运动控制技术与应用 教案 任务6.2 驱控一体型闭环步进驱动器智能控制步进电动机

任务6.2驱控一体型闭环步进驱动器智能控制步进电动机一、基本信息任务名称驱控一体型闭环步进驱动器智能控制步进电动机授课学时2学时授课班级授课人数授课地点运动控制技术实训室课型理实一体化课参考标准国家标准GB/T2900.1-2008《电工术语》；雷赛DM2B系列步进驱动器技术手册；XX学院《运动控制技术与应用》课程标准；全国职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项评分标准参考教材《运动控制技术与应用》机械工业出版社2026.6二、教学分析（一）教学内容内容位置项目6步进运动控制系统安装与调试→任务6.2驱控一体型闭环步进驱动器智能控制步进电动机教学内容1.驱控一体型闭环步进驱动器的功能特点（PR位置寄存器、循环、跳转、回零、Jog、急停等）及应用场景

2.硬件接口与接线（电源端子、电动机绕组、控制信号端子、RS485总线接口）

3.拨码开关设置（通信地址、波特率、终端电阻）

4.主要Modbus寄存器参数（控制模式、触发寄存器、运行状态、Jog速度等）

5.S7-1200PLCModbus地址换算与通信参数配置

6.上位机软件MS的基本操作与PR模式设置

7.HMI组态与系统联调内容分析本次课是步进运动控制系统的进阶任务，学生需要掌握驱控一体型步进驱动器的硬件接线、参数配置、Modbus通信以及上位机调试方法。通过2学时的理实一体化教学，使学生具备使用总线型步进驱动器实现位置控制的能力。（二）学情分析知识和技能基础学生已完成任务6.1（脉冲控制步进），掌握了步进驱动器的基本接线和PTO控制；对Modbus通信有一定了解（项目3任务2），但对驱控一体型步进驱动器的PR功能及寄存器映射不熟悉。诉求和素养储备学生对总线控制步进系统有较高兴趣，因为可以节省PLC脉冲输出点、简化配线；部分学生对寄存器地址换算感到困难。学习特点喜欢通过上位机软件直观设置参数，对PR位置表编辑感到新奇；乐于小组协作完成Modbus通信调试。（三）目标分析知识目标1.了解驱控一体型闭环步进驱动器的接口规格及功能特点（PR模式、回零、Jog等）。

2.理解拨码开关的作用（通信地址、波特率、终端电阻）。

3.掌握Modbus寄存器地址的换算方法（表6-18）。能力目标1.能完成驱控一体型步进驱动器的电路设计及配线（电源、电动机绕组、RS485通信）。

2.能使用上位机软件MS设置驱动器的基本参数（电流、通信参数、PR路径）。

3.能在TIAPortal中配置Modbus通信，编写轮询程序控制步进电动机点动、回原点、定位运行。素质目标1.通过了解我国步进产品进步（雷赛、步科等），厚植爱国情怀，增强科技报国决心。

2.养成规则意识、标准意识和5S管理的职业素养，培养开拓创新的科学精神。（四）教学重难点类型重难点内容确立依据解决方法教学重点1.驱动器的RS485接线与拨码开关设置（地址、波特率）

2.Modbus寄存器地址的换算（表6-18）

3.上位机MS软件设置PR路径参数总线型步进驱动器应用的核心技能1.对照图6-28讲解接线，演示拨码设置

2.提供地址换算练习，现场核对

3.演示PR路径设置（定位模式、位置、速度）教学难点1.寄存器地址映射（16#6200对应425089等）

2.PR模式中“触发寄存器”的使用（写入0x010触发路径）

3.轮询编程中多个MB_MASTER的协调概念抽象，地址计算易错1.用表格形式列出常用寄存器地址，通过计算示例讲解

2.演示触发流程：写控制模式→写位置/速度→写触发寄存器

3.提供轮询程序模板（五）教学策略教学流程任务导入（5min）→硬件连接与参数设置（20min）→Modbus通信编程（20min）→HMI组态与联调（15min）→评价总结（5min）教学方法讲授法、任务驱动法、演示法、小组协作法、实训操作法信息化手段1.智慧树在线课平台：发布预习资料（驱控一体步进驱动器介绍视频）

2.TIAPortal软件、MS（MotionStudio）软件

3.数字化资源：寄存器地址速查表、PR路径设置示例教学资源实物：S7-1200PLC（带CB1241或CM1241）、雷赛DM2B步进驱动器、步进电动机、开关电源、RS485线、网线、上位机软件（MS）、电工工具；资料：电气原理图、寄存器地址表、实训工单三、教学安排课前教学环节教学内容教师活动学生活动教学方法与手段知识探索1.观看微课《驱控一体型步进驱动器PR模式应用》

2.预习教材中“硬件接线”、“拨码开关”和“Modbus寄存器”部分

3.浏览雷赛DM2B手册1.智慧树在线课平台发布预习视频和任务单

2.发布讨论题：“总线控制比脉冲控制有哪些优点？”

3.上传DM2B参数手册1.观看视频，了解PR功能和场景

2.阅读教材，记录疑问

3.熟悉寄存器地址表线上平台+微课视频，提前熟悉总线步进控制概念课中（2课时连上）教学环节教学内容教师活动学生活动教学方法与手段任务导入（5min）展示HMI运行画面（图6-13），要求通过Modbus通信控制步进电动机实现点动、回原点、定位运行1.提问：“如何用一根RS485线控制步进电机？”

2.明确本课任务：通信方式替代脉冲方式

3.强调安全注意事项1.思考并回答

2.明确学习目标案例教学法，硬件连接与参数设置（20min）1.驱动器接线：电源VDC/GND、电动机绕组A+/A-/B+/B-、RS485总线（A接485+，B接485-）

2.拨码开关设置（图6-27、表6-14、6-15）：通信地址（如1）、波特率（9600）、终端电阻（ON/OFF）

3.上位机MS软件连接：安装USB转232驱动，查看COM口，连接驱动器（图6-31~6-33）

4.设置基本参数：电流、控制模式、PR路径（图6-36、6-37）：设置路径0（回原点）、路径1（定位运动，位置=脉冲数，速度=200rpm，加减速时间）

5.手动试运行测试（图6-38、6-39）1.分步演示驱动器接线（强调RS485极性）

2.演示拨码设置：地址1（SW1~SW5=ON），波特率9600（SW6=OFF，SW7=OFF），终端电阻（SW8=OFF）

3.演示MS软件连接：选择COM口，连接成功后查看参数

4.演示设置PR路径：路径号0设为回零模式，路径1设为绝对定位，目标位置设为10000脉冲，速度200rpm

5.演示手动试运行：正转、反转、回零、触发PR路径1.小组完成驱动器接线（断电操作）

2.设置拨码开关，记录参数

3.打开MS软件，连接驱动器

4.设置基本参数和PR路径

5.使用手动试运行验证电机动作实训操作法+演示法，[插入图片：图6-27、6-28、6-31~6-39]Modbus通信编程（20min）1.在TIAPortal中配置CB1241/CM1241，设置通信参数（波特率9600、8数据位、无校验、1停止位）

2.添加数据块（取消“优化的块访问”），创建轮询状态数组和控制变量（控制字、状态字、位置等）

3.编写Modbus轮询程序：

-MB_COMM_LOAD配置端口

-MB_MASTER任务1：写控制模式（寄存器0x6200，设置为3回零或1定位）

-MB_MASTER任务2：写触发寄存器（0x6002，写入0x020回零、0x010触发路径1等）

-MB_MASTER任务3：读运行状态（0x1003）

-轮询顺序执行，使用步进计数器

4.下载程序，监控调试1.分步演示添加CB1241，配置通信参数（注意与驱动器一致）

2.演示创建数据块和轮询变量

3.讲解寄存器地址换算：以0x6200为例，16#6200=25088，Modbus地址=400001+25088=425089

4.演示轮询程序编写（参考任务3.2模板）

5.指导学生下载并监控，测试回零和定位触发1.小组配置PLC硬件和通信参数

2.创建数据块和轮询程序

3.计算常用寄存器地址，填写表6-18

4.下载程序，通过监控表测试：写入控制模式→写入触发寄存器，观察电机动作实训操作法+任务驱动，HMI组态与联调（15min）1.添加HMI（KTP700），连接PLC

2.组态画面（参考图6-13）：按钮（点动正转、点动反转、回原点、启动、停止）、IO域（点动速度、运行距离）、指示灯（运行、回零完成、故障）

3.变量关联：按钮关联PLC的M点；IO域关联数据块中的速度/位置变量；指示灯关联状态字位

4.下载HMI程序，系统联调：测试点动、回原点、定位运行，观察HMI显示1.演示添加HMI并连接PLC

2.演示组态按钮、IO域、指示灯，关联变量

3.演示变量关联技巧：点动速度写入Pr6.00等

4.指导联调：先回零，再设定位置触发启动，观察电机动作与HMI反馈1.小组组态HMI画面，关联变量

2.下载HMI程序，进行联调

3.测试各项功能，记录结果实训操作法+演示法，评价总结（5min）1.小组展示系统运行成果

2.教师点评与总结

3.完成自评、互评（表6-20、6-21）1.听取小组汇报，简要点评

2.总结本任务核心技能点：硬件接线、拨码设置、MS软件参数配置、Modbus地址换算、轮询编程、HMI联调

3.强调安全规范与5S管理

4.发布课后拓展任务1.小组代表演示HMI控制步进电机

2.填写评价表

3.整理工位，5S清扫展示评价法+归纳总结课后拓展（课后）1.完善实训报告

2.思考：如何利用PR模式的16段位置表实现多点定位？

3.预习后续内容1.智慧树在线课平台发布实训报告模板

2.推送多段位置编程资料

3.发布预习任务单1.提交实训报告

2.查阅资料，预习线上平台+任务驱动四、课后反思教学实效1.

技能掌握扎实：通过2课时的讲练结合，大部分学生能独立完成驱控一体型步进驱动器的接线、拨码设置、MS软件参数配置、Modbus通信编程和HMI联调。

2.

知识目标达成：学生能够理解PR模式的功能，掌握寄存器地址换算，成功实现点动、回零、定位控制。

3.

安全意识提升：实训过程中强调断电接线、正确设置电流，学生操作规范性良好。

4.

团队协作有效：小组分工完成硬件接线、软件配置和程序调