模块六步进电机控制系统安装与调试

模块六步进电机控制系统安装与调试第1页，共41页，2023年，2月20日，星期五学习目标1.了解PWM和PTO的含义；2.掌握PTO/PWM相关寄存器的含义；3.掌握高速脉冲输出指令的格式和功能；4.能够使用向导完成PTO/PWM的组态过程。5.掌握步进电机与PLC的接线，通过对编程调试实现对步进电机的运行控制。第2页，共41页，2023年，2月20日，星期五问题思考研究记录所使用设备PLC的输入输出接线的设计第3页，共41页，2023年，2月20日，星期五系统组成第4页，共41页，2023年，2月20日，星期五第5页，共41页，2023年，2月20日，星期五学习思考学习2个概念:PWM和PTOPWM和PTO的区别高速脉冲的频率第6页，共41页，2023年，2月20日，星期五1.任务导入

工作台控制系统由1个CPU224XP、1个步进电机和驱动器、皮带、滚珠丝杠、滑块等组成。滑块初始位置在10cm处，系统启动后，滑块在丝杠带动下从10cm处移动到30cm处。第7页，共41页，2023年，2月20日，星期五脉冲宽度调制(PWM)，是英文“PulseWidthModulation”的缩写PWM？微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，用于速度、位置和占空比控制。2.知识学习第8页，共41页，2023年，2月20日，星期五高速脉冲串PTO，是英文“PulseTrainOutput”的缩写PTO？用于位置和速度控制第9页，共41页，2023年，2月20日，星期五PWM与PTOPWM功能产生占空比变化周期固定的脉冲输出。可以为其设定周期和脉宽（以微秒或毫秒为单位）PTO功能是产生占空比为50％方波，可以产生单段脉冲或通过使用脉冲包络产生多段脉冲。必须为其设定脉冲个数和周期（以微秒或毫秒为单位）第10页，共41页，2023年，2月20日，星期五S7-200的高速脉冲输出S7-200的CPU本体上有2个PTO/PWM高速脉冲发生器，它们每个都可以产生一个高速脉冲串（PTO）或者一个脉宽调制波形（PWM）。可用于步进电动机和直流伺服电动机的定位控制和调速。在使用高速脉冲输出功能时，CPU模块应选择晶体管输出型。第11页，共41页，2023年，2月20日，星期五PLCCPU221、CPU222、CPU224CPU224XPCPU226脉冲输出2个（Q0.0、Q0.1）20KHz2个（Q0.0、Q0.1）100KHz2个（Q0.0、Q0.1）20KHz200PLC脉冲路数和最大脉冲频率第12页，共41页，2023年，2月20日，星期五PWM脉宽调制周期一定，占空比可调第13页，共41页，2023年，2月20日，星期五PTO脉冲输出占空比一定（50%），周期可调第14页，共41页，2023年，2月20日，星期五学习思考步进电机的工作原理什么是步距角什么是细分第15页，共41页，2023年，2月20日，星期五三相单三拍。得电相序为A-B-C-A步进电机逆时针旋转三相单三拍。得电相序为A-C-B-A步进电机顺时针旋转步进电机工作原理第16页，共41页，2023年，2月20日，星期五什么是步距角？每个脉冲将使电机移动一个基本步距角，比如标准两相电机的一圈共有200个步距角，每个步距角即1.80度。什么叫细分？

为了提高步进电机控制的精度，现在的步进驱动器都有细分功能，所谓细分就是通过驱动器中电路的方法把把步距角减小。例如把步进驱动器设置成5细分，假设原来步距角为1.8°，那么设置成5细分后，步距角就是0.36°。即原来一步可以走完的，设置成细分后需要走5步。第17页，共41页，2023年，2月20日，星期五步进驱动器第18页，共41页，2023年，2月20日，星期五步进电机在停止时，通常有一相得电，电机的转子被锁住，所以当需要转子松开时，可以使用脱机信号（FREE）。第19页，共41页，2023年，2月20日，星期五第20页，共41页，2023年，2月20日，星期五第21页，共41页，2023年，2月20日，星期五第22页，共41页，2023年，2月20日，星期五第23页，共41页，2023年，2月20日，星期五第24页，共41页，2023年，2月20日，星期五步进电机:57BYG250C

外观图技术参数第25页，共41页，2023年，2月20日，星期五步进电机驱动器:SH-20403

外观图第26页，共41页，2023年，2月20日，星期五第27页，共41页，2023年，2月20日，星期五3.硬件接线第28页，共41页，2023年，2月20日，星期五4.软件组态（老师演示）S7-200PLC使用“向导”组态步进电机

第29页，共41页，2023年，2月20日，星期五（1）开环位控用于步进电机的基本信息◆最大速度（MAX_SPEED）和启动/停止速度（SS_SPEED）◆加速和减速时间◆移动包络S7-200PLC使用“向导”组态步进电机

第30页，共41页，2023年，2月20日，星期五（2）使用位控向导步骤：◆准备工作：※测量丝距！（步进电机转一圈滑块在水平方向移动的距离）※确定脉冲当量！（选择2倍细分，则400个脉冲对应1个丝距，丝距/400=脉冲当量）※计算所需的脉冲数！（移动距离/脉冲当量）第31页，共41页，2023年，2月20日，星期五步骤1：第一步：打开“向导”—>“PTO/PWM”,配置Q0.0为脉冲输出端。如图所示。第32页，共41页，2023年，2月20日，星期五

步骤2：配置“线性脉冲串输出”类型，点击“下一步”，如图所示。

第33页，共41页，2023年，2月20日，星期五步骤3：设置电机的速度。最高电机速度设置为“50000脉冲/s”,电机启动和停止速度设置为“500脉冲/s”。如图所示。第34页，共41页，2023年，2月20日，星期五步骤4：设置加速和减速时间。分别设置为1000ms和200ms，如图所示。第35页，共41页，2023年，2月20日，星期五

步骤5：增加一个新的网络，设置操作模式为“相对位置”，步的目标速度为2000脉冲/s，步0的结束位置为20000脉冲。设置完成后，点击“绘制包络”按钮，如图所示，点击确认。第36页，共41页，2023年，2月20日，星期五步骤5：为配置分配一个存储区。可以采用默认或修改地址，设置完成后，该地址不要再程序中使用，点击下一步。第37页，共41页，2023年，2月20日，星期五运动包络组态完成后，向导会为所选的配置生成三个项目组件（子程序），分别是：PTOx_RUN子程序（运行包络）PTOx_CTRL子程序（控制）PTOx_MAN子程序（手动模式）子程序。

步骤6：项目组件第38页，共41页，2023年，2月20日，星期五指令树中显示向导配置结果（可双击进行修改）第39页，共41页，202