S7300控制步进电机步骤

1、西门子PLC与步进电机驱动器控制步进电机。在对步进电机进行控制时，常常会采用步 进电机驱动器对其进行控制。步进电机驳 动器采川超大规模的硬件集成电路，具有 高度的抗干扰性以及快速的响应性，不易 出现死机或丢步现象。使用步进电机驱动 器控制步进电机，可以不考虑各相的时序 问题（由驱动器处理），只要考虑输出脉 冲的频率（控制驱动器CP端蓑期及步进 电机的方向（控制驱动器的DIR瑞）。PLC的控制程序也简单得多。但是，在使用步进电机驱动器时，往往需 要较高频率的脉冲因此PLC是否能产生 高频脉冲成为能否成功控制步进电机驱动 器以及步进电机的关键。西门子CPU312C. CPU313C. CPU313

2、-2DP等型号，集成有用于高速计数以及高频脉 冲输出的通道，可用于高速计数或高频脉 冲输出。o卜面以CPU313c为例，说明高频脉冲输出的控 制过程。o CPU313c集成有3个用于高速计数或高频脉冲输 出的特殊通道，3个通道位于CPU313c集成数字 量输出点首位字节的最低三位，这三位通常情况 下可以作为普通的数字量输出点来使用。声需要 高频脉冲输出时，可通过硬件设置定义这三位的 属性，将其作为高频脉冲输出通道来使用。作为普通数字景输出点使用时，其系统默认地址为Q124.0、Q124.1、Q124.2（该地址用户可根据需要自行修改），作 为高速脉冲输出时，对应的通道分别为0 通道、1通道、2

3、通道（通道号为固定值， 用户不能H行修改）。每一通道都可输出 最高频率为2.5KHZ （周期为0.4ms）的 高频脉冲。如图所示：CPU313c中，X2前接线端子 22、23、24号接线端子分别对应通道0、 通道1、和通道3。另外,每个通道都有自 己的硬件控制门，0通道的硬件门对应X2 前接线端子的4号接线端子，对应的输入 点默认地址为为24,2。1通道硬件门7号 接线端子，对应的输入点默认地址为 1124.5,向2号通道硬件门为12号接线端 子，对应的输入点默认地址为1125.0。CPU型号选择控制通道产生高频脉冲分为以下两个步骤 硬件设置。调用系统功能块SFB49.要想使这二个通道输出高频

4、脉冲，首先必 须进行硬件设置。硬件设置的过程如下：(1)苜先创建一个项目 为CPU313C，如图所示1.硬件设置在硬件组态工艮中可以看到CPU 313c集 成有24*数字量输入(DI24)、16点数 字量输出(D016)、5通道模拟量输入(AI5)和2通道的模拟量输出(A02) a 另外还有计数功能(count),高频脉冲 的属性设置就在8unt中设置这里的计 数器是针对计数频率要求较高的场合，双 击count (如图5.3.11所示)、用进行高 速计数、频率控制以及高频脉冲输出属性 设置对话框.(2)双击SIMATIC 300 Station下的 hardware进入硬件组态匚具软件进行硬

5、件设置如图所示。fl lE3 ci T皿二 IBl ID 小一 i1 . 口讪工a ii ijg %i tf 01 外 1cFrj】jCifTr jzzj8- jc： AB3o (3)双击count可进入计数器属性对话框 如图所示o这里只介绍通道作为高频脉冲输出时的工 作模式。要想在对应通道产生高频脉冲， 必须选择最后一种工作模式：Pulsewidth modulation (脉宽调制)。在 Short (简述)中可以看到,每个通道进 行高速计数或频率测审:时，最大频率可达 30kHz；而作为高频脉冲输出时，最大频 率为2.5kHz0o 选择Pulse-width modulation选项以后

6、, 将出现默认值设置对话框如卜图所示o (4)设置脉冲参数：在上图的对话框中 选择OK,对应通道被设置脉宽调制工作 方式，脉冲参数将被设置为默认值。计数 器属性对话框会出现一个新的标签， Pulse-Width Modidation标签,选择此 标签可对脉宽参数进行设置，如下图所示)1Ml1* ，o Operating Parameters (操作参数)中各参数意义如下: o (DOutput format： Per mile, S7 analog valueo摘出格式(output-format)有两种选择，每密耳(Per mile)和S7模拟埴值(S7 analog value) 选择Pe

7、r mil,则输出格式取值范围为(0-1000) ,选择S7 analog value.则输出格式取值范围为(027648, S7 模拟我的显大取值为27648).输出格式的取值在调用系 统功能块SFB49时设置的，这,取值将会影响输出脉冲M 占空比,具体内容将在后面介绍SFB49时提到o Time base： 1ms, 0.1mso时基(Time base)也有两种选择,用户可根据 实际相要选择合适的时基，要产生频率较高的脉 冲，可选择较短的时基(0.1ms)。oOn-delay：接通延时时间值o接通延时(On-delay)是指，当控制条件成立 时,对应通道将延时指定时间后输出高频脉冲O 指

8、定时间值为设置值*时卷取值范围为 065535OPeriod：指定输出脉冲的周期。取值范围为 4-65535O周期为设置值*时基。OMinimum pulse：指定最小的脉冲宽度O指定输出脉冲的最小脉宽，坡小脉宽的取值范围为2Peiod/2,注意：在指定最小昧冲宽度以后，应该保证根据占空比计算出来的高低电平 的时间不小于最小脉冲宽度，否则脉冲将不能正 常输出.请参看系统功能块SFB49使用方法.o Input ： Hardware gateo通过输入参数选择是否采用硬件门控制， 如果选中硬件门前面的方框，则高频脉冲 的控制需要硬件门和软件门同时控制，如 果不选,则高频脉冲输出单独由软件门控 制

9、。具体控制控制方法将在后面的SFB49 介绍中提到。o Hardware Interrupt： Hardware gate openingo硬件中断选择,一旦选中硬修门控制以衍, 此选项将被激活，用户可根据需要选择是 否在硬件门起动时刻,调用硬件中断组织 块OB40中的程序，o将通道的硬H察数设置好以后，JiOKtai,如果 还需要:设苴兀它通道，可以再次双jhcount,重 新进入计数属性对话框对K：它通道进行设餐. 将组态好的硬FI数据进行保存编讦 02.调用系统功能块SFB49o （1）选中项目卜最后一级子菜单Blocks. 并双击Blocks中的081进入程序编辑器. 在。B）中,调用

10、SFB49二过程如下：在指 令集工具中,找到libary （库）一 standard library1标准咋）- system Function Blocks （系统功能 块）菜单，并双足该菜单卜的系统功能块 SFB49进行调用。如图所示j LlL.Ht L*xLj J4 UPLfAhtsiH niYrmW忤7mli :i%H0人知/ Ee-tftui IH*量_il tl hM * Akj 工 fi专n FB hTa 忙 utj d =n内jj| 赤 KLh.V&4用熊中画/丁T1m L L bv -bT g h G* T4b . d， j .!1FT 0 1, n S5-ff e-ttkV

11、KFlL BL-i aL 匕 U Ll Pimqim 皿kU O rrs4Gfe*b-o + U:0 J A ir u y川口+ 口 l-3.i C-ELLX HLEK7 * li. LCnUaLAiL Ida Kwk 1 mu： hit,OTW UC JWCfiZET DIH!EH1MJ.3)iirjo lUir_TAL JQL JDI.U n vu.k.TK即Esr7 wcm刀Lnj 工*1o在在使系系功能块时，必须指定其背景数 据块。如上图，花红色问号处，指定 SFB49的背景数据块（例如:DB1 DB2）.如背段数据汪未建立,填丐数据 块后（如填DB10）,则程序编辑器将自 动建汇DB

12、1。为SB49的背景数据块。o （2）分配系统功能块SFB49的参数。o系统功能块SB49的参数很多，在使用时, 用户可根据口已的控制需要进行选择性填 写。其各个参数意义如下表所示E入今也ttff 类型地址B说明LADDR认ORD0flRWWlolthl. lllHir ft-HWiEW+flhif. 加却似包什“杓等. Q，0项指定二舍中校 计的个.CPV 川WM6JOOCHANNC LINT2招定的迷出，, CP13IX.CTU3I3C: CPV3I4C：0MI0M20N30SW.ENBOOL4.0软件门；控制乳冲编出TRUE/ hLSfcFALSEMAN_DOBOUL4靖於川拧制世隆TR

13、LE FALSEtFALSE 己囚t，A）卜-SET必BOOL4JK.9MAITRIE/ bALSL(XJTP.VA LINT60稔出ffla首 恰川格式力Rrr mil Hit0- 1.000出为S7 aiulof：、aludbh 0-27.648(UHXM) (K27MX0JELREQBCXLn作ik初始化控制i上升 沿“依）TRUE/ bALSEFALSEJOBJDWORD10作业号 功能业Wl“1”用创Wl6t2OM时时同W川田三、助小抗斤世期M与41 .4”WQ16M2=说曼时时隔WJI6M4s试小修11期WWI6H0 MW W*|M2 WWl6t4 WWI6W1 WAI6M2 WW

14、IWJMWM16M)JMVALDiNI12?HI. j l .则可以通过MAN_DOi制当MAN_DO端为，T时,指定通道不能输出高 频脓冲.只能作为数字吊输出点使用当 MAN_DO端为0”时,则指定通道只能作为岛 频脉冲输出通道使用临出指定频率的脉冲信号.o参数0UTP_VAL：输出仪设置.输出值参数数据 类斗!为整数.在帔件设置中我们只指定/脉冲的 周期.延时时间以及最小昧宽等，并没有指定W 业的占空比.参数0UTP_VA.占空比的。注意：在硬件设置时.如果选择输山(Output-format)为：Per mil.则OUTP_VAUU侑施用为。1000拈故为 1000).输HI脓冲高电平时

15、间长度为,o Pulse width (脉宽) “ period (闷期 。此时姗果OUTP_VAL值设置为200则一个周期 中200/27648的时何为扁也平.27448/27648 的时网为低电5o注意在改置占空比时应该保证计算出的底低电 平的叶间都不能小1硬件设置中指定的JR小雅宽 tf( (Minimum pulse width). ”则桁不虢Ml 小M冲俏号.o以上参数力控制脉冲的爆作格号.如果显要性改 硬件及置时,如脉冲周期.时时何等参数.则 要通过下血的黎教宋完成.6数JOB REQ：为作业操作信号、通过 作业操作可以修改硬件设置时指定的某些 参数如砥时时间,周期,最小脉宽等的.

16、 作业初始化捽制端是上升沿仃效.当 JOB_REQ端的状态由”(T变为”时将 进行作业操作功能，具体小件由作业ID和 作业也决定。参数JOBD：为作业号,作业号决定了具体的 作业事件.例如.如果想修改脉冲周期则可指定 JOBD号为W#16#l.如果如修改延时时间则 可指定JOB_ID的参数为W#16#2.如果想读取 周期.则指定JOBD号为W#16#81.在系统 功能SFB49的背段数据块中,有个静态变量： JOB.OVAL. 1，所，SFB49进行读作业操作时,将把读取的值放在这 区域用户可访问这,区域得到高频咏冲机关 参数的侪。PartiB-DB1 一高泉脉冲处出SIIATIC 3U(I

17、Stfitioni：P=叵TZHelpL - X 骷 1 卓1Adiiws4万Decd-dtlcnMa 忙TypeI IVbSW_1IEW.Nl。 Actual valuRComnrntA66.0mOLFF.VALINI00OUtpu： .78.0m208 REQKX1FALSEF心E辿 Y3LM810.01Z.0：O6JD:2.皿WCRDPiru、*:$3 L#UW*16C LRJ rkw i，a.二8 5乩3016.0STSJMBKFALSEFJ1SE5tatc tr inter.16.STSJTRTFALSESt. jl. ju li_ J .1213)6.216.35T5JTO,灯TJ

18、oxx n-r4人L TRLE片市E TFiirNew jobcan.：4】64JOB ERRB。“FALSEFALSE-cb 6。!51工10.020.0Lt statOS尸 ATJOB WALWORDDIMW#：6#C uroV；#lu#C 3CJeb eiror code：cb SLtpU： S.3ofELiaeV。参数JOB_VAL：为写作业的值，参数类 型为双整数，指定的值乘以硬件组态时指 定的时基为定义的时间位。当JOB_REQ 有上升沿发生时,JOB_VAL端定义的值 将代替脉冲原TT的参数。系统功能块SFB49 （符号名为PLUSE）输 出参数意义如下表所示魁出孥数数担 类型地

19、址D B说明取值蒐福籍省侑STS ENBOOL16.0状套仗能然TRUE/FALS EFALSESTS.STR fBOOL16.1虢件门的状态（开始输 入）TRUE/FALS EFALSESTS.DOBOOL16.2输出状态TRUDTALSEFALSEJOB_DO NEBOOL16.3可以启动新作业TRUE/FAI 工 FTRUEJOB.ERRBOOL16.4故障件业RUE/FALSEFALSEJOB.STA fWORD18作业播识号W#i6W000-r W#16#FF FFWtl6#0o参数STS_EN：状态使能端 其状态显示 前筋脉冲输出的条件是否成立，行STS EN端的状态为“1时,表示

20、高频脉 冲出条件成立.逋道处于条时或输出状 态口多数5Ts DO：为通迸的输止状态.道作为ft?量输出或高频脉冲出时，STS 口口端的状,态。迪且输出的状态於-口参数STS_STRTt使件门状态无论是否 后动硬件门功能，参数STS STRT的状态 号通道对应的硬件门的状态一致o舂数JOB DONE；为叫胤后助新作业的埔，此雕寤慈嘲融髓皆浮森可-7 _ 丁REQ瑞有上沿时，将艘辨那|隔棋解好以后.OB_D口NE的状态再白动恢复为*V 状态.注意，般作此执行的时回小用，因此 JOB 口ONE为“0”的脸时M也在短。隹诚业 脸耐用肉眼很旌视察到JOB DONE端的状态变 化.内以1 f/.rpl I

21、JO0_DON E输! 1的精，控麻翻喊充嚼融跚作业每启动一次JOB_DONE端的状志的确发生H变化oo参数JQB ERR：为故障作业，当JOB ERR的状态为表示作业执 行正常,rJOB ERR的状态为“V时， 表示有故障发生.具体故障原因E赤行故 障代司（mOB_STAT端读取）o SSJOB.STATj为作业错误林取鼠如果发生作业猾误，OB_ERR = TRUE.JOB_STAT中将第川精确的错识喊电H 体如F裳所示事件类通世找到解林Wttl8fD411切期过财.W1；16#C412周期过长.W4160D421祗叫过帆.C发电军统错误J3事件类别错误代码解释如b t邺时过长.W#T6Jt

22、O422o操作梅式捐课金静苞错误:W*t6#tM3l小陈冲隅事过翅.在“组态膻件”中设置正端的掾作模式， 或使用与已设置的撵作模式相眼礼的SFB.W4l6tfD4329小肱时周期惊R.80g通道号非法.例如：将通道号设置位3 （CPU的。用位）WflIHWFF作业号非法.3.高频脉冲输出控制举例。控制要求：使用西门子PLC,在CPU313c模块的0通道通过软件门单独控 制，产生周期为20MS,占空比为L % 最小脉宽为IMS的高频脓冲，延时时间为 2秒钟,在1通道通过硬件门和软件门同时 控制产生周期为4秒钟，占空比为L 3, 最小脉宽为500Ms的高频脉冲，延时时 间为0秒钟。硬件门打开时不调

23、用硬件中 断组织块.O 1.遂行硬件设置：口创建项n取名为高频脉冲输3摊可） 进择CPU型号为CPU 313c0打开馁项口中的便件组态工具并双击 sun咄属性计数器话帜o恩在属性-计改对话唯中选择channel ： 0* operating! pulse Width modulation,并任弹出的对话框中选择 OK逃避厅确定选择址后1个机篷口ul5e width modulation 帆宽调制标签） /lilii: opera Lion p ara me ter操作参数j itttt Output format输山格 式）；选择per eI归o time base i时某）】选择dimso

24、On-delay t接皿延时20000o period （Jilfcll） ；200o Minimum pulse period1最小咻： 10o输入段选择时不选硬件门。设置效果如图所示O按0K键确认设置，并再次双击count 设置通道1。过程与步骤C、D相同,设 置效果如图所示：O按0K键确认设置，井双击DI24/DO16将CPU313cli带的输入输 出点的地址由系统默认的124字节开始， 修改为从。字节开始,修改效果如图所小:o对硬件设置进行保存编译(save and compile)和下载(download) o 完成 硬件设置。o 2.编写程序调用系统功能块SFB49o 打开组织块O

25、BI, /klibrary-standard library-system Function Blocks菜单下双击 SFB49进行调用（调用两次，0通道和1通道。o为两个SFB49分别指定背景数据块DB1和 DB2 （如果数据块不存在，程序编辑器将口动产 生数据块中的变量，使其与SFB49的参数保持 致,成为SFB49的背景数据块）。对SFB49参数进行设置，结果如图所示:R1DB；Quisr-PULSi-rr曰。rn珈一 14RSC5J3J -B0.0. Jladw-rtl.o0-CE1TYTL-g.工，一 CBJHZ1.273 ET -m10.0IB.EK5T3_Dn jjo. 2I0.

26、 1 一纱工工STS_DQ -!U.2.EJTJDJODDME-.jcnjtnn: . tT COJOB KR .zoo-CC7_VA1行1-.Mm VAlJOTJJTAT JCB-RZQ 一.-JORJD JCB VAL 1S3MptuDr、1 : Tit)?HvLMurk 1 ; Tltlw:。对程序进行保存:，卜载组织块0B1和指 定的数据块DB1、DB2到PLC。注意由于数据块是用户据需要设置的，因 此在使用时必须先F载到PLC中,否则在 执行程序时，旦PLC执行到需要访问数 据块时,CPU将发生出错并停机,系统功 能块SFB49集成在PLC的CPU中，因此不 需要下载。按钮10.1端

27、的控制按钮，观察1通道的状态， 可看到，由卜1通道硬件设置时，采用硬件门控 制,因此单独按卜.软件门的控制端时（这里为 10.1） ， 1遹道没有脉冲输出。保持10.1的状态为11同时按下1通道的快件门10.5卬包的制按钮.观察1通道的状态，松开硬件门10.5的 对应按钮，可以观察到1通道的脉冲球续榆出， 当松开软件门的控制按钮10,则脉冲立刻停止 输出.观察乂1.0，01和10.5状态的对应关系O 3.进行联机谢试.o将PLC工作模式选扑开关接到RUN,按M0.0 端的控制按钮（保持2秒钟以上）.观察0通道的 状态，可以看到。通道在等2秒之后，有高腋蚁冲 输出。对程序进行在线监控,观察MO.

28、O, M0.2 的状态,可以看到M0.0的状态与I0Q的状态, M0.2的状态叮。通道的状态一致拉卜。通 道的硬件门10.2对应的捽制按钮,观察M0.1的 状态.。先按卜1通道硬件门10.5的控制按钮， 观察1通道和M1.0ML2各位的状态，况 持10.5的状态为“V,按下软件门的控制 按钮10.1,观察1通道是否仃脉冲输出（没有），保持软件门的状态为“1，松 开】0.5的控制按钮,可以看到,这是1通 道有脉冲输出,松开10.1，脉冲将停止输 出。5.4实训十用S7PLe产生高频脉冲控制 步进电机。实训目的o L掌握步进电机与步进电机驳动器的接 线方法以及PLC与步进电机驮动器的接线 方法0

29、2.掌握PLC高频脉冲的控制方法。实训设备。实训内容：步进电机控制实训设备实训内容：步进电机控制O 1. o2. o3. o 4. o5. o 6.o（2）当步进电机处ri作模式时，控 要求如下：方向控制按钮SA2的力“ 0”时，要求步进电机旋转方向为顺时针 （正转），为“1”要求为逆时针（反转）.当按卜长动按钮SB1时.要求步进电机旋 转（方向由SA2决定），力按卜停止按钮 SB2时,步进电机停止，卜定时按H1SB3时,步进电机将按点动过程 ；运动。0系统分析o 1. PLC和系统硬件配置 控制系统中的硬件配置如卜PLC实验板（CPU313C）步进电机i台步进电机卵动器一台拨动开关5只,指示

30、灯6只导线若干以及电工工5PC机和STEP 7编程调试软件。项II内容：本项目以北京46控制技术有限公司生产的系列步进电机以及步进 电机物动器为咧.采用西门plc（CPU313C）实现步进电机的控制,步 进电机控制要求如卜所示：o （1）选择开关SA1决定步进电机的【作 模式,aSA1状态为0时，步进电机处F 可运行模式, SA1的状态为“r时,步 进电机处设置参数模式。O（3）当步进电机处于参数设置模式时，控制3 求如卜：板/SB1作为作业操作请求技钿，作业 为固定内容即：修改用城参数按钮SB3为步进 电机速反的切换按钿，要求步避电机可以在以卜 儿神疆：j 2.5kh2. 2.4khz. 2.25khz.2khz. 1.75khz. L5khzc库种工作频率切换 时.分别由HL1、HL2. HL3、HL4、HL5.HL6显东.当步进电机处于运行工作模式时步 进电机实际运行时的速贞（败率）也由HL1、 HL2、HL3、HL4. HL5. HL6显示。庠号幺称型号说明数fit1CPUCPU313C12电源模块PS3O713前连接器40针14步迸电机17HS10115步进电机驱动器SH-2HO42Ma16开火按何57指示灯DC24V6O 2.分析控制要求进行输入输H1点分配, 并根据分配画出外部接线图。序输入信号名称 号地址序号输出信