PLC控制步进电机16页Word文件下载.docx

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θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。

四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半步）。

4.步进电动机的特征

1）运转需要的三要素：

控制器、驱动器、步进电动机

以上三部分是步进电机运转必不可少的三部分。

控制器又叫脉冲产生器，目前主要有PLC、单片机、运动板卡等等。

2）运转量与脉冲数的比例关系

二、西门子S7-200CPU224XPCN

本机集成14输入/10输出共14个数字量I/O点。

2输入/1输出3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。

22K字节程序和数据存储空间，6个独立的30KHz高速计数器，2个独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。

1个RS458通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由通讯能力。

I/O端子排可很容易地整体拆卸。

是具有较强能力的控制器。

三、三相异步电动机DF3A驱动器

1.产品特点

可靠性高:

数字技术和单片机的应用,使得驱动器线路简单可靠;

合理的结构设计，使得整机结构紧凑、防护性能好；

短路、过流、超温、欠压保护线路提供全面、可靠的保护、大大提高了步进驱动器的可靠性。

低速性能好：

引入单片机进行软环分及矢量细分，实现1:

1平滑细分及5、10、20倍矢量细分，使得步进电机低速运行平稳，避免振荡及失步。

矢量细分技术的应用，使得与μm级位置控制器配套的步进系统输出精度接近μm级。

高速性能优：

输入信号频率不大于250kHz（20细分时），输出电流频率可达15kHｚ。

由于采用单高压（300V）恒流斩波，高速特性好，驱动步进电机空载运行最高速不低于7.0mm/min适用面广：

输出电流3A～10A可调，可驱动90BF、110BF、130BF步进电机，输出转矩2N•m～25N•m。

2.主要技术参数

四、PLC与步进电机驱动器接口原理图

五、PLC控制实例的流程图及梯形图

1.控制要求

1）要求点机能正反转

2）电机有高低速两档

3）电机位移和距离有两档

4）要求说明用PLS原理

5）所有换挡均需要在电机停止时进行

2.流程图

3.梯形图

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上面的“PLC与步进电机驱动器接口原理图”太大显示不全，下面是缩小版的！

步进电机的定位控制

plc输出的集成脉冲可通过步进电机进行定位控制。

关于定位控制，调节和控制操作之间存在一些区别。

步进电机不需要连续的位置控制，而在控制操作中得到应用。

在以下的程序例子中，借助于cpu214所产生的集成脉冲输出，通过步进电机来实现相对的位置控制。

虽然这种类型的定位控制不需要参考点，本例还是粗略地描述了确定参考点的简单步骤。

因为实际上它总是相对一根轴确定一个固定的参考点，因此，用户借助于一个输入字节的对偶码（dualcoding）给cpu指定定位角度。

用户程序根据该码计算出所需的定位步数，再由cpu输出相关个数的控制脉冲。

1、系统结构

如图1所示：

图1系统结构 

2、硬件配置

如表1所示：

3、软件结构

3.1plc的输入信号与输出信号

plc的部分输入信号与输出信号，以及标志位如表2所示。

3.2系统软件设计

plc的程序框图如图2所示。

3.3初始化

在程序的第一个扫描周期（sm0.1=1），初始化重要参数。

选择旋转方向和解除联锁。

3.4设置和取消参考点

如果还没有确定参考点，那么参考点曲线应从按“start”按扭（i1.0）开始。

cpu有可能输出最大数量的控制脉冲。

在所需的参考点，按“设置/取消参考点”开关（i1.4）后，首先调用停止电机的子程序。

然后，将参考点标志位m0.3置成1，再把新的操作模式“定位控制激活”显示在输出端q1.0。

如果i1.4的开关已激活，而且“定位控制”也被激活（m0.3=1），则切换到“参考点曲线”参考点曲线。

在子程序1中，将m0.3置成0，并取消“定位控制激活”的显示（q1.0=0）。

此外，控制还为输出最大数量的控制脉冲做准备。

当再次激活i1.4开关，便在两个模式之间切换。

如果此信号产生，同时电机在运转，那么电机就自动停止。

实际上，一个与驱动器连接的参考点开关将代替手动操作切换开关的使用，所以，参考点标志能解决模式切换。

3.5定位控制

如果确定了一个参考点（m0.3=1）而且没有联锁，那么就执行相对的定位控制。

在子程序2中，控制器从输入字节ibo读出对偶码方式的定位角度后，再存入字节mb11。

与此角度有关的脉冲数，根据下面的公式计算:

n=φ/360°

×

s

式中:

n-控制脉冲数

φ-旋转角度

s-每转所需的步数

该程序所使用的步进电机采用半步操作方式（s=1000）。

在子程序3中循环计算步数，如果现在按“start”按钮（i1.0），cpu将从输出端q0.0输出所计算的控制脉冲个数，而且电机将根据相应的步数来转动，并在内部将“电机转动”的标志位m0.1置成1。

在完整的脉冲输出之后，执行中断程序0，此程序将m0.1置成0，以便能够再次起动电机。

3.6停止电机

按“stop”（停止）按扭（i1.1），可在任何时候停止电机。

执行子程序0中与此有关的指令。

4、程序和注释

//标题:

用脉冲输出进行定位控制

//主程序

ldsm0.1 

//仅首次扫描周期sm0.1才为1。

rm0.0，128 

//md0至md12复位

atch0，19 

//把中断程序0分配给中断事件19（脉冲串终止）

eni 

//允许中断

//脉冲输出功能的初始化

movw500，smw68 

//脉冲周期t=500us

movw0,smw70 

//脉冲宽度为0（脉冲调制）

movd429496700，smd72 

//为参考点设定的最大脉冲数

//设置逆时针旋转

ldnm0.1 

//若电机停止

ai1.5 

//且旋转方向开关=1

sq0.2，1 

//则逆时针旋转（q0.2=1）

//设置顺时针旋转

ani1.5 

//且旋转方向开关=0

rq0.2，1 

//则逆时针旋转（q0.2=0）

//联锁

ldi1.1 

//若按“stop”（停止）按钮

sm0.2，1 

//则激活联锁（m0.2=1）

//解除联锁

ldni1.1 

//若“start”（启动）按钮松开

ani1.0 

//且“stop”（停止）按钮松开

rm0.2，1 

//则解除联锁（m0.2=0） 

//确定操作模式（参考点定位控制）

ldi1.4 

//若按“设置/取消参考点”按钮

eu 

//上升沿

call1 

//则调用子程序1

//启动电机

ldi1.0 

//若按“start”（启动）按钮

anm0.1 

//且电机停止

anm0.2 

//且无联锁

ad≥smd72，1 

//且步数≥1，则

movb16#85，smb67 

//置脉冲输出功能（pto）的控制位

pls0 

//启动脉冲输出（q0.0）

sm0.1，1 

//“电机运行”标志位置位（m0.1=1）

//定位控制

ldm0.3 

//若已激活“定位控制”操作模式

call2 

//则调用子程序2

//停止电机

//若按“stop”（停止）按钮

//上升沿

am0.1 

//且电机运行，则

call0 

//则调用子程序0

mend 

//主程序结束

//子程序1

sbr0 

//子程序0停止电机

movb16#cb，smb67 

//激活脉宽调制

//停止输出脉冲到q0.0

rm0.1，1 

//“电机运行”标志位复位（m0.1=0）

ret 

//子程序0结束

sbr1 

//子程序1，“确定操作模式”

ldm0.1 

//若电机运行

//则调用子程序0，停止电机

//申请“参考点曲线”

//若已激活“定位控制”，则

rm0.3，1 

//参考点标志位;

复位（m0.3=0）

rq1.0，1 

//取消“定位控制激活”信息（q1.0=0）

//为新的“参考点曲线”设定最大的脉冲数。

cret 

//条件返回到主程序。

//申请“定位控制”

ldnm0.3 

//若未设置参考点（m0.3=0），则

sm0.3，1 

//参考点标志位置位（m0.3=1）

sq1.0，1 

//输出“定位控制激活”信息（q1.0=1）

//子程序1结束

//子程序2

sbr2 

//子程序2，“定位控制”

movbib0，mb11 

//把定位角度从ibo拷到md8的最低有效字节mb11。

rm8.0，24 

//mb8至mb10清零

div9，md8 

//角度/9=q1+r1

movwmw8，mw14 

//把r1存入md12

mul25，md8 

//q1×

25→md8

mul25，md12

div9，md12 

//r1×

25／9=q2+r2

call3

//在子程序3中循环步数

movw0，mw12 

//删除r2

+dmd12，md8 

//把步数写入md8

movdmd8，smd72 

//把步数传到smd72

//子程序2结束

//子程序3

sbr3 

//子程序3，“循环步数”

ldw≥mw12，5 

//如果r2≥5／9，则

incwmw14 

//步数增加1。

ret

//子程序3结束

//中断程序0，“脉冲输出终止”

int0 

//中断程序0

//“电机运行”标志位复位（m0.1=0）

基于PLC的步进电机的开环控制系统设计

一、控制要求：

⑴能够实现步进电机的起动和停止、正转和反转及改变转速。

⑵能够实现步进电机的单四拍、双四拍、单双八拍运行。

⑶当按下按钮SB1时，步进电机以单四拍方式和500MS/步的频率顺时针方向运行30步后停止；

当按下按钮SB2时，步进电机以单四拍方式和500MS/步的频率逆时针方向运行30步后停止；

当按下按钮SB3时，步进电机以双四拍方式和500MS/步的频率顺时针方向运行30步后停止；

当按下按钮SB4时，步进电机以双四拍方式和500MS/步的频率和逆时针方向运行30步后停止；

当按下按钮SB5时，步进电机以单双八拍方式和500MS/步的频率顺时针方向运行30步后停止；

当按下按钮SB6时，步进电机以单双八拍方式和500MS/步的频率逆时针方向运行30步后停止；

任何时刻按下按钮SB7，步进电机停止。

二、设计方案论证及电路图（PLC的输入输出接线图、编程元件地址分配表、硬件组态、控制程序）

2.1PLC的输入输出接线图：

附图一控制两相步进电动机正反转控制线路接线图

2.2编程元件地址分配表：

PlC编程元件的地址分配及相应符号表

2.3硬件组态：

PLC硬件组态表：

2.4控制程序：

※线性化控制程序（双四拍）：

利用松下FP1可编程序控制器可以方便地实现对电机速度和位置的控制，方便可靠地进行各种步进电机的操作，完成各种复杂的工作，加速了机电一体化的实现。

控制方法及思路：

1、FP1的特殊功能：

（1）脉冲输出　　FP1的输出端Y7可输出脉冲，脉冲频率可通过软件编程进行调节，其输出频率范围为360Hz～5kHz。

（2）高速计数器（HSC）　　FP1内部有高速计数器，可同时输入两路脉冲，最高计数频率为10kHz，计数范围-8388608～+8388607。

　　　　（3）输入延时滤波　　FP1的输入端采用输入延时滤波，可防止因开关机械抖动带来的不可靠性，其延时时间可根据需要进行调节，调节范围为1ms～128ms。

　　（4）中断功能　　FP1的中断有两种类型，一种是外部硬中断，一种是内部定时中断。

2、步进电机的速度控制：

FP1有一条SPD0指令，该指令配合HSC和Y7的脉冲输出功能可实现速度及位置控制。

速度控制梯形图见图1，控制方式参数见图2，脉冲输出频率设定曲线见图3，梯形图程序见图4。

电气原理图如下：

　　3、控制系统的程序运行　　

　　关于此控制系统的接线：

plc的Y7输出的脉冲作为步进电机的时钟脉冲，经驱动器产生节拍脉冲，控制步进电机运转。

同时Y7接至PLC的输入接点X0，并经X0送至PLC内部的HSC。

HSC计数Y7的脉冲数，当达到预定值时发生中断，使Y7的脉冲频率切换至下一参数，从而实现较准确的位置控制。

实现这一控制的梯形图及外部接线图分别见图4、图5。

　　控制系统的运行程序：

第一句是将DT9044和DT9045清零，即为HSC进行计数做准备；

第二句～第五句是建立参数表，参数存放在以DT20为首地址的数据寄存器区；

最后一句是启动SPD0指令，执行到这句则从DT20开始取出设定的参数并完成相应的控制要求。

由第一句可知第一个参数是K0，是PULSE方式的特征值，由此规定了输出方式。

第二个参数是K70，对应脉冲频率为500Hz，于是Y7发出频率为500Hz的脉冲。

第三个参数是K1000，即按此频率发1000个脉冲后则切换到下一个频率。

而下一个频率即最后一个参数是K0，所以当执行到这一步时脉冲停止，于是电机停转。

故当运行此程序时即可使步进电机按照规定的速度、预定的转数驱动控制对象，使之达到预定位置后自动停止。

希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：

1、生命对某些人来说是美丽的，这些人的一生都为某个目标而奋斗。

2、推销产品要针对顾客的心，不要针对顾客的头。

3、不同的信念，决定不同的命运。