-伺服电机及其控制

1、天 津 中 德 职 业 技 术 学 院Tianjin Sino-German Vocational Technical College 伺服电机及其控制制作：王守志时间：2014.09一一、伺服电动机、伺服电动机系统？系统？松下MHMD022P1UMHMD022P1U永磁同步交永磁同步交流伺服电机流伺服电机MADDT1207003MADDT1207003全数字交流全数字交流永磁同步伺服驱动装置永磁同步伺服驱动装置一一、伺服电动机、伺服电动机系统？系统？松下MHMD022P1UMHMD022P1U永磁同步交永磁同步交流伺服电机流伺服电机一一、伺服电动机、伺服电动机系统？系统？一一、伺服电动机、伺

2、服电动机系统？系统？一一、伺服电动机、伺服电动机系统？系统？一一、伺服电动机、伺服电动机系统？系统？位置控制模式下，等效的单闭环系统方框图。 指令脉冲信号和电机编码器反馈脉冲信号进入驱动器后，均通过电子齿轮变换才进行偏差计算。电子齿轮实际是一个分-倍频器，合理搭配它们的分-倍频值，可以灵活地设置指令脉冲的行程。 一一、伺服电动机、伺服电动机系统？系统？位置控制模式下，等效的单闭环系统方框图。 例如YL-335B所使用的松下MINAS A4MINAS A4系列系列ACAC伺服电机伺服电机驱动器，驱动器，电机编码器反馈脉冲为电机编码器反馈脉冲为 2500 pulse/rev2500 pulse/r

3、ev。缺省情况下，驱。缺省情况下，驱动器反馈脉冲电子齿轮分动器反馈脉冲电子齿轮分- -倍频值为倍频值为4 4倍频。如果希望指令脉倍频。如果希望指令脉冲为冲为6000 pulse/rev6000 pulse/rev，那末就应把指令脉冲电子齿轮的分，那末就应把指令脉冲电子齿轮的分- -倍频值设置为倍频值设置为10000/600010000/6000。从而实现。从而实现PLCPLC每输出每输出60006000个脉冲，个脉冲，伺服电机旋转一周，驱动机械手恰好移动伺服电机旋转一周，驱动机械手恰好移动60mm60mm的整数倍关系。的整数倍关系。一一、伺服电动机、伺服电动机系统？系统？一一、伺服电动机、伺服

4、电动机系统？系统？一一、伺服电动机、伺服电动机系统？系统？ 参数设置，先按“Set”键，再按“Mode”键选择到“Pr00”后，按向上、下或向左的方向键选择通用参数的项目，按“Set”键进入。然后按向上、下或向左的方向键调整参数，调整完后，按“S”键返回。选择其它项再调整。 参数保存，按“M”键选择到“EE-SET”后按“Set”键确认，出现“EEP -”，然后按向上键3秒钟，出现“FINISH”或“reset”，然后重新上电即保存。 手动JOG运行，按“Mode”键选择到“AF-ACL”，然后按向上、下键选择到“AF-JOG”、按“Set”键一次，显示“JOG -”，然后按向上键3秒显示“r

5、eady”，再按向左键3秒出现“sur-on”锁紧轴，按向上、下键，点击正反转。注意先将S-ON断开。 一一、伺服电动机、伺服电动机系统？系统？二、二、S7-200S7-200高速脉冲输出高速脉冲输出 S7-200 CPU22x系列PLC设有两个PTO/PWM发生器，一个发生器分配给输出端Q0.0，另一个分配给Q0.1。二、二、S7-200S7-200高速脉冲输出高速脉冲输出脉冲串输出（PTO）(1)输出脉冲的周期以以s s或或msms为增量单位，变化范围分别是10-65 535s或2-65 535ms。(2)如果周期小于两个时间单位，周期被默认为两个时间单位。如果指定的脉冲数为0，则脉冲数默

6、认为1。(3)PTO功能允许多个脉冲串排队输出，从而形成流水线。流水线分为两种：单段流水线和多段流水线。二、二、S7-200S7-200高速脉冲输出高速脉冲输出脉冲串输出（PTO） 单段流水线是指流水线中每次只能存储一个脉冲串的控制参数，初始PTO段一旦起动，必须按照对第二个波形的要求立即刷新特殊存储器，并再次执行PLS指令，在第一个脉冲串完成后，第二个脉冲串输出立即开始，重复这一步骤可以实现多个脉冲串的输出。 多段流水线是指在变量存储区V建立一个包络表（包络表Profile是一个预先定义的横坐标为位置、纵坐标为速度的曲线，是运动的图形描述）。包络表存放每个脉冲串的参数，执行PLS指令时，S7

7、200 PLC自动按包络表中的顺序及参数进行脉冲串输出。二、二、S7-200S7-200高速脉冲输出高速脉冲输出脉冲串输出（PTO） 包络表中每段脉冲串的参数占用8个字节，由一个16位周期值（2字节）、一个16位周期增量值（2字节）和一个32位脉冲计数值（4字节）组成。从包络表起始地址的字节偏移段说 明VBn 总段数（1255）；数值0产生非致命错误，无PTO输出VBn+1段1初始周期（2至65 535个时基单位）VBn+3每个脉冲的周期增量（符号整数：-32 768至32 767个时基单位）VBn+5脉冲数（1至4 294 967 295）VBn+9段2初始周期（2至65535个时基单位）V

8、Bn+11每个脉冲的周期增量（符号整数：-32 768至32 767个时基单位）VBn+13脉冲数（1至4 294 967 295）VBn+17段3初始周期（2至65 535个时基单位）VBn+19每个脉冲的周期增量值（符号整数：-32 768至32 767个时基单位）VBn+21脉冲数（1至4 294 967 295）二、二、S7-200S7-200高速脉冲输出高速脉冲输出脉冲串输出（PTO）Q0.0Q0.1说 明寄存器名SM66.4 SM76.4PTO包络由于增量计算错误异常终止 0：无错1：异常终止脉冲串输出状态寄存器SM66.5 SM76.5PTO包络由于用户命令异常终止 0：无错；1

9、：异常终止SM66.6 SM76.6PTO流水线溢出 0：无溢出；1：溢出SM66.7 SM76.7PTO空闲 0：运行中； 1：PTO空闲SM67.0 SM77.0 PTO/PWM刷新周期值 0：不刷新；1 ：刷新PTO/PWM输出控制寄存器SM67.1 SM77.1 PWM刷新脉冲宽度值 0 ：不刷新；1：刷新SM67.2 SM77.2 PTO刷新脉冲计数值 0 ：不刷新；1：刷新SM67.3 SM77.3 PTO/PWM时基选择0 ：1 s； 1：1ms二、二、S7-200S7-200高速脉冲输出高速脉冲输出脉冲串输出（PTO）Q0.0Q0.1说 明寄存器名SM67.4SM77.4PWM

10、更新方法 0 ：异步更新； 1：同步更新PTO/PWM输出控制寄存器SM67.5SM77.5 PTO操作 0 ：单段操作； 1：多段操作SM67.6SM77.6 PTO/PWM模式选择0 ：选择PTO 1：选择PWMSM67.7SM77.7 PTO/PWM允许 0：禁止； 1 ：允许SMW68SMW78PTO/PWM周期时间值（范围：2至 65 535）周期值设定寄存器SMW70SMW80PWM脉冲宽度值（范围：0至65 535）脉宽值设定寄存器SMD72SMD82PTO脉冲计数值（范围：1至4 294 967 295）脉冲计数值设定寄存器SMB166SMB176段号（仅用于多段PTO操作），

11、多段流水线PTO运行中的段的编号多段PTO操作寄存器SMW168SMW178包络表起始位置，用距离V0的字节偏移量表示（仅用于多段PTO操作）二、二、S7-200S7-200高速脉冲输出高速脉冲输出脉冲串输出（PTO）PLSENQ0.X 当使能端输入有效时， PLC首先检测为脉冲输出位（X）设置的特殊存储器位，然后激活由特殊存储器位定义的脉冲操作。二、二、S7-200S7-200高速脉冲输出高速脉冲输出脉冲串输出（PTO）实例 假定脉冲串通过Q0.0输出。脉冲串输出时，先输出6个脉冲周期为500 ms的脉冲串后，自动更新为输出6个脉冲为1 000 ms的脉冲串，然后再输出6个脉冲周期为500

12、ms的脉冲串，不断循环输出。使用I0.0上升沿起动脉冲串输出，使用I0.1上升沿停止脉冲串输出。二、二、S7-200S7-200高速脉冲输出高速脉冲输出脉冲串输出（PTO）实例/I0.0上升沿，复位输出/调用PTO设置子程序/I0.1上升沿，禁止所有中断，停止脉冲串输出PTO脉冲串输出主程序二、二、S7-200S7-200高速脉冲输出高速脉冲输出脉冲串输出（PTO）实例图 PTO脉冲输出初始化子程序/设置PTO0控制字/设置周期时间为500ms /设置脉冲数为6 /定义中断程序0处理PTO0中断事件/全局中断允许/激活PTO0操作，PLS0由Q0.0输出二、二、S7-200S7-200高速脉冲

13、输出高速脉冲输出脉冲串输出（PTO）实例图 改变PTO输出脉冲周期的中断程序/若当前周期为1000ms /则设置周期为500ms/激活PTO0，输出500ms周期的脉冲/中断返回/若当前周期为500ms /则设置周期为1000ms /激活PTO0，输出1000ms周期的脉冲/中断返回 三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制PTO向导设置（略）操作：工具位置控制向导三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制PTO向导设置（略）操作：选择PTO 下一步三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制PTO向导设置（略）操作：设定最高与最低速度下一步三、三、S7-200P

14、TOS7-200PTO控制控制PTO向导设置（略）操作：设定最高（90000）与最低速度（600）下一步三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制PTO向导设置（略）操作：设定加速（1500）与减速速度（200）下一步三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制PTO向导设置（略） 该界面要求设定操作模式、1个步的目标速度、结束位置等步的指标，以及定义这一包络的符号名。操作：绘制包络新包络三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制PTO向导设置（略）按上述方法将上表中上3个位置数据输入包络中去三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制PTO向导设置（略）三

15、、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制PTO向导设置（略）三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制PTO向导设置（略）三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制使用位控向导生成的项目组件 运动包络组态完成后，向导会为所选的配置生成四个项目组件（子程序），分别是：PTOx_CTRL子程序（控制）、PTOx_RUN子程序（运行包络），PTOx_LDPOS 和PTOx_MAN子程序（手动模式）子程序。一个由向导产生的子程序就可以在程序中调用三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制使用位控向导生成的项目组件1. PTOx_CTRL子程序：（控制）启用和初始

16、化PTO输出。请在用户程序中只使用一次，并且请确定在每次扫描时得到执行。即始终使用SM0.0作为EN的输入，如图所示。三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制使用位控向导生成的项目组件输入参数： I_STOP（立即停止）输入（BOOL型）：当此输入为低时，PTO功能会正常工作。当此输入变为高时，PTO立即终止脉冲的发出。 D_STOP（减速停止）输入（BOOL型）：当此输入为低时，PTO功能会正常工作。当此输入变为高时，PTO会产生将电机减速至停止的脉冲串。 输出参数 Done(“完成”)输出（BOOL型）：当“完成”位被设置为高时，它表明上一个指令也已执行。 Error（错误）参

17、数（BYTE型）：包含本子程序的结果。当“完成”位为高时，错误字节会报告无错误或有错误代码的正常完成。 C_Pos（DWORD型）：如果PTO向导的HSC计数器功能已启用，此参数包含以脉冲数表示的模块当前位置。否则，当前位置将一直为0。 三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制使用位控向导生成的项目组件2.PTOx_RUNPTOx_RUN子程序（运行包络）子程序（运行包络）：命令 PLC 执行存储于配置包络表的指定包络运动操作。运行这一子程序的梯形图如下图所示。 三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制使用位控向导生成的项目组件输入参数： EN位：子程序的使能位。在“完

18、成”（Done）位发出子程序执行已经完成的信号前，应使 EN 位保持开启。 START 参数（BOOL型）：包络的执行的启动信号。对于在START参数已开启，且PTO当前不活动时的每次扫描，此子程序会激活PTO。为了确保仅发送一个命令，一般用上升沿以脉冲方式开启START参数。 Abort（终止）命令（BOOL型）：命令为 ON 时位控模块停止当前包络，并减速至电机停止。 Profile（包络）（BYTE型）：输入为此运动包络指定的编号或符号名。 输出参数 Done（完成）（BOOL型）：本子程序执行完成时。输出ON。 Error（错误）（BYTE型）：输出本子程序执行的结果的错误信息。无错误

19、时输出0。 C_Profile（BYTE型）：输出位控模块当前执行的包络。 C_Step（BYTE型）：输出目前正在执行的包络步骤。 C_Pos（DINT型）：如果PTO向导的HSC计数器功能已启用，则此参数包含以脉冲数作为模块的当前位置。否则，当前位置将一直为0。 三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制使用位控向导生成的项目组件3. PTOx_LDPOSPTOx_LDPOS指令（装载位置）指令（装载位置）：改变PTO脉冲计数器的当前位置值为一个新值。可用该指令为任何一个运动命令建立一个新的零位置。图7-38是一个使用PTO0_LDPOS指令实现返回原点完成后清零功能的梯形图。 三、三、S7-200PTOS7-200PTO控制控制使用位控向导生成的项目组件输入参数： EN位：子程序的使能位。在“完成”（Done）位发出子程序执行已经完成的信号前，应使 EN 位保持开启。 START（BOOL型）：装载启动。接通此参数，以装载一个新的位置值到PTO脉冲计数器。在每一循环周期，只要START参数接通且PTO当前