4-1.步進(jìn)電機(jī)及其控制.pptx

1、步進(jìn)電機(jī)及其控制,制作：王守志 時(shí)間：2014.02,一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)？,一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)？,Kinco三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3S57Q-04056,Kinco 3M458步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)？,一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)？,3S57Q三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)：,歨距角：1.8 相電流：5.8A 保持扭矩：1.0Nm 阻尼扭矩：0.04Nm 電機(jī)慣量：0.3kg.cm2,3S57Q三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)接線：,一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)？,3M458步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)：,輸出相電流：3.0-5.8A 供電電壓：直流24-40V 控制信號(hào)輸入電流:6-20mA,一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)？,3M458步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)定

2、：,在驅(qū)動(dòng)器側(cè)面連接端子中間有一個(gè)紅色的八位DIP功能設(shè)定開(kāi)關(guān)，可以用來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)器的工作方式和工作參數(shù)。,一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)？,3M458步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線：,一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)？,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)：,驅(qū)動(dòng)器設(shè)定為：10000脈沖/轉(zhuǎn) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流設(shè)定為：5.2A 步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)組件采用同步齒輪和同步帶傳動(dòng)，同步齒輪輪距為5mm，共11個(gè)齒，即步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周機(jī)械手裝置位移55mm,則脈沖當(dāng)量為0.0055mm,二、S7-200高速脈沖輸出,S7-200 CPU22x系列PLC設(shè)有兩個(gè)PTO/PWM發(fā)生器，一個(gè)發(fā)生器分配給輸出端Q0.0，另一個(gè)分配給Q0.1。,二、S7-200高速脈沖輸出

3、,脈沖串輸出（PTO）,(1)輸出脈沖的周期以s或ms為增量單位，變化范圍分別是10-65 535s或2-65 535ms。,(2)如果周期小于兩個(gè)時(shí)間單位，周期被默認(rèn)為兩個(gè)時(shí)間單位。如果指定的脈沖數(shù)為0，則脈沖數(shù)默認(rèn)為1。,(3)PTO功能允許多個(gè)脈沖串排隊(duì)輸出，從而形成流水線。流水線分為兩種：?jiǎn)味瘟魉€和多段流水線。,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）,單段流水線是指流水線中每次只能存儲(chǔ)一個(gè)脈沖串的控制參數(shù)，初始PTO段一旦起動(dòng)，必須按照對(duì)第二個(gè)波形的要求立即刷新特殊存儲(chǔ)器，并再次執(zhí)行PLS指令，在第一個(gè)脈沖串完成后，第二個(gè)脈沖串輸出立即開(kāi)始，重復(fù)這一步驟可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)脈沖串

4、的輸出。,多段流水線是指在變量存儲(chǔ)區(qū)V建立一個(gè)包絡(luò)表（包絡(luò)表Profile是一個(gè)預(yù)先定義的橫坐標(biāo)為位置、縱坐標(biāo)為速度的曲線，是運(yùn)動(dòng)的圖形描述）。包絡(luò)表存放每個(gè)脈沖串的參數(shù)，執(zhí)行PLS指令時(shí)，S7200 PLC自動(dòng)按包絡(luò)表中的順序及參數(shù)進(jìn)行脈沖串輸出。,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）,包絡(luò)表中每段脈沖串的參數(shù)占用8個(gè)字節(jié)，由一個(gè)16位周期值（2字節(jié)）、一個(gè)16位周期增量值（2字節(jié)）和一個(gè)32位脈沖計(jì)數(shù)值（4字節(jié)）組成。,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）,當(dāng)

5、使能端輸入有效時(shí)， PLC首先檢測(cè)為脈沖輸出位（X）設(shè)置的特殊存儲(chǔ)器位，然后激活由特殊存儲(chǔ)器位定義的脈沖操作。,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）實(shí)例,假定脈沖串通過(guò)Q0.0輸出。脈沖串輸出時(shí)，先輸出6個(gè)脈沖周期為500 ms的脈沖串后，自動(dòng)更新為輸出6個(gè)脈沖為1 000 ms的脈沖串，然后再輸出6個(gè)脈沖周期為500 ms的脈沖串，不斷循環(huán)輸出。使用I0.0上升沿起動(dòng)脈沖串輸出，使用I0.1上升沿停止脈沖串輸出。,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）實(shí)例,/I0.0上升沿，復(fù)位輸出 /調(diào)用PTO設(shè)置子程序 /I0.1上升沿，禁止所有中斷，停止脈沖串輸出,PTO脈沖

6、串輸出主程序,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）實(shí)例,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）實(shí)例,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,操作：工具位置控制向?qū)?三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,操作：選擇PTO 下一步,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,操作：設(shè)定最高與最低速度下一步,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,操作：設(shè)定最高（90000）與最低速度（600）下一步,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,操作：設(shè)定加速（1500）與減速速度（200）下一步,三、S7-200PTO控制,PT

7、O向?qū)гO(shè)置（略）,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。,操作：繪制包絡(luò)新包絡(luò),三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,按上述方法將上表中上3個(gè)位置數(shù)據(jù)輸入包絡(luò)中去,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻?xiàng)目組件,運(yùn)動(dòng)包絡(luò)組態(tài)完成后，向?qū)?huì)為所選的配置生成四個(gè)項(xiàng)目組件（子程序），分別是：PTOx_CTRL子程序（控制）、PTOx_RUN子程序（運(yùn)行包絡(luò)），PTOx_LDPOS 和

8、PTOx_MAN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,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻?xiàng)目組件,1. PTOx_CTRL子程序：（控制）啟用和初始化PTO輸出。請(qǐng)?jiān)谟脩舫绦蛑兄皇褂靡淮危⑶艺?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，如圖所示。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻?xiàng)目組件,輸入?yún)?shù)： I_STOP（立即停止）輸入（BOOL型）：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立即終止脈沖的發(fā)出。 D_STOP（減速停止）輸入（BOOL型）：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)?/p>

9、高時(shí)，PTO會(huì)產(chǎn)生將電機(jī)減速至停止的脈沖串。 輸出參數(shù) Done(“完成”)輸出（BOOL型）：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)（BYTE型）：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。,C_Pos（DWORD型）：如果PTO向?qū)У腍SC計(jì)數(shù)器功能已啟用，此參數(shù)包含以脈沖數(shù)表示的模塊當(dāng)前位置。否則，當(dāng)前位置將一直為0。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻?xiàng)目組件,2.PTOx_RUN子程序（運(yùn)行包絡(luò)）：命令 PLC 執(zhí)行存儲(chǔ)于配置包絡(luò)表的指定包絡(luò)運(yùn)動(dòng)操作。運(yùn)行這一子程序的梯形圖如下圖所示。,三、S

10、7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻?xiàng)目組件,輸入?yún)?shù)： EN位：子程序的使能位。在“完成”（Done）位發(fā)出子程序執(zhí)行已經(jīng)完成的信號(hào)前，應(yīng)使 EN 位保持開(kāi)啟。 START 參數(shù)（BOOL型）：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PTO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，一般用上升沿以脈沖方式開(kāi)啟START參數(shù)。 Abort（終止）命令（BOOL型）：命令為 ON 時(shí)位控模塊停止當(dāng)前包絡(luò)，并減速至電機(jī)停止。 Profile（包絡(luò)）（BYTE型）：輸入為此運(yùn)動(dòng)包絡(luò)指定的編號(hào)或符號(hào)名。, 輸出參數(shù) Done（完成）（BOOL型）：本子程序執(zhí)行

11、完成時(shí)。輸出ON。 Error（錯(cuò)誤）（BYTE型）：輸出本子程序執(zhí)行的結(jié)果的錯(cuò)誤信息。無(wú)錯(cuò)誤時(shí)輸出0。 C_Profile（BYTE型）：輸出位控模塊當(dāng)前執(zhí)行的包絡(luò)。 C_Step（BYTE型）：輸出目前正在執(zhí)行的包絡(luò)步驟。 C_Pos（DINT型）：如果PTO向?qū)У腍SC計(jì)數(shù)器功能已啟用，則此參數(shù)包含以脈沖數(shù)作為模塊的當(dāng)前位置。否則，當(dāng)前位置將一直為0。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻?xiàng)目組件,3. PTOx_LDPOS指令（裝載位置）：改變PTO脈沖計(jì)數(shù)器的當(dāng)前位置值為一個(gè)新值?？捎迷撝噶顬槿魏我粋€(gè)運(yùn)動(dòng)命令建立一個(gè)新的零位置。圖7-38是一個(gè)使用PTO0_LDPOS指令實(shí)

12、現(xiàn)返回原點(diǎn)完成后清零功能的梯形圖。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻?xiàng)目組件,輸入?yún)?shù)： EN位：子程序的使能位。在“完成”（Done）位發(fā)出子程序執(zhí)行已經(jīng)完成的信號(hào)前，應(yīng)使 EN 位保持開(kāi)啟。 START（BOOL型）：裝載啟動(dòng)。接通此參數(shù)，以裝載一個(gè)新的位置值到PTO脈沖計(jì)數(shù)器。在每一循環(huán)周期，只要START參數(shù)接通且PTO當(dāng)前不忙，該指令裝載一個(gè)新的位置給PTO脈沖計(jì)數(shù)器。若要保證該命令只發(fā)一次，使用邊沿檢測(cè)指令以脈沖觸發(fā)START參數(shù)接通。,New_Pos 參數(shù)（DINT型）：輸入一個(gè)新的值替代C_Pos報(bào)告的當(dāng)前位置值。位置值用脈沖數(shù)表示。 輸出參數(shù) Done（完成）（BOOL型）：模塊完成該指令時(shí)，參數(shù) Done ON。 Error（錯(cuò)誤）（BYTE型）：輸出本子程序執(zhí)行的結(jié)果的錯(cuò)誤信息。無(wú)錯(cuò)誤時(shí)輸出0。 C_Pos（DINT型）：此參數(shù)包含以脈沖數(shù)作為模塊的當(dāng)前位置。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻?xiàng)目組件,4.PTOx_MAN子程序（手動(dòng)模式）：將PTO輸出置于手動(dòng)模式。執(zhí)行這一子程序允許電機(jī)啟動(dòng)、停止和按不同的速度運(yùn)行。但當(dāng)PTOx_MAN子程序已啟用時(shí)，除PTOX-CTRL外任何其他PTO子程序都無(wú)法執(zhí)行。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻?xiàng)目組件,RUN（運(yùn)行/停止）參數(shù)：命令PTO加速至指定速度（Speed（速