步进电机PLC控制课件

1、步进电机启停PLC控制教学目标与任务01相关理论知识02训练任务03课堂练习04步进电机启停PLC控制教学目标与任务01相关理论知识02训练1.掌握高速计数器指令与高速脉冲输出指令的功能及应用编程2.熟悉S7-200系列PLC的结构和外部I/O接线方法3.熟悉STEP7-Micro/WIN编程软件的使用方法4.熟悉步进电机启停PLC控制工作原理和程序设计方法【教学目标】【教学任务】练习高速计数器指令与高速脉冲输出指令的基本使用方法，能够正确编制步进电机启停PLC控制程序；能够独立完成步进电机启停PLC控制线路的安装；按规定进行通电调试，出现故障时，能根据设计要求独立检修，直至系统正常工作。教学

2、目标与任务1.掌握高速计数器指令与高速脉冲输出指令的功能及应用编程【教主机CPU 221CPU 222CPU 222CPU226可用HSC数量4466HSC地址HSC0、HSC3HSC5HSC0、HSC3HSC5HSC0HSC5HSC0HSC5相关理论知识1.高速计数器类别主机CPU 221CPU 222CPU 222CPU226可图1 内部方向输入信号的单相加/减计数相关理论知识2.高速计数器计数方式 内部方向输入信号的单相加/减计数器（工作模式02），可用高速计数器的控制字节的第3位控制加计数或减计数。该位为1时为加计数，0为减计数。图1 内部方向输入信号的单相加/减计数相关理论知识2.高

3、 外部方向输入信号的单相加/减计数器（工作模式35），方向输入信号为1时为加计数，为0时为减计数。图2 外部方向输入信号的单相加/减计数相关理论知识2.高速计数器计数方式 外部方向输入信号的单相加/减计数器（工作模式35）图3 两路脉冲输入信号的单相加/减计数 有加计数时钟脉冲和减计数时钟脉冲输入的双相计数器（工作模式68），若加计数器脉冲和减计数器脉冲的上升沿出现的时间间隔不到0.3ms，高速计数器会认为这两个事件是同时发生的，当前值不变，也不会有计数方向变化的指示。反之，高速计数器就能够捕捉到每一个独立事件。相关理论知识2.高速计数器计数方式图3 两路脉冲输入信号的单相加/减计数 有加计数

4、时钟 A/B相正交计数器（工作模式911），它的两路计数器脉冲的相位互差90o，正转时A相时钟脉冲比B时钟脉冲超前90o，反转时A相时钟脉冲比B相时钟脉冲滞后90o，可实现正传时加计数，反转时减计数，如图4，5。相关理论知识2.高速计数器计数方式图4 两路脉冲输入信号的双相正交加/减计数1模式 A/B相正交计数器（工作模式911），它的两路计数图5 两路脉冲输入信号的双相正交加/减计数4模式 A/B相正交计数器（工作模式911），它的两路计数器脉冲的相位互差90o，正转时A相时钟脉冲比B时钟脉冲超前90o，反转时A相时钟脉冲比B相时钟脉冲滞后90o，可实现正传时加计数，反转时减计数，如图4，5

5、。相关理论知识2.高速计数器计数方式图5 两路脉冲输入信号的双相正交加/减计数4模式 相关理论知识3.高速计数器工作模式及其外部输入端子HSC编号及其对应端子HSC工作模式功能说明占用的输入端子及功能HSC0I0.0I0.1I0.2HSC4I0.3I0.4I0.5HSC1I0.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1HSC5I0.40单路脉冲输入的内部方向控制加/减计数SM37.3=0，减计数SM37.3=1，加计数脉冲输入端12复位端3单路脉冲输入的外部方向控制加/减计数方向控制端=0，减计数方向控制端=1，加计数脉冲输入端方向控制端复位端起动45复

6、位端6两路脉冲输入的单相加/减计数加计数端有脉冲输入，加计数减计数端有脉冲输入，减计数加计数脉冲输入端减计数脉冲输入端复位端起动78复位端9两路脉冲输入的双相正交计数A相脉冲超前B相脉冲，加计数A相脉冲滞后B相脉冲，减计数A相脉冲输入端B相脉冲输入端10复位端11复位端起动相关理论知识3.高速计数器工作模式及其外部输入端子HSC编指令格式功能描述高速计数器定义指令，使能输入有效时，为指定的高速计数器分配一种工作方式高速计数器指令，使能输入有效时，根据高速计数器的特殊存储器位的状态，并按照HDEF指令指定的模式，设置高速计数器并控制其工作相关理论知识4.指令格式及功能指令格式功能描述高速计数器定

7、义指令，使能输入有效时，为指定的状态字节寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC5描述SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5当前计数方向：0=减计数；1=加计数SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.60=当前值不等于预置值；1=等于SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.70=当前值不大于预置值；1=大于相关理论知识5.特殊功能存储器状态字节寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC控制字节寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC5描述SM37.0

8、SM47.0SM57.0- -SM147.0- -0=复位信号高电平有效；1=低电平- -SM47.1SM57.1- - - -0=启动信号高电平有效；1=低电平SM37.2SM47.2SM57.2- -SM147.2- -0=2计数速率；1=1计数速率SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.30=减计数；1=加计数相关理论知识5.特殊功能存储器控制字节寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC控制字节寄存器SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4写入计数方向：0=不更新；1=更新SM37.5SM47.5SM5

9、7.5SM137.5SM147.5SM157.5写入预置值：0=不更新；1=更新SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6写入当前值：0=不更新；1=更新SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7HSC允许：0=禁止；1=允许相关理论知识5.特殊功能存储器控制字节寄存器SM37.4SM47.4SM57.4SM137当前值、预设值地址寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC5描述SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158新的当前值SMD42SMD52SMD62SMD142SMD152SMD

10、162新的预置值相关理论知识5.特殊功能存储器当前值、预设值地址寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HS6.高速计数器工作模式及其外部输入端子相关理论知识HSC编号及其对应端子HSC工作模式功能说明占用的输入端子及功能HSC0I0.0I0.1I0.2HSC4I0.3I0.4I0.5HSC1I0.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1HSC5I0.40单路脉冲输入的内部方向控制加/减计数SM37.3=0，减计数SM37.3=1，加计数脉冲输入端12复位端3单路脉冲输入的外部方向控制加/减计数方向控制端=0，减计数方向控制端=1，加计数脉冲输入端方向控

11、制端复位端起动45复位端6两路脉冲输入的单相加/减计数加计数端有脉冲输入，加计数减计数端有脉冲输入，减计数加计数脉冲输入端减计数脉冲输入端复位端起动78复位端9两路脉冲输入的双相正交计数A相脉冲超前B相脉冲，加计数A相脉冲滞后B相脉冲，减计数A相脉冲输入端B相脉冲输入端10复位端11复位端起动6.高速计数器工作模式及其外部输入端子相关理论知识HSC编训练任务：步进电机启停PLC控制1.任务引入步进电机启停PLC控制：步进电机运行控制过程如图8所示，从A点到B点为加速阶段，B点到C点为恒速阶段，C点到D点为减速阶段。训练任务：步进电机启停PLC控制1.任务引入步进电机启停训练任务：步进电机启停P

12、LC控制2.任务分析根据根据任务要求，PLC需要输出一定数量的多串脉冲来控制步进电机运行，可以采用高速脉冲发生器为Q0.0，并且确定PTO为三段脉冲管线（AB段、BC段与CD段）。 （1）三段PTO脉冲序列：即AB阶段，约200个脉冲，其初始频率为2kHz，周期为500s，最终频率为10kHz，周期为200s；BC阶段，约3600个脉冲，其初始与最终频率均为10kHz，周期为100s；CD阶段，约200个脉冲，其初始频率为10kHz，周期为100s，最终频率为2kHz，周期为500s。训练任务：步进电机启停PLC控制2.任务分析根据根据任务训练任务：步进电机启停PLC控制2.任务分析 （2）脉

13、冲的周期增量：设每段最终脉冲周期为Tf，初始周期为Ti，每个脉冲的周期增量为，脉冲数为P，脉冲的周期增量可以表示为=(Tf Ti)/P，则三段PTO脉冲序列的脉冲周期增量分别为-2s、0s和2s。 （3）PTO控制包络表：设包络表的表地址为VB200，建立的PTO控制包络表见表8。训练任务：步进电机启停PLC控制2.任务分析 （2V内存地址参数存放地址空间名称参数值说明VB200VB200表地址3段总数VB201VW201段1500s初始周期VB203VW203-2s每个脉冲的周期增量VB205VDW205200脉冲数VB209VW209段2100s初始周期VB211VW2110s每个脉冲的周

14、期增量VB213VDW2133600脉冲数VB217VW217段3100s初始周期VB219VW2192s每个脉冲的周期增量VB221VDW221200脉冲数训练任务：步进电机启停PLC控制2.任务分析V内存地址参数存放地址空间名称参数值说明VB200VB200训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施1）设备配置连接导线若干05PC/PPI电缆04装有STEP7-Micro/WIN编程软件的PC机03彩灯显示控制模块（L1 L16）021台S7-200 CPU224 PLC01训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施1）设备配置连接输 出编程元件地址功能Q0. 0 步进电机运行交流接触

15、器KM1Q1. 0 步进电机运行停止显示指示灯L13.任务实施2）I/O分配及功能训练任务：步进电机启停PLC控制输 出编程元件地址功能Q0. 0 步进电机运行交流接触器KM训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施3）PLC接线示意图训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施3）PLC接线示4）编写图形程序训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施4）编写图形程序训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施4）编写图形程序训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施4）编写图形程序4）编写图形程序训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施4

16、）编写图形程序训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施调试：在老师的现场监护下进行通电调试，验证是否符合设计要求。 （1）编写梯形图程序，编译后将编译好的梯形图程序下载到PLC中。 （2）观察Q0.0输出端口连接的步进电机是否为启动加速运行，然后匀速运行，最后减速停止。检修：如果故障检修，学生应独立完成检修调试，直至能够正常工作。 （1）检修线路连接是否正确。 （2）梯形图程序编写中包络表初始化、PTO控制字节设置及输出端子使用是否正确。训练任务：步进电机启停PLC控制5）通电调试，验证是否符合设计要求调试：在老师的现场监护下进行通电调试，验证是否符合设计要求。课堂练习1.练习任务PWM输出控制：从PLC的Q0.0端子输出PWM脉冲波，脉冲宽度初始值为0.5s，周期固定为5s。当PWM脉冲输出启动后，其脉宽每周期递增0.5s，当脉宽达到4.5s时，改为每周期递减0.5s，当脉宽达到0.5s时又开始递增，不断重复执行。PWM脉冲输出的停止由I0.2的上升沿控制。课堂练习1.练习任务PWM输出控制：从PLC的Q考核内容满分评分要求备注选择输入输出设备及地址10设备及端口地址选择正确每