向發(fā)展： 發(fā)展趨勢一， 隨著電動機(jī)本身應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及各類整機(jī)的不斷小型化，要求與之配套的電動機(jī)也必須越來越小，在 57、42 機(jī)座號的電動機(jī)應(yīng)用了多年后，現(xiàn)在其機(jī)座號向 39、35

13、、30、25 方向向下延伸。瑞士 ESCAP 公司最近還研制出外徑僅 10MM 的步進(jìn)電動機(jī)。發(fā)展趨勢之二，是改圓形電動機(jī)為方形電動機(jī)。由于電動機(jī)采用方型結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子有可能設(shè)計得比圓形大，因而其力矩體積比將大為提高。同樣機(jī)座號的電動機(jī)，方形的力矩比圓形的將提高 3040發(fā)展趨勢之三，對電動機(jī)進(jìn)行綜合設(shè)計。即把轉(zhuǎn)子位置傳感器，減速齒輪等和電動機(jī)本體綜合設(shè)計在一起，這樣使其能方便地組成一個閉環(huán)系統(tǒng)，因而具有更加優(yōu)越的控制性能。發(fā)展趨勢之四，向五相和三相電動機(jī)方向發(fā)展。目前廣泛應(yīng)用的二相和四相電動機(jī)，其振動和噪聲較大，而五相和三相電動機(jī)具有優(yōu)勢性。而就這兩種電動機(jī)而言，五相電動機(jī)的驅(qū)動電路比三相電

14、動機(jī)復(fù)雜，因此三相電動機(jī)系統(tǒng)的性能價格比要比五相電動機(jī)更好一些。我國的情況有所不同，直到 20 世紀(jì) 80 年代，一直是磁阻式步進(jìn)電動機(jī)占統(tǒng)治地位，混合式步進(jìn)電動機(jī)是 80 年代后期才開始發(fā)展，至今仍然是二種結(jié)構(gòu)類型同時并存。盡管新的混合式步進(jìn)電動機(jī)完全可能替代磁阻式電動機(jī)，但磁阻式電動機(jī)的整機(jī)獲得了長期應(yīng)用，對于它的技術(shù)也較為熟悉，特別是典型的混合式步進(jìn)電動機(jī)的步距角（0.9/1.8）與典型的磁阻式電動機(jī)的步距角（0.75/1.5）不一樣，用戶改變這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不是很容易的，這就使得兩種機(jī)型并存的局面難以在較短時間內(nèi)改變。這種現(xiàn)狀對步進(jìn)電動機(jī)的發(fā)展是不2利的。1.21.2 步進(jìn)電機(jī)工作原理步進(jìn)

15、電機(jī)工作原理步進(jìn)電動機(jī)是一種用電脈沖信號進(jìn)行控制, 并將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于受脈沖的控制,其轉(zhuǎn)子的角位移量和速度嚴(yán)格地與輸入脈沖的數(shù)量和脈沖頻率成正比, 通過控制脈沖數(shù)量來控制角位移量, 從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的; 通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度, 從而達(dá)到調(diào)速的目的; 通過改變通電順序, 從而達(dá)到改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的目的。總結(jié)來說, 步進(jìn)電機(jī)主要具有以下一些工作特性:(1) 輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格的和電機(jī)的角位移成正比, 電機(jī)運轉(zhuǎn)一周后沒有積累誤差, 因此具有良好的跟隨特性;(2) 由于其良好的跟隨特性, 步進(jìn)電機(jī)可以與驅(qū)動器電路組成開環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng), 同時

16、, 也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。(3) 步進(jìn)電機(jī)的動態(tài)響應(yīng)快, 易于啟動和停止、正反轉(zhuǎn)和變速。(4) 速度可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié); 在低速動作狀態(tài)下仍能保證獲得大的轉(zhuǎn)矩1.31.3 系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)本設(shè)計是采用是 S7300 控制三相六拍的反應(yīng)步式步進(jìn)電機(jī)，通過軟件設(shè)計移位脈沖頻率來控制步進(jìn)電機(jī)的慢速、中速、快速。移位寄存器指令 MW0 的低八位按照三相六拍的步進(jìn)順序進(jìn)行賦值來控制步進(jìn)動機(jī)的正反轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)是一種將脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量與輸入脈沖個數(shù)成正比，其速度與單位時間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)(即脈沖頻率)成正比，其轉(zhuǎn)向

17、與脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組的相序有關(guān)。所以只要控制脈沖的數(shù)量、頻率及電機(jī)繞組通電的相序，便可控制步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量、速度和方向。步進(jìn)電機(jī)具有較好的控制性能，其啟動、停車、反轉(zhuǎn)及其它任何運行方式的改變都可在少數(shù)脈沖內(nèi)完成，且可獲得較高的控制精度，因而得到了廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點, 已成為運動控制領(lǐng)域的主要執(zhí)行元件之一。步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品, 廣3泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)和機(jī)電一體化設(shè)備中。隨著微電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展, 步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增, 在各個行業(yè)的控制領(lǐng)域

18、都將有廣泛應(yīng)用。而現(xiàn)在的可編程控制(Programmable Logic Controller, 通常稱 PLC) 是一種工業(yè)控制計算機(jī), 具有模塊化結(jié)構(gòu)、配置靈活、高速的處理速度、精確的數(shù)據(jù)處理能力、多種控制功能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和優(yōu)越的性價比等性能, 能充分適應(yīng)工業(yè)環(huán)境, 簡單易懂, 操作方便, 可靠性高,是目前廣泛應(yīng)用的控制裝置之一。PLC 對步進(jìn)電機(jī)也具有良好的控制能力, 利用其高速脈沖輸出功能或運動控制功能, 即可實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制。利用 PLC 控制步進(jìn)電機(jī), 其脈沖分配可以由軟件實現(xiàn), 也可由硬件組成。 2 2 步進(jìn)電機(jī)的分類、基本結(jié)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的分類、基本結(jié)構(gòu)2.12.1 步進(jìn)電機(jī)的分

19、類步進(jìn)電機(jī)的分類（1）永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為 7.5 度或15 度。（2）反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為 1.5 度，但噪聲和振動都很大。（3）混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點，它又分為兩相和五相。兩相步進(jìn)角一般分為 1.8 度而五相步進(jìn)角一般為 0.72 度， 。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示。 定子、轉(zhuǎn)子是用硅鋼片或其他軟磁材料制成的。定子的每對極上都繞有一對繞組，構(gòu)成一相繞組，共三相稱為A、B、C 相。三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖4在定子磁極和轉(zhuǎn)子上都開有齒分度相同的小齒，采用適當(dāng)?shù)凝X數(shù)配

20、合，當(dāng) A 相磁極的小齒與轉(zhuǎn)子小齒一一對應(yīng)時，B 相磁極的小齒與轉(zhuǎn)子小齒相互錯開 1/3齒距，C 相則錯開 2/3 齒距。如圖所示 A 相通電定轉(zhuǎn)子錯開示意圖2.22.2 步進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.2.1 電機(jī)固有步距角它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進(jìn)脈沖信號，電機(jī)所轉(zhuǎn)動的角度。電機(jī)出廠時給出了一個步距角的值，這個步距角可以稱之為“電機(jī)固有步距角” ，它不一定是電機(jī)實際工作時的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動器有關(guān)。2.2.2 步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機(jī)的步距角為0.9/1.8

21、、三相的為 0.75/1.5、五相的為 0.36/0.72 。在沒有細(xì)分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足自己步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動器，則“相數(shù)”將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。2.2.3 保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE)保持轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說 2N.m的步進(jìn)電機(jī)，在沒有特殊說明的情況下是指

22、保持轉(zhuǎn)矩為 2N.m 的步進(jìn)電機(jī)。2.2.4 鉗制轉(zhuǎn)矩(DETENT TORQUE)5鉗制轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒有 DETENT TORQUE。2.32.3 步進(jìn)電機(jī)主要特點步進(jìn)電機(jī)主要特點1）一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的 3-5%，且不累積。2）步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點，步進(jìn)電機(jī)溫度過高時會使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏 130 度以上，有的甚至高達(dá)攝氏 200 度以上，

23、所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏 80-90 度完全正常。3）步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。4）步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（

24、電機(jī)轉(zhuǎn)速從低速升到高速） 。 2.42.4 步進(jìn)電機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的主要應(yīng)用情況介紹步進(jìn)電機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的主要應(yīng)用情況介紹步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種家電產(chǎn)品中，例如打印機(jī)、磁盤驅(qū)動器、玩具、雨刷、震動尋呼機(jī)、機(jī)械手臂和錄像機(jī)等。另外步進(jìn)電機(jī)也廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動化系統(tǒng)中。由于通過控制脈沖個數(shù)可以很方便的控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的角位移，且步進(jìn)電機(jī)的誤差不積累，可以達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。還可以通過控制頻率很方便的改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速度，達(dá)到任意調(diào)速的目的，因此步進(jìn)電機(jī)可以廣泛的應(yīng)用于各種開環(huán)控制系統(tǒng)中2.52.5 西門子西門子 PLCPLC 對步進(jìn)電機(jī)的控制

25、方法對步進(jìn)電機(jī)的控制方法6在本設(shè)計中直接使用 PLC 控制步進(jìn)電機(jī)，可使用 PLC 產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)所需要的各種時序的脈沖。例如三相步進(jìn)電機(jī)可采用三種工作方式：三相單三拍，三相雙三拍，三相單六拍 。本設(shè)計采用三相六拍三相單三拍工作方式三相雙三拍工作方式三相單六拍工作方式2.62.6 PLCPLC 直接控制步進(jìn)電機(jī)直接控制步進(jìn)電機(jī)可根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作方式，以及所要求的頻率（步進(jìn)電機(jī)的速度） ，畫出A、B、C 各相的時序圖。并使用 PLC 產(chǎn)生各種時序的脈沖例如：本設(shè)計采用西門子 S7-300PLC 控制三相步進(jìn)電機(jī)的過程。三相單六拍正向時序圖2.6.1 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理2.6.1.1 結(jié)構(gòu)電機(jī)

26、轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯開。0、1/3 、2/3 ,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以表示） ，即 A 與齒 1 相對齊，B 與齒 2 向右錯開 1/3 ，C 與齒 3 向右錯開2/3 ，A與齒 5 相對齊， （A就是 A，齒 5 就是齒 1）如圖：7定轉(zhuǎn)子的展開圖2.6.2 旋轉(zhuǎn)三相如 A 相通電，B，C 相不通電時，由于磁場作用，齒 1 與 A 對齊， （轉(zhuǎn)子不受任何力，以下均同） 。如 B 相通電，A，C 相不通電時，齒 2 應(yīng)與 B 對齊，此時轉(zhuǎn)子向右移過 1/3 ，此時齒 3 與 C 偏移為 1/3 ，齒 4 與 A 偏移（-1/

27、3）=2/3 。如 C 相通電，A，B 相不通電，齒 3 應(yīng)與 C 對齊，此時轉(zhuǎn)子又向右移過 1/3 ，此時齒 4 與 A 偏移為 1/3 對齊。如 A 相通電，B，C 相不通電，齒 4 與 A 對齊，轉(zhuǎn)子又向右移過 1/3 這樣經(jīng)過 A、B、C、A 分別通電狀態(tài)，齒4（即齒 1 前一齒）移到 A 相，電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個齒距，如果不斷地按A，B，C，A通電，電機(jī)就每步（每脈沖）1/3 ,向右旋轉(zhuǎn)。如按A，C，B，A通電，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。由此可見：電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。不過，出于對力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用 A-AB-B

28、-BCC-CA-A 這種導(dǎo)電狀態(tài)，所以本設(shè)計采用三相六拍。這樣將原來每步 1/3 改變?yōu)?1/6 。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3 變?yōu)?1/12 ，1/24 ，這就是電機(jī)細(xì)分驅(qū)動的基本理論依據(jù)。不難推出：電機(jī)定子上有 m 相勵磁繞阻，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m,2/m(m-1)/m,1。并且導(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制這是步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的物理條件。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進(jìn)電機(jī)，出于成本等多方面考慮，市場上一般以二、三、四、五相為多。2.6.3 力矩電機(jī)一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場（磁通量 ）當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯開一定角度產(chǎn)生力 F 與（d/d）成正比,

29、 其磁通量 =Br*S 其中 Br 為磁密，S 為導(dǎo)磁面積 .F 與 L*D*Br 成正比,L 為鐵芯有效長度，D 為轉(zhuǎn)子直徑.Br=NI/RNI為勵磁繞阻安匝數(shù)（電流乘匝數(shù)）R 為磁阻。力矩=力*半徑力矩與電機(jī)有效體8積*安匝數(shù)*磁密 成正比（只考慮線性狀態(tài)）因此，電機(jī)有效體積越大，勵磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機(jī)力矩越大，反之亦然。靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關(guān)。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過份采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這

30、樣會造成電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音。2.72.7 步進(jìn)電機(jī)動態(tài)指標(biāo)及術(shù)語步進(jìn)電機(jī)動態(tài)指標(biāo)及術(shù)語1）步距角精度：步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角 100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應(yīng)在 5%之內(nèi)，八拍運行時應(yīng)在15%以內(nèi)。2）失步：電機(jī)運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。3）失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動是不能解決的。4）最大空載起動頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。5）最大空載的運行頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電

31、流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。6）運行矩頻特性：電機(jī)在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。 運行矩頻特性9其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等。電機(jī)一旦選定，電機(jī)的靜力矩確定，而動態(tài)力矩卻不然，電機(jī)的動態(tài)力矩取決于電機(jī)運行時的平均電流（而非靜態(tài)電流） ，平均電流越大，電機(jī)輸出力矩越大，即電機(jī)的頻率特性越硬。 圖 2.9 電機(jī)動態(tài)力矩頻率關(guān)系其中，曲線 3 電流最大、或電壓最高;曲線 1 電流最小、或電壓最低，曲線與負(fù)載的交點為負(fù)載的最大速度點。要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動電壓，使采用小電感大電流的電機(jī)。

32、7） 、電機(jī)的共振點步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域，二、三相感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的共振區(qū)一般在180-250p 步距角 1.8 度或在步距角為 0.9 度，電機(jī)驅(qū)動電壓越高，電機(jī)電流越大，負(fù)載越輕，電機(jī)體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然，為使電機(jī)輸出電矩大，不失步和整個系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點均應(yīng)偏移共振區(qū)較多3 3 CPUCPU 步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)的選擇3.13.1 CPUCPU 的選擇的選擇CPU313C 集成 3 個用于高速計數(shù)或高頻脈沖輸出的特殊通道，3 個通道位CPU313C 集成數(shù)字量輸出點首位字節(jié)的最低三位，這三位通常情況下可以作為普通的數(shù)字量輸出點來使用。再需要高頻脈沖輸出時，

33、可通過硬件設(shè)置定義這三位的屬性，將其作為高頻脈沖輸出通道來使用作為普通數(shù)字量輸出點使用時，其系統(tǒng)默認(rèn)地址為 Q124.0、Q124.1、Q124.2（該地址用戶可根據(jù)需要自行修改），作為高速脈沖輸出時，對應(yīng)的通道分別為 0 通道、1 通道、2 通道（通道號為固定值，用戶不能自行修改） 。每一通道都可輸出最高頻率為 2.5KHZ（周期為0.4ms）的高頻脈沖 CPU313C 中，X2 前接線端子 22、23、24 號接線端子分別對10應(yīng)通道 0、通道 1、和通道 3。另外，每個通道都有自己的硬件控制門，0 通道的硬件門對應(yīng) X2 前接線端子的 4 號接線端子，對應(yīng)的輸入點默認(rèn)地址為I124.2。

34、1 通道硬件門 7 號接線端子，對應(yīng)的輸入點默認(rèn)地址為 I124.5，而 2號通道硬件門為 12 號接線端子，對應(yīng)的輸入點默認(rèn)地址為 I125.0。CPU313C 的結(jié)構(gòu)3.23.2 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的選擇三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的選擇45BF 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)11三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)參數(shù)45BF 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)45BF 技術(shù)參數(shù)12本設(shè)計選用 45BF008。相數(shù)是三相、步距角 1.5/3 度。.電壓 24V、相電流0.2A、保持轉(zhuǎn)距 0.118NM(1.2kg.cm)、空載啟動頻率 500，D 為 45；D1為 25；高 H 為 2.5；d 為 4；E 為 14.5；L 為 58；D2 為

35、 33；MS 為 4-M34 4 軟件設(shè)計軟件設(shè)計4.14.1 SETP7SETP7 概述概述STEP 7 編程軟件用于 SIMATIC S7、M7、C7 和基于 PC 的 WINAC，是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具。STEP 7 具有以下功能：硬件配置和參數(shù)設(shè)置、通信組態(tài)、編程、測試、啟動和維護(hù)、文件建檔、運行和診斷功能等。在STEP 7 中，用項目來管理一個自動化系統(tǒng)的硬件和軟件。STEP 7 用 SIMATIC 管理器對項目進(jìn)行集中管理，它可以方便地瀏覽 SIMATIC S7、M7、C7 和 WINAC 的數(shù)據(jù)。實現(xiàn) STEP 7 各種功能所需的 SIMATIC 軟件工具都集成在

36、 STEP 7 中。4.24.2 SETPSETP 7 7 的硬件接口的硬件接口PC/MPI 適配器用于連接安裝了 STEP 7 的計算機(jī)的 RS-232C 接口和 PLC 的MPI 接口。計算機(jī)一側(cè)的通信速率為 19.2 KBIT/S 或 38.4 KBIT/S，PLC 一側(cè)的通信速率為 19.2 KBIT/S1.5MBIT/S。除了 PC 適配器，還需要一根標(biāo)準(zhǔn)的 RS-232C 通信電纜。使用計算機(jī)的通信卡 CP 5611、CP 5511 或 CP 5512，可以將計算機(jī)連接到 MPI 或 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)計算機(jī)與 PLC 的通信。也可以使用計算機(jī)的工業(yè)以太網(wǎng)通信卡

37、CP 1512 或 CP 1612，通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)計算機(jī)與 PLC 通信。在計算機(jī)上安裝好 STEP7 后，在管理器中執(zhí)行菜單命令“OPTION”“SETTING THE G/PC INTERFACE”,打開“INSTALL/REMOVE INTERFACES”對話框。在中間的選擇框中，選擇實際使用的硬件接口。點擊【Select】按鈕，打開“Install/Remove Interfaces”對話框，可以安裝選擇框中沒有列出的硬件接口的驅(qū)動程序。點擊【Properties】按鈕，可以設(shè)置計算機(jī)與 PLC 通信的參數(shù)。4.34.3 STEPSTEP 7 7 的編程功能的編程功能STEP 7

38、的標(biāo)準(zhǔn)版只配置了 3 種基本的編程語言，梯形圖（LAD） 、功能塊圖（FDB）和語句表（STL） ，有鼠標(biāo)拖放、復(fù)制和粘貼功能。語句表是一種文本編程語言，用戶能節(jié)省輸入時間和存儲區(qū)域，并且“更接近硬件” 。STEP 7 專13業(yè)版的編程語言包括 S7-SCL（結(jié)構(gòu)化控制語言） 、S7-GRAPH（順序功能圖語言） 、S7 HIGRAPH 和 CFC，這四種語言對于標(biāo)準(zhǔn)版是可選的。STEP 7 用符號表編輯器工具管理所有的全局變量，用于定義符號名稱、數(shù)據(jù)類型和全局變量的注釋。使用這一工具生成的符號表可供所有應(yīng)用程序使用，所有工具自動識別系統(tǒng)參數(shù)的變化。測試功能和服務(wù)功能包括設(shè)置斷點、強(qiáng)制輸入和輸

39、出、重新布線、顯示交叉參考表、狀態(tài)功能、直接下載和調(diào)試塊、同時監(jiān)測幾個塊的狀態(tài)等。程序中的特殊點可以通過輸入符號名或地址快速查找STEP 7 的幫助功能：選定想要得到的在線幫助的菜單目錄，或打開對話框，按 F1 鍵便可得到與它們有關(guān)的在線幫助。執(zhí)行菜單命令“HELP”“CONTENTS”進(jìn)入幫助窗口，借助目錄瀏覽器尋找需要的幫助主題，窗口中的檢索部分提供了按字母順序排列的主題關(guān)鍵詞，可以查找與某一關(guān)鍵詞有關(guān)的幫助。4.44.4 STEPSTEP 7 7 的硬件組態(tài)與診斷功能的硬件組態(tài)與診斷功能硬件組態(tài)工具用于對自動化工程中使用的硬件進(jìn)行配置和參數(shù)設(shè)置。主要包括：（1）系統(tǒng)組態(tài)：從目錄中選擇硬件

40、機(jī)架，并將所選模塊分配給機(jī)架中希望的插槽。（2）CPU 的參數(shù)設(shè)置：可以設(shè)置 CPU 模塊的多種屬性，例如啟動屬性、掃描監(jiān)視時間等，輸入的數(shù)據(jù)存儲在 CPU 的系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊中。（3）模塊的參數(shù)設(shè)置：用戶可以在屏幕上定義所有硬件模塊的的可調(diào)整參數(shù)，包括功能模塊與通信處理器，不必通過 DIP 開關(guān)來設(shè)置。在參數(shù)設(shè)置屏幕中，有的參數(shù)由系統(tǒng)提供若干個選項，有的參數(shù)只能在允許的范圍輸入，因此可以防止輸入錯誤的數(shù)據(jù)。通信的組態(tài)包括：1）連接的組態(tài)和顯示。2）設(shè)置用 MPI 或 PROFIBUS-DP 連接的設(shè)備之間的周期性數(shù)據(jù)傳送的參數(shù)，選擇通信的參與者，在表中輸入數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目的地后，通信過程中數(shù)據(jù)的生成

41、和傳送均是自動完成的。143）PI、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)的事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)傳輸，包括定義通信路。從集成塊庫中選擇通信模塊（CFB） ，用通用的編程語言（例如梯形圖）對所選的通信模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。STEP 7 系統(tǒng)診斷：系統(tǒng)診斷為用戶提供自動化系統(tǒng)的狀態(tài)，可以通過 2 種方式顯示；（1）快速瀏覽 CPU 的數(shù)據(jù)和用戶編寫的程序在運行中的故障原因。（2）用圖形方式顯示硬件配置，例如顯示模塊的一般信息和模塊的狀態(tài)：顯示模塊故障，例如集中 I/O 和 DP 子站的通道故障；顯示診斷緩沖區(qū)的信息等。4.54.5 STEP7STEP7 項目的創(chuàng)建項目的創(chuàng)建在 STEP 7 中，用項目來管理一個

42、自動化系統(tǒng)的硬件和軟件。STEP 7 用 SIMATI管理器對項目進(jìn)行集中管理，它可以方便的瀏覽 SIMATIC S7、C7、和 WINAC 的數(shù)據(jù)。因此，掌握項目創(chuàng)建的方法就非常重要。4.5.1 使用向?qū)?chuàng)建項目首先雙擊桌面上的 STEP 7 圖標(biāo)，進(jìn)入 SIMATIC MANAGER 窗口，進(jìn)入主菜單【FILE】 ，選擇【NEW PROJECT WIZARD】,彈出標(biāo)題為“STEP 7 WIZARD：NEW PROJECT”(新項目向?qū)?的小窗口。點擊【NEXT】按鈕，在新項目中選擇 CPU 模塊的型號為 CPU 315-2DP。點擊【NEXT】按鈕，選擇需要生成的邏輯塊，至少需要生成作為

43、主程序的組織塊 OB1。點擊【NEXT】按鈕，輸入項目的名稱，按【FINISH】生成的項目。過程如圖4.1 所示。 生成項目后，可以先組態(tài)硬件，然后生成軟件程序。也可以在沒有組態(tài)硬件的情況下，首先生成軟件。1516使用向?qū)?chuàng)建項目4.5.2 直接創(chuàng)建項目入主菜單【FILE】 ， 【選擇 NEW】, 將出現(xiàn)如下圖的對話框，在該對話框中分別輸入“文件名” 、 “目錄路徑”等內(nèi)容，并確定，完成一個空項目的創(chuàng)建工作。17直接創(chuàng)建項目本設(shè)計是采用是 S7300 控制三相六拍的步進(jìn)電機(jī)，通過軟件設(shè)計脈沖頻率來控制步進(jìn)電機(jī)的快速、中速、慢速。移位輸出控制電機(jī)步進(jìn)，移位寄存器指令MW0 的低八位按照三相六拍的

44、步進(jìn)順序控制步進(jìn)動機(jī)的正反轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)是一種將脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量與輸入脈沖個數(shù)成正比，其速度與單位時間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)(即脈沖頻率)成正比，其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組的相序有關(guān)。所以只要控制指令脈沖18的數(shù)量、頻率及電機(jī)繞組通電的相序，便可控制步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量、速度和方向。步進(jìn)電機(jī)具有較好的控制性能，其啟動、停車、反轉(zhuǎn)及其它任何運行方式的改變都可在少數(shù)脈沖內(nèi)完成，且可獲得較高的控制精度，因而得到了廣泛的應(yīng)用。4.64.6 S7-300S7-300 相關(guān)指令相關(guān)指令設(shè)計介紹設(shè)計介紹（1 1）傳送指令 MOVE 符號傳送指令說明描述使用賦值指

45、令，可將特定的值賦給變量。在 IN 輸入端指定的值將復(fù)制到在 OUT 輸出端指定的地址。ENO 具有與 EN 相同的信號狀態(tài)。使用 MOVE 框，賦值指令可復(fù)制長度為 8、16 或 32 位的所有基本數(shù)據(jù)類型。自己可以自定義的數(shù)據(jù)類型(例如數(shù)組或結(jié)構(gòu))則必須使用系統(tǒng)功能 SFC 20“BLKMOV”復(fù)制。賦值指令受參數(shù)數(shù)據(jù)類型內(nèi)存區(qū)域描述ENBOOLI、Q、M、D、L、T、C使能輸入IN長度為8、16 或32 位的所有基本數(shù)據(jù)類型I、Q、M、D、L 或常數(shù)來源值OUT長度為8、16 或32 位的所有基本數(shù)據(jù)類型I、Q、M、D、L目標(biāo)地址ENOBOOLI、Q、M、D、L使能輸出19主控繼電器(M

46、CR)的影響。關(guān)于 MCR 如何起作用的更詳細(xì)信息，請參考主控繼電器開/關(guān)。狀態(tài)字BRCC 1CC 0OVOSORSTARLOFC寫1-0111注意：將某個值傳送給另一長度的數(shù)據(jù)類型時，將根據(jù)需要截斷或以零填充高位字節(jié)幾種狀態(tài)字傳送舉例舉例：雙字1111 11110000 11111111 00000101 0101傳送結(jié)果到雙字：1111 11110000 11111111 00000101 0101到字節(jié)：0101 0101到字：1111 00000101 0101舉例：字節(jié)1111 0000傳送結(jié)果到字節(jié)1111 0000到字：0000 00001111 0000到雙字：0000 000

47、00000 00000000 00001111 0000（2 2）定時器指令20S7 的 CPU 存儲器中有一個定時器保留的區(qū)域。此存儲區(qū)域為每個定時器的地址保留一個 16 位字。通過定時器指令和利用時鐘定時更新定時器字可訪問定時器存儲區(qū)域，在運行模式下，利用 CPU 中的時鐘定時更新定時器字功能，可按照由時間基準(zhǔn)指定的間隔將給定的時間值遞減一個單位，直到該時間值等于零為此。 定時器相當(dāng)于繼電器電路中的時間繼電器，S7300/400 的定時器分為脈沖定時器（SP） 、擴(kuò)展脈沖定時器（SE） 、接通延時定時器（SD） 、保持型接通延時定時器（SS）和斷開延時定時器（SF） 。S-PULSE 為脈

48、沖定時器，輸出信號保持為“1”的最長時間與編程時間值相同 t相同。如果輸入信號變?yōu)椤?” ，則輸出信號停留在“1”的時間會很短。S-PEXT 為擴(kuò)展脈沖定時器，輸出信號在編程時間長度內(nèi)始終保持“1” ，而與輸入信號停留在“1”的時間長度無關(guān)。S-ODT 為接通延時定時器，僅在編程時間到期才從“0”變?yōu)椤?” ，而與輸入信號停留在“1”的時間長短無關(guān)。 S-OFFDT 為斷開延時定時器，在輸入信號變?yōu)椤?”或在定時器運行時，輸出信號變?yōu)椤?” 。當(dāng)輸入信號從“1”變?yōu)椤?”時啟動計時器。定時器功能3 3）S_ODT：設(shè)置接通延時定時器參數(shù)并啟動符21 描述：如果“啟動(S)”輸入有上升沿(信號狀

49、態(tài)從0 改變?yōu)?)，設(shè)置接通延時定時器參數(shù)并啟動指令將啟動指定的定時器。要啟動定時器，必須有信號改變。只要輸入S 的信號狀態(tài)為1，定時器將繼續(xù)運行“時間值(TV)”輸入處指定的時間。當(dāng)時間已用盡且未出錯，而輸入S 的信號狀態(tài)仍為1 時，則對輸出Q 的信號狀態(tài)1 的檢查將產(chǎn)生結(jié)果1。定時器運行時，如果輸入S 的信號狀態(tài)從1 改變?yōu)?，定時器將停止。這種情況下，對輸出Q 的信號狀態(tài)1 的檢查將始終產(chǎn)生結(jié)果0。定時器正運行時，如果“復(fù)位(R)”輸入從0 改變?yōu)?，則定時器復(fù)位。此改變還會將時間和時間基準(zhǔn)復(fù)位到零。定時器未運行時，如果R 輸入的信號狀態(tài)為1，定時器也會復(fù)位。 可在輸出端BI 和BCD

50、掃描當(dāng)前時間值。BI 處的時間值為二進(jìn)制格式；BCD 處的時間值為二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制：時序圖接通延時定時器特征22狀態(tài)字接通延時定時器舉例如果輸入I0.0 的信號狀態(tài)從0 改變?yōu)? (RLO 中有上升沿)，則定時器T5 啟動。如果指定的時間兩秒(2S)已過，且輸入I0.0 的信號狀態(tài)仍為1，則輸出Q4.0 的信號狀態(tài)為1。如果輸入I0.0 的信號狀態(tài)從1 改變?yōu)?，則定時器停止并且輸出Q4.0 為“0”定時器運行時，如果輸入 I0.1 的信號狀態(tài)從 0 改變?yōu)?1，定時器將重新啟動。4)4) S_CUS_CU：分配參數(shù)和遞增計數(shù)符號遞增計數(shù)說明23描述在輸入端S 為上升沿(信號狀態(tài)從0 變化為

51、1)時，分配參數(shù)和遞增計數(shù)指令將使用“預(yù)設(shè)值”(PV)輸入端的值設(shè)置計數(shù)器。如果輸入端CU 是一個上升沿，則可在計數(shù)值小于999 的情況下使計數(shù)值加1。如果設(shè)置了計數(shù)器，并且輸入端CU 的RLO = 1，則即使沒有發(fā)生從正跳沿到負(fù)跳沿的變化或與之相反的變化，計數(shù)器也因此將在下一個掃描周期計數(shù)。在輸入R 的信號為“1”時會復(fù)位計數(shù)器。復(fù)位計數(shù)器時會將計數(shù)值設(shè)置為0。對于判斷輸出端Q 是否為1 的信號狀態(tài)檢查，如果計數(shù)值大于0，則檢查結(jié)果為1；但如果計數(shù)值等于0，檢查結(jié)果則為0狀態(tài)字遞增計數(shù)舉例24在輸入I0.2 的信號狀態(tài)從0 變化為1 時會將計數(shù)器C10 的值設(shè)置為901。 如果輸 入I0.0

52、 的信號狀態(tài)從0 變化為1，除非計數(shù)器C10 的值已經(jīng)是999，否則計數(shù)器 C10 的值加1。如果I0.3 從0 變化為1，則會將C10 的值設(shè)置為0。當(dāng)C10 不等0 時，輸出Q4.0 的信號狀態(tài)為15)5) SHR_WSHR_W：右移字符號右移字說明描述在使能輸入(EN)端的信號狀態(tài)為1時會激活字右移指令，此指令將輸入端IN 的0 到15 位逐位右移。16 到31 位不受影響。輸入N 指定值將移位的位數(shù)。如果N 大于16則此命令在OUT輸出端寫入0 并將狀態(tài)字的CC0 和OV 位置0。將左側(cè)移空的位補零。移位操作的結(jié)果可在OUT輸出端掃描。如果N不等于0，則此指令觸發(fā)的操作總是將狀態(tài)字的C

53、C0 和OV 位復(fù)位為0。ENO 具有與EN 相同的信號狀態(tài)。狀態(tài)字參數(shù)數(shù)據(jù)類型內(nèi)存區(qū)域描述ENBOOLI、Q、M、L、D、T、C使能輸入INWORDI、Q、M、L、D要移位的值NWORDI、Q、M、L、D值將移位的位數(shù)OUTWORDI、Q、M、L、D移位指令的結(jié)果ENOBOOLI、Q、M、L、D使能輸出25舉例右移字舉例在I0.0 的信號狀態(tài)為1 時激活此指令。存儲器字MW0 將按在存儲器字MW2 中指定的位數(shù)右移。結(jié)果將存入存儲器字 MW4 中。輸出 Q4.0 置 14.74.7 程序介紹程序介紹BRCC 1CC 0OVOSORSTARLOFC寫XXXX-XXX1264.7.1 程序框圖解

54、釋開始首次選擇步進(jìn)速度正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)起動移位寄存器賦初值高速、中速、或低速中其中一個速度發(fā)生移位脈沖執(zhí)行移位移位輸出控制步進(jìn)電機(jī)六拍計數(shù)到移位寄存器賦初值六拍計數(shù)沒到繼續(xù)執(zhí)行4.7.2 軟件模塊以工作框圖為基本依據(jù)，結(jié)合考慮控制的具體要求，首先可將梯形圖程序分成4 個模塊進(jìn)行編程，1：步進(jìn)速度選擇；2：起動、停止和清零；3：移位步進(jìn)控制功能模塊；4：A、B、C 三相繞組對象控制。然后，將各模塊進(jìn)行連接，最后經(jīng)過調(diào)試、完善、實現(xiàn)控制要求。4.7.3 梯形圖程序設(shè)計（1） 輸入/輸出編址控制步進(jìn)電機(jī)的各輸入開關(guān)及控制 A、B、C 三相繞組工作的輸出端在 PLC 中的I/O 編表輸入輸出地址狀態(tài)真值表2

55、7采用移位指令進(jìn)行步進(jìn)控制。首先指定移位寄存器 VW0（16 位） ，按照三相六拍的步進(jìn)順序移位寄存器的初值應(yīng)為每右移 1 位，電機(jī)前進(jìn)一個步距角（一拍） ，完成六拍后重新賦初值。其中，M0.6和 M0.7 始終為“0” 。據(jù)此，可作出移位寄存器輸出狀態(tài)及步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)繞組的狀態(tài)真值表，如表所示從而得出三相繞組的控制邏輯關(guān)系式：正轉(zhuǎn)時 反轉(zhuǎn)時A 相 Q0.0 = M0.5+M0.4+M0.0 A 相 Q0.0 = M0.5+M0.4+M0.0B 相 Q0.1 = M0.4+M0.3+M0.2 B 相 Q0.1 = M0.2+M0.1+M0.0C 相 Q0.2 = M0.2+M0.1+M0.0 C 相 Q0.2 = M0.4+M0.3+M0.2 28移位寄存器輸出狀態(tài)及步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)繞組的狀態(tài)真值表4.84.8 程序講解程序講解1) 低速時按下 I1.0 上升沿觸發(fā),而中速 I1.1 和高速 I1.2 與 I1.0 閉合觸點串連形成互鎖，利用傳送指令 MOVE 將數(shù)字 80 傳送到移位寄存器 VW100。I0.0 和I0.1 是正反轉(zhuǎn)按鈕,I0.2 是停止及清零按鈕,當(dāng)正轉(zhuǎn)時按