模块六步进电机PLC控制系统安装与调试

1、模块六模块六 其他的特殊指令其他的特殊指令任务五任务五 步进电机步进电机PLC控制系统控制系统安装与调试安装与调试学习目标学习目标1.了解PWM和PTO的含义；2.掌握PTO/PWM相关寄存器的含义；3.掌握高速脉冲输出指令的格式和功能；4.能够使用向导完成PTO/PWM的组态过程。5.掌握步进电机与PLC的接线，通过对编程调试实现对步进电机的运行控制。问题思考问题思考研究记录所使用设备研究记录所使用设备PLC的输入输出接线的设计的输入输出接线的设计系统组成系统组成学习思考学习思考学习学习2个概念个概念:PWM和和PTOPWM和和PTO的区别的区别高速脉冲的频率高速脉冲的频率1.任务导入任务导

2、入 工作台控制系统由工作台控制系统由1个个CPU224XP、1个步进电个步进电机和驱动器、皮带、滚珠机和驱动器、皮带、滚珠丝杠、滑块等组成。滑块丝杠、滑块等组成。滑块初始位置在初始位置在10cm处，系统处，系统启动后，滑块在丝杠带动启动后，滑块在丝杠带动下从下从10cm处移动到处移动到30cm处。处。脉冲宽度调制脉冲宽度调制(PWM)(PWM)，是英文，是英文“Pulse Width Pulse Width Modulation”Modulation”的的缩写缩写PWM？ 微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，用于速度、位置和占空比控制。2.知识学习知识学习高速脉冲串高速

3、脉冲串PTOPTO，是英文是英文“Pulse Pulse Train OutputTrain Output”的缩写的缩写PTO？用于位置和速度控制PWM与PTOPWM功能产生占空比变化周期固定的脉冲输出。可以为其设定周期和脉宽（以微秒或毫秒为单位）PTO功能是产生占空比为50方波，可以产生单段脉冲或通过使用脉冲包络产生多段脉冲。必须为其设定脉冲个数和周期（以微秒或毫秒为单位）S7-200的高速脉冲输出的高速脉冲输出S7-200S7-200的的CPUCPU本体上有本体上有2 2个个PTO/PWMPTO/PWM高速脉冲高速脉冲发生器，它们每个都可以产生一个高速脉冲串发生器，它们每个都可以产生一个高

4、速脉冲串（PTOPTO）或者一个脉宽调制波形（）或者一个脉宽调制波形（PWMPWM）。可用）。可用于步进电动机和直流伺服电动机的定位控制和于步进电动机和直流伺服电动机的定位控制和调速。在使用高速脉冲输出功能时，调速。在使用高速脉冲输出功能时，CPUCPU模块应模块应选择选择晶体管输出型。晶体管输出型。PLCCPU221、CPU222、CPU224CPU224XPCPU226脉冲输出2个（Q0.0、Q0.1）20KHz2个（Q0.0、Q0.1）100KHz2个（Q0.0、Q0.1）20KHz200PLC脉冲路数和最大脉冲频率脉冲路数和最大脉冲频率PWM PWM 脉宽调制脉宽调制周期一定，占空比可

5、调周期一定，占空比可调PTO PTO 脉冲输出脉冲输出占空比一定（占空比一定（50%），周期可调），周期可调学习思考学习思考步进电机的工作原理步进电机的工作原理什么是步距角什么是步距角什么是细分什么是细分三相单三拍。得电相序为三相单三拍。得电相序为A-B-C-A 步进电机逆时针旋转步进电机逆时针旋转三相单三拍。得电相序为三相单三拍。得电相序为A-C-B-A 步进电机顺时针旋转步进电机顺时针旋转步进电机工作原理步进电机工作原理 什么是步距角？ 每个脉冲将使电机移动一个基本步距角，比如标准两相电机的一圈共有200个步距角，每个步距角即1.80 度。 什么叫细分？ 为了提高步进电机控制的精度，现在的

6、步进驱动器都有细分功能，所谓细分就是通过驱动器中电路的方法把把步距角减小。 例如把步进驱动器设置成5细分，假设原来步距角为1.8，那么设置成5细分后，步距角就是0.36。即原来一步可以走完的，设置成细分后需要走5步。步进驱动器步进驱动器 步进电机在停止时，通常有一相得电，电机的转子被锁住，所以当需要转子松开时，可以使用脱机信号（FREE）。 外观图外观图技术参数技术参数外观图外观图3.硬件接线硬件接线4.4.软件组态软件组态 （老师演示）（老师演示）S7-200 PLCS7-200 PLC使用使用“向导向导”组态步进电机组态步进电机 （1 1）开环位控用于步进电机的基本信息）开环位控用于步进电

7、机的基本信息 最大速度（最大速度（MAX_SPEEDMAX_SPEED）和启动）和启动/ /停止速度（停止速度（SS_SPEEDSS_SPEED） 加速和减速时间加速和减速时间 移动包络移动包络S7-200 PLCS7-200 PLC使用使用“向导向导”组态步进电机组态步进电机 （2 2）使用位控向导步骤：）使用位控向导步骤： 准备工作：准备工作：测量丝距！ （步进电机转一圈滑块在水平方向移动的距离）确定脉冲当量！（选择2倍细分，则400个脉冲对应1个丝距，丝距/400=脉冲当量）计算所需的脉冲数！（移动距离/脉冲当量）步骤步骤1 1：第一步：打开第一步：打开“向导向导”“PTO/PWM”,“

8、PTO/PWM”,配配置置Q0.0Q0.0为脉冲输出端。如图所示。为脉冲输出端。如图所示。 步骤步骤2 2：配置：配置“线性脉冲串输出线性脉冲串输出”类型，点击类型，点击“下下一步一步”，如图所示。，如图所示。步骤步骤3：设置电机的速度。最高电机速度设置为：设置电机的速度。最高电机速度设置为“50000脉冲脉冲/s”,电机启动和停止速度设置为电机启动和停止速度设置为“500脉冲脉冲/s”。如图。如图所示。所示。步骤步骤4 4：设置加速和减速时间。分别设置为：设置加速和减速时间。分别设置为1000ms1000ms和和200ms200ms，如，如图所示。图所示。 步骤步骤5 5：增加一个新的网络，

9、设置操作模式为：增加一个新的网络，设置操作模式为“相对位置相对位置”，步，步的目标速度为的目标速度为20002000脉冲脉冲/s/s，步，步0 0的结束位置为的结束位置为2000020000脉冲。设置脉冲。设置完成后，点击完成后，点击“绘制包络绘制包络”按钮，如图所示，点击确认。按钮，如图所示，点击确认。步骤步骤5 5：为配置分配一个存储区。可以采用默认或修改地址，设：为配置分配一个存储区。可以采用默认或修改地址，设置完成后，该地址不要再程序中使用，点击下一步。置完成后，该地址不要再程序中使用，点击下一步。运动包络组态完成后，向导会为所选运动包络组态完成后，向导会为所选的配置生成三个项目组件（

10、子程序），的配置生成三个项目组件（子程序），分别是：分别是：PTOx_RUNPTOx_RUN子程序（运行包络）子程序（运行包络）PTOx_CTRLPTOx_CTRL子程序（控制）子程序（控制）PTOx_MANPTOx_MAN子子程序（手动模式）子程序。程序（手动模式）子程序。 步骤步骤6 6：项目组件项目组件指令树中显示向导指令树中显示向导配置结果配置结果（可双击进行修改）（可双击进行修改） 时间：时间：5分钟分钟5.5.学生自主学习编程学生自主学习编程 （查找系统手册，进行学习）（查找系统手册，进行学习） 1.分组进行讨论 2.具体内容： （1）细分设置 （2）脉冲数计算 （3）绘制电气原理图方案制定方案制定（时间（时间5分钟）分钟）学生： 1、硬件接线 根据电气原理图进行接线。 2、软件