《三菱FX5U可编程控制器与触摸屏技术》课件-2.4-步进电机转速监控

任务4FX5UPLC、触摸屏与步进电动机转速监控知识目标1.能进行PLC控制步进电动机的方案设计。2.掌握步进电机的工作原理和步进驱动器的使用方法3.掌握高速I/O模块参数的设置方法。4.掌握脉冲输出和高速计数器指令的使用技能目标1.能按照系统设计方案正确连接硬件。2.能按照控制要求设计触摸屏监控画面。3.掌握触摸屏界面和PLC程序的参数设置、程序下载与调试。一、发布任务FX5UPLC控制一台步进电动机的停止、正转、反转运行，并能在触摸屏上设定、监视步进电动机的转速。二、系统设计1、系统组成

系统由三菱GS2107触摸屏、三菱FX5U-32MT/ESPLC、步进驱动器YKA2304ME、步进电动机42BYGH107、网线、24V开关电源组成。2、组态监控画面

组态界面设置正转、反转、停止3个按钮，在设定转速输入框设定输入转速后，单击正转按钮，步进电动机正转运行，正转指示灯亮。单击反转按钮，电动机反转运行反转指示灯亮。单击停止按钮，电动机停止运行,指示灯均熄灭。在运行过程中步进电动机的转速通过实际转速显示框显示。3、变量对应规划

触摸屏和PLC数据对应关系如表所示。三、元器件功能介绍1、步进电机与步进电机驱动器（1）步进电机介绍：42BYGH107的步距角为1.8°，工作电压为12V，工作电流为0.4A，接线图如下图。（2）步进电动机驱动器的设置YKA2304ME细分驱动器如图所示，驱动电压为DC12~40V,采用单电源供电。适配6或8出线、电流在3.0A以下、外径为42~86mm的各种型号的两相混合型步进电动机。1)输出电流的设定。步进电动机驱动器输出电流的设定以略大于步进电动机的工作电流为准。42BYGH107步进电动机的工作电流为0.4A，驱动器输出选择0.5A档位,使用螺钉旋具将图所示箭头指向0.5档。2)细分脉冲数的设定。拨码开关来控制，对应细分脉冲数见表，在本任务中设定为D3ON、D4OFF，细分数为3200，如图所示。(3)驱动器与步进电动机的连接

细分驱动器与步进电动机的连接如图所示，控制部件(PLC)提供步进脉冲信号给PU端子、提供方向控制信号给DR端子、提供电动机释放信号给MF端子。引脚功能介绍4）步进电动机运行中，对驱动器的运行由指示灯来指示，各指示灯功能见表。2、编码器功能介绍

编码器与步进电动机轴经联轴器连接，把步进电动机旋转的角度转换成脉冲数，通过脉冲数反馈步进电动机转过的角度及转速。本任务中用的编码器为瑞普安华高电子科技有限公司生产的ZSP3806003G-360BZ3-5-24F，分辨率为360线，即电动机转一圈，编码器输出脉冲为360个，如图所示。其硬件连接见监控系统设计方案。四、组态画面设计1、新建工程：根据工程新建步进电动机转速监控文件。2、文本输入：完成步进电机转速监控、正转指示、反转指示、设定频率、实际频率文本输入。3、按钮设置：完成正转按钮、反转按钮设置4、指示灯设置：完成正转指示灯、反转指示灯设置5、设定转速输入框的设置6、实际转速显示框的设置7、工程下载：将触摸屏界面下载到三菱触摸屏中。设定转速输入框的设置

在软元件属性界面上设置如图2-14，2-15所示，“种类”设置为“数值输入”，数据类型设置为有符号BIN16，字体设为“12点阵高质量黑体”，尺寸设为4*6，显示格式设为“实数”，整数位3。小数位1位。在样式中选择图形，是否闪烁，数值颜色设为黄色。

“基本设置”中的输入范围，根据实际情况设为5~20，低于5时步进电机转矩不足无法转动。D100中的数据为PLC发出脉冲的频率，设定转速和脉冲频率之间的关系是“设定转速(r/min)=脉冲频率(Hz)*60/细分后每转脉冲数”，所以写入的运算式“设定转速=监视软元件*60/3200”，而输入框中监视的值为D100的值，D100=设定转速*3200/60。实际转速显示框的设置

“种类”设置为“数值显示”，数据类型设置为有符号BIN16，字体设为“12点阵高质量黑体”，尺寸设为4*6，显示格式设为“实数”，整数位3位，小数位1位。五、PLC编程指令及样例程序

本任务中PLC发出脉冲信号驱动步进电动机转动，编码器输出脉冲信号送入PLC监控实际转速。因此，需要进行输出脉冲和高速计数输入采样。1、模块参数设置1)输出功能的设置。单击“参数”→“FX5UCPU”→“模块参数”→“高速I/0"”,在弹出的“模块参数高速I/O”对话框中选择“输出功能”选项。

双击“定位”→“详细设置”选项，将轴1的脉冲输出模式设为“PULSE/SIGN”，输出软元件Y0作为PULSE信号输出(不可更改)，输出软元件Y4作为SIGN信号输出(可以更改),如图所示。2)高速输入功能的设置。

将编码器采集的脉冲信号高速输入到FX5UPLC。单击“参数”→“FX5UCPU"→“模块参数”→“输入响应时间”，在弹出的对话框中双击“输入响应时间”选项，如图所示，把所用通道X0、X1的响应时间设为10μs。

双击模块参数下的“高速I/O”,进行“输入功能”中高速计数器的“详细设置”，如图所示。对于CH1,选择“使用”，设置运行模式为“旋转速度测定模式”，脉冲输人模式为“1相1输人(S/W上升/下降切换)”，测定单位时间设定为1000ms，每转的脉冲数为360。(2)脉冲输出与高速计数器指令1)脉冲输出指令。PLSY指令为高速脉冲输出指令。PLSY指令定义如图所示，当MO接通后，在轴1上的输出脉冲频率为D100寄存器内的数值，总计输出3200个脉冲后停止输出。当脉冲数设为0时，则连续输出脉冲。

2)高速计数器指令。当M100接通后，开始第1通道的高速计数输入采集，如图所示。其功能编号的定义见表。

3)高速计数器当前值传送指令。当M100接通时，将通道1转速数据