plc步进电机控制方法攻略程序+图纸

1、v1.0可编辑可修改PLC控制步进电机应用实例基于PLC的步进电机运动控制一、步进电机工作原理1 .步进电机简介步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步 进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的； 也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉 冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差

2、等特点。使得在速度、 位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单2 .步进电机的运转原理及结构电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3 2/3（即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3 T, C与齿3向右错开2/3 T, A '与齿5相对齐，（A '就是A,齿5就是齿1） 3.旋转如A相通电，B, C相不通电时，由于磁场作用，齿 1与A对齐，（转子不受任何力，以下均同）。如 B相通电，A, C相不通电时，齿2应与B对齐，止匕时转子向右移过 1/3 T,此时齿3与C偏移为1/3 T,齿4与A偏移"-1/3 T）

3、=2/3 To 如C相通电，A, B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过 1/3 T,此时齿4与A偏移为1/3 对齐。 如A相通电， B, C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3乙这样经过A、R C A分别通电状态，齿4 （即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A, B, C, A通电，电机就每步（每脉冲）1/3 ,向右旋转。如按A, C, B, A通电，电机就反转。由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。步进电机的静态指标术语拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距

4、角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即 AB-BC-CD-DA-AB四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：对应一个脉冲信号， 电机转子转过的角位移用9表示。9 =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9 =360度/ （50*4）=度（俗称整步），八拍运行时步距角为9 =360度/ （50*8）=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

5、数的比例关系二、 西门子 S7-200 CPU 224 XP CN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个模寸K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路模才K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DF3闻区动器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

6、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Rin级位置控制器配套的步进系统输出精度接近rid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min适用面广：输出电流 3A10A可调，可驱动 90BF、110BF、130BF步进电机，输出转矩 2

7、N? m25N? m2 .主要技术参数26四、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

8、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(dual coding)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plc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所示系统软件设计 plc的程序框图如图2所示。初始化在程序的第一个扫描周期=1),初始化重要参数。选择旋转方向和解除联锁。设置和取消参考点如果还没有确定参考点，那么参考

9、点曲线应从按“ start ”按扭开始。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”开关后，首先调用停止电机的子程序。然后，将参考点标志位置成1,再把新的操作模式“定位控制激活”显示在输出端。如果的开关已激活，而且“定位控制”也被激活=1),则切换到“参考点曲线”参考点曲线。在子程序1中，将置成0,并取消“定位控制激活”的显示=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。定

10、位控制如果确定了一个参考点=1)而且没有联锁，那么就执行相又t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 mb1%与此角度有关的脉冲数，根据下面的公式计算：n="360° Xs式中:n-控制脉冲数d-旋转角度s-每转所需的步数cpu将从输出在完整的脉冲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,端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”的标志位置成1。输出之后，执行中断程序 0,此程序将置成0,以便能够再次起动电机。停止

11、电机按“stop"（停止）按扭，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、程序和注释为S7-200 PLC选择选项组态板载 PTO/PW臊作2 .选择或，组态作为PTO的输出。3 .从下拉对话框中选择线性脉冲串输出（ PTO o4 .若您想监视PT/生的脉冲数目，点击复选框选择使用高速计数器。5 .在对应的编辑框中输入 MAX_SPEED SS_SPEE速度值。6 .在对应的编辑框中输入加速和减速时间。7 .在移动包络定义界面，点击新包络按钮允许定义包络。选择所需的操作模式。对于相对位置包络：输入目标速度和脉冲数。然后，您可以点击绘制步按钮，查看移动的图形描述。若需要多

12、个步，点击新建步按钮并按要求输入步信息。对于单速连续转动：在编辑框中输入单速值。若您想终止单速连续转动，点击子程序编程复选框，并输入停止事件后的移动脉冲数。8 .根据移动的需要，您可以定义多个包络和多个步。9 .选择完成结束向导。此程序PLC的丫0 Y1 Y2输出的脉冲直接接到，功率放大器脉冲的输入端，功率放大器的输出接步进电机。关于PLC控制步进机的设计考虑上面各网友对步进机的工作原理及如何用PLC控制步进机前进、后退、启停及变速运行等做了详细的说明，对此我就不再重复讲述了。这里我想讲的是用PLC控制二台步进机，在平面上做直线、斜线、曲线运动的设计思想，设计一个简易开环控制的数控机床（如线切

13、割电火花机床）。该装置的硬件（指电气部分）为：选用S7-200PLC,利用它有二个高速脉冲输出（、与）都工作在PTO状态下，分别控制X轴、Y轴进给的二台步进机（包括驱动器）。二路脉冲均选用单段管线工作方式，并选用相同的脉冲频率，X轴用固定脉冲数（如前进 的脉冲数），丫轴的脉冲数取决行走的轨迹性质：如直线（平行Y轴），其脉冲数为固定值。如斜线或圆等线段，丫轴的脉冲数取该线段运算公式的计算值。对于直线（平行于 X或丫的直线段）X或丫轴步进机只作简单的直线行走，对于其它曲线，X、Y轴步进机从宏观上看同时运动，从微观上看是分时运动，即X轴步进机行走一固定长度，丫轴再行走一个计算长度，即 X 丫的运动轨

14、迹是以应走的曲线为样板的锯齿型曲线。因此，在编程时，设置PTO的控制字要选用连接中断事件和中断服务程序：X轴走完脉冲数立即产生中断，中断程序首先使 X轴停，设置丫州的脉冲数，执行丫轴的PLS,使丫轴步进机运动，丫轴走完脉冲数立即产生 中断，中断程序首先使 丫轴停，设置X州的脉冲数，执行 X轴的PLS,使X轴步进机运动直至走完全程停止运行。 下面讲一下圆弧运动：将一方铁 4角切成圆弧形（1/4圆弧）：见下图。从图中可以看出，由R-X与丫构成的直角三角形，其斜边都=园的半径，X是等距变化，对应Y的变化量 y =y1/4圆的X轴与Y轴进给梯形图2-y 1 ,我们就是利用这个公式求出 丫轴的进给量的。下面的梯形图就是切