模塊六 步進電機PLC控制系統(tǒng)安裝與調試

1、模塊六模塊六 其他的特殊指令其他的特殊指令任務五任務五 步進電機步進電機PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)安裝與調試安裝與調試學習目標學習目標1.了解PWM和PTO的含義；2.掌握PTO/PWM相關寄存器的含義；3.掌握高速脈沖輸出指令的格式和功能；4.能夠使用向導完成PTO/PWM的組態(tài)過程。5.掌握步進電機與PLC的接線，通過對編程調試實現(xiàn)對步進電機的運行控制。問題思考問題思考研究記錄所使用設備研究記錄所使用設備PLC的輸入輸出接線的設計的輸入輸出接線的設計系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成學習思考學習思考學習學習2個概念個概念:PWM和和PTOPWM和和PTO的區(qū)別的區(qū)別高速脈沖的頻率高速脈沖的頻率1.任務導入任務導

2、入 工作臺控制系統(tǒng)由工作臺控制系統(tǒng)由1個個CPU224XP、1個步進電個步進電機和驅動器、皮帶、滾珠機和驅動器、皮帶、滾珠絲杠、滑塊等組成?；瑝K絲杠、滑塊等組成?；瑝K初始位置在初始位置在10cm處，系統(tǒng)處，系統(tǒng)啟動后，滑塊在絲杠帶動啟動后，滑塊在絲杠帶動下從下從10cm處移動到處移動到30cm處。處。脈沖寬度調制脈沖寬度調制(PWM)(PWM)，是英文，是英文“Pulse Width Pulse Width Modulation”Modulation”的的縮寫縮寫PWM？ 微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，用于速度、位置和占空比控制。2.知識學習知識學習高速脈沖串高速

3、脈沖串PTOPTO，是英文是英文“Pulse Pulse Train OutputTrain Output”的縮寫的縮寫PTO？用于位置和速度控制PWM與PTOPWM功能產(chǎn)生占空比變化周期固定的脈沖輸出?？梢詾槠湓O定周期和脈寬（以微秒或毫秒為單位）PTO功能是產(chǎn)生占空比為50方波，可以產(chǎn)生單段脈沖或通過使用脈沖包絡產(chǎn)生多段脈沖。必須為其設定脈沖個數(shù)和周期（以微秒或毫秒為單位）S7-200的高速脈沖輸出的高速脈沖輸出S7-200S7-200的的CPUCPU本體上有本體上有2 2個個PTO/PWMPTO/PWM高速脈沖高速脈沖發(fā)生器，它們每個都可以產(chǎn)生一個高速脈沖串發(fā)生器，它們每個都可以產(chǎn)生一個高

4、速脈沖串（PTOPTO）或者一個脈寬調制波形（）或者一個脈寬調制波形（PWMPWM）?？捎茫??？捎糜诓竭M電動機和直流伺服電動機的定位控制和于步進電動機和直流伺服電動機的定位控制和調速。在使用高速脈沖輸出功能時，調速。在使用高速脈沖輸出功能時，CPUCPU模塊應模塊應選擇選擇晶體管輸出型。晶體管輸出型。PLCCPU221、CPU222、CPU224CPU224XPCPU226脈沖輸出2個（Q0.0、Q0.1）20KHz2個（Q0.0、Q0.1）100KHz2個（Q0.0、Q0.1）20KHz200PLC脈沖路數(shù)和最大脈沖頻率脈沖路數(shù)和最大脈沖頻率PWM PWM 脈寬調制脈寬調制周期一定，占空比可

5、調周期一定，占空比可調PTO PTO 脈沖輸出脈沖輸出占空比一定（占空比一定（50%），周期可調），周期可調學習思考學習思考步進電機的工作原理步進電機的工作原理什么是步距角什么是步距角什么是細分什么是細分三相單三拍。得電相序為三相單三拍。得電相序為A-B-C-A 步進電機逆時針旋轉步進電機逆時針旋轉三相單三拍。得電相序為三相單三拍。得電相序為A-C-B-A 步進電機順時針旋轉步進電機順時針旋轉步進電機工作原理步進電機工作原理 什么是步距角？ 每個脈沖將使電機移動一個基本步距角，比如標準兩相電機的一圈共有200個步距角，每個步距角即1.80 度。 什么叫細分？ 為了提高步進電機控制的精度，現(xiàn)在的

6、步進驅動器都有細分功能，所謂細分就是通過驅動器中電路的方法把把步距角減小。 例如把步進驅動器設置成5細分，假設原來步距角為1.8，那么設置成5細分后，步距角就是0.36。即原來一步可以走完的，設置成細分后需要走5步。步進驅動器步進驅動器 步進電機在停止時，通常有一相得電，電機的轉子被鎖住，所以當需要轉子松開時，可以使用脫機信號（FREE）。 外觀圖外觀圖技術參數(shù)技術參數(shù)外觀圖外觀圖3.硬件接線硬件接線4.4.軟件組態(tài)軟件組態(tài) （老師演示）（老師演示）S7-200 PLCS7-200 PLC使用使用“向導向導”組態(tài)步進電機組態(tài)步進電機 （1 1）開環(huán)位控用于步進電機的基本信息）開環(huán)位控用于步進電

7、機的基本信息 最大速度（最大速度（MAX_SPEEDMAX_SPEED）和啟動）和啟動/ /停止速度（停止速度（SS_SPEEDSS_SPEED） 加速和減速時間加速和減速時間 移動包絡移動包絡S7-200 PLCS7-200 PLC使用使用“向導向導”組態(tài)步進電機組態(tài)步進電機 （2 2）使用位控向導步驟：）使用位控向導步驟： 準備工作：準備工作：測量絲距！ （步進電機轉一圈滑塊在水平方向移動的距離）確定脈沖當量！（選擇2倍細分，則400個脈沖對應1個絲距，絲距/400=脈沖當量）計算所需的脈沖數(shù)?。ㄒ苿泳嚯x/脈沖當量）步驟步驟1 1：第一步：打開第一步：打開“向導向導”“PTO/PWM”,“

8、PTO/PWM”,配配置置Q0.0Q0.0為脈沖輸出端。如圖所示。為脈沖輸出端。如圖所示。 步驟步驟2 2：配置：配置“線性脈沖串輸出線性脈沖串輸出”類型，點擊類型，點擊“下下一步一步”，如圖所示。，如圖所示。步驟步驟3：設置電機的速度。最高電機速度設置為：設置電機的速度。最高電機速度設置為“50000脈沖脈沖/s”,電機啟動和停止速度設置為電機啟動和停止速度設置為“500脈沖脈沖/s”。如圖。如圖所示。所示。步驟步驟4 4：設置加速和減速時間。分別設置為：設置加速和減速時間。分別設置為1000ms1000ms和和200ms200ms，如，如圖所示。圖所示。 步驟步驟5 5：增加一個新的網(wǎng)絡，

9、設置操作模式為：增加一個新的網(wǎng)絡，設置操作模式為“相對位置相對位置”，步，步的目標速度為的目標速度為20002000脈沖脈沖/s/s，步，步0 0的結束位置為的結束位置為2000020000脈沖。設置脈沖。設置完成后，點擊完成后，點擊“繪制包絡繪制包絡”按鈕，如圖所示，點擊確認。按鈕，如圖所示，點擊確認。步驟步驟5 5：為配置分配一個存儲區(qū)?？梢圆捎媚J或修改地址，設：為配置分配一個存儲區(qū)?？梢圆捎媚J或修改地址，設置完成后，該地址不要再程序中使用，點擊下一步。置完成后，該地址不要再程序中使用，點擊下一步。運動包絡組態(tài)完成后，向導會為所選運動包絡組態(tài)完成后，向導會為所選的配置生成三個項目組件（

10、子程序），的配置生成三個項目組件（子程序），分別是：分別是：PTOx_RUNPTOx_RUN子程序（運行包絡）子程序（運行包絡）PTOx_CTRLPTOx_CTRL子程序（控制）子程序（控制）PTOx_MANPTOx_MAN子子程序（手動模式）子程序。程序（手動模式）子程序。 步驟步驟6 6：項目組件項目組件指令樹中顯示向導指令樹中顯示向導配置結果配置結果（可雙擊進行修改）（可雙擊進行修改） 時間：時間：5分鐘分鐘5.5.學生自主學習編程學生自主學習編程 （查找系統(tǒng)手冊，進行學習）（查找系統(tǒng)手冊，進行學習） 1.分組進行討論 2.具體內容： （1）細分設置 （2）脈沖數(shù)計算 （3）繪制電氣原理圖方案制定方案制定（時間（時間5分鐘）分鐘）學生： 1、硬件接線 根據(jù)電氣原理圖進行接線。 2、軟件