模塊六步進(jìn)電機(jī)PLC控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試

模塊六其他的特殊指令

任務(wù)五步進(jìn)電機(jī)PLC控制系統(tǒng)

安裝與調(diào)試

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解PWM和PTO的含義；2.掌握PTO/PWM相關(guān)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?qū)瓿蒔TO/PWM的組態(tài)過程。5.掌握步進(jìn)電機(jī)與PLC的接線，通過對(duì)編程調(diào)試實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行控制。問題思考研究記錄所使用設(shè)備PLC的輸入輸出接線的設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成學(xué)習(xí)思考學(xué)習(xí)2個(gè)概念:PWM和PTOPWM和PTO的區(qū)別高速脈沖的頻率1.任務(wù)導(dǎo)入

工作臺(tái)控制系統(tǒng)由1個(gè)CPU224XP、1個(gè)步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器、皮帶、滾珠絲杠、滑塊等組成。滑塊初始位置在10cm處，系統(tǒng)啟動(dòng)后，滑塊在絲杠帶動(dòng)下從10cm處移動(dòng)到30cm處。脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“PulseWidthModulation”的縮寫PWM？微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，用于速度、位置和占空比控制。2.知識(shí)學(xué)習(xí)高速脈沖串PTO，是英文“PulseTrainOutput”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。可以為其設(shè)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(luò)產(chǎn)生多段脈沖。必須為其設(shè)定脈沖個(gè)數(shù)和周期（以微秒或毫秒為單位）S7-200的高速脈沖輸出S7-200的CPU本體上有2個(gè)PTO/PWM高速脈沖發(fā)生器，它們每個(gè)都可以產(chǎn)生一個(gè)高速脈沖串（PTO）或者一個(gè)脈寬調(diào)制波形（PWM）。可用于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直流伺服電動(dòng)機(jī)的定位控制和調(diào)速。在使用高速脈沖輸出功能時(shí)，CPU模塊應(yīng)選擇晶體管輸出型。PLCCPU221、CPU222、CPU224CPU224XPCPU226脈沖輸出2個(gè)（Q0.0、Q0.1）20KHz2個(gè)（Q0.0、Q0.1）100KHz2個(gè)（Q0.0、Q0.1）20KHz200PLC脈沖路數(shù)和最大脈沖頻率PWM脈寬調(diào)制周期一定，占空比可調(diào)PTO脈沖輸出占空比一定（50%），周期可調(diào)學(xué)習(xí)思考步進(jìn)電機(jī)的工作原理什么是步距角什么是細(xì)分三相單三拍。得電相序?yàn)锳-B-C-A步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)三相單三拍。得電相序?yàn)锳-C-B-A步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)工作原理什么是步距角？每個(gè)脈沖將使電機(jī)移動(dòng)一個(gè)基本步距角，比如標(biāo)準(zhǔn)兩相電機(jī)的一圈共有200個(gè)步距角，每個(gè)步距角即1.80度。什么叫細(xì)分？

為了提高步進(jìn)電機(jī)控制的精度，現(xiàn)在的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器都有細(xì)分功能，所謂細(xì)分就是通過驅(qū)動(dòng)器中電路的方法把把步距角減小。例如把步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置成5細(xì)分，假設(shè)原來步距角為1.8°，那么設(shè)置成5細(xì)分后，步距角就是0.36°。即原來一步可以走完的，設(shè)置成細(xì)分后需要走5步。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)在停止時(shí)，通常有一相得電，電機(jī)的轉(zhuǎn)子被鎖住，所以當(dāng)需要轉(zhuǎn)子松開時(shí)，可以使用脫機(jī)信號(hào)（FREE）。步進(jìn)電機(jī):57BYG250C

外觀圖技術(shù)參數(shù)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器:SH-20403

外觀圖3.硬件接線4.軟件組態(tài)（老師演示）S7-200PLC使用“向?qū)А苯M態(tài)步進(jìn)電機(jī)

（1）開環(huán)位控用于步進(jìn)電機(jī)的基本信息◆最大速度（MAX_SPEED）和啟動(dòng)/停止速度（SS_SPEED）◆加速和減速時(shí)間◆移動(dòng)包絡(luò)S7-200PLC使用“向?qū)А苯M態(tài)步進(jìn)電機(jī)

（2）使用位控向?qū)Р襟E：◆準(zhǔn)備工作：※測(cè)量絲距?。ú竭M(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈滑塊在水平方向移動(dòng)的距離）※確定脈沖當(dāng)量?。ㄟx擇2倍細(xì)分，則400個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)1個(gè)絲距，絲距/400=脈沖當(dāng)量）※計(jì)算所需的脈沖數(shù)?。ㄒ苿?dòng)距離/脈沖當(dāng)量）步驟1：第一步：打開“向?qū)А薄?gt;“PTO/PWM”,配置Q0.0為脈沖輸出端。如圖所示。

步驟2：配置“線性脈沖串輸出”類型，點(diǎn)擊“下一步”，如圖所示。

步驟3：設(shè)置電機(jī)的速度。最高電機(jī)速度設(shè)置為“50000脈沖/s”,電機(jī)啟動(dòng)和停止速度設(shè)置為“500脈沖/s”。如圖所示。步驟4：設(shè)置加速和減速時(shí)間。分別設(shè)置為1000ms和200ms，如圖所示。

步驟5：增加一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置操作模式為“相對(duì)位置”，步的目標(biāo)速度為2000脈沖/s，步0的結(jié)束位置為20000脈沖。設(shè)置完成后，點(diǎn)擊“繪制包絡(luò)”按鈕，如圖所示，點(diǎn)擊確認(rèn)。步驟5：為配置分配一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)。可以采用默認(rèn)或修改地址，設(shè)置完成后，該地址不要再程序中使用，點(diǎn)擊下一步。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_RUN子程序（運(yùn)行包絡(luò)）PTOx_CTRL子程序（控制）PTOx_MAN子程序（手動(dòng)模式）子程序。

步驟6：項(xiàng)目組件指令樹中顯示向?qū)渲媒Y(jié)果（可雙擊進(jìn)行修改）時(shí)間：5分鐘5.學(xué)生自主學(xué)習(xí)編程（查找系統(tǒng)手冊(cè)，進(jìn)行學(xué)習(xí)）1.分組進(jìn)行討論2.具體內(nèi)容：（1）細(xì)分設(shè)置（2）脈沖數(shù)計(jì)算（3）繪制電氣原理圖方案制定（時(shí)間5分鐘）學(xué)生：1、硬件接線根據(jù)電氣原理圖進(jìn)行接線。2、軟件編程根據(jù)向?qū)нM(jìn)行組態(tài)，并編寫程序。老師：巡視、指導(dǎo)。組織