PLC应用技术课件 任务19 步进电机

PLC应用技术任务19步进电机项目二S7-1200PLC常见指令与编程应用能力目标1.会PWM功能硬件配置2.熟悉PWM指令参数3.能用高速脉冲指令对步进电机的控制进行编程。知识目标1.掌握高速脉冲输出指令的使用方法。2.能独立进行PLC与步进驱动器、步进电机连接素质目标1.在实际案例中体验成功的快乐，在配合中感受团队合作的力量。2.训练创新意识、创新能力。教学目标解决方法用PWM指令编写梯形图PWM指令参数理解PPT展示，案例分析化解难点教学难点教学重点1.步进电机基本原理步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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(称为“步距角”)（1）通过控制脉冲个数来控制位移量，达到准确定位的目的；（2）通过控制脉冲频率来控制电机的速度和加速度，达到调速的目的。特点：步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号应用：打印机，绘图仪，机器人、绣花机等一、步进电机基本知识

（1）永磁式（PM）永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度

（2）反应式（VR）一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大

（3）混合式（HB）

混合了永磁式和反应式的优点，分为两相和五相，两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度，这种步进电机的应用最为广泛。2.步进电机种类：一、步进电机基本知识3.常用术语

步进角：每输入一个电脉冲信号时转子转过的角度称为步进角。步进角的大小可直接影响电机的运行精度。整步：最基本的驱动方式，这种驱动方式的每个脉冲使电机移动一个基本步矩角。例如：标准两相电机的一圈共有200个步矩角，则整步驱动方式下，每个脉冲使电机移动1.8°。半步：在单相激磁时，电机转轴停至整步位置上，驱动器收到下一个脉冲后，如给另一相激磁且保持原来相继续处在激磁状态，则电机转轴将移动半个基本步矩角，停在相邻两个整步位置的中间。如此循环地对两相线圈进行单相然后两相激磁，步进电机将以每个脉冲半个基本步矩角的方式转动。一、步进电机基本知识

细分：细分就是指电机运行时的实际步矩角是基本步矩角的几分之一。如：驱动器工作在10细分状态时，其步矩角只为电机固有步矩角的十分之一，也就是说：当驱动器工作在不细分的整步状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动1.8°，而用细分驱动器工作在10细分状态时，电机只转动了0.18°。细分功能完全是由驱动器靠精度控制电机的相电流所产生的，与电机无关。一、步进电机基本知识3.常用术语细分驱动方式不仅可以减小步进电机的步距角，提高分辨率，而且可以减少或消除低频振动，使电机运行更加平稳均匀。3S57Q-04056步进电机步距角为1.8度，即在无细分的条件下200个脉冲电机转一圈（通过驱动器设置细分精度最高可以达到10000个脉冲电机转一圈）。3.常用术语

4.步进电机的选型

a、驱动器的电流。通常驱动器的最大额定电流要略大于电机的额定电流，通常驱动器有2.0、35、6.0和8.0A。

b、驱动器的供电电压。供电电压是判断驱动器升速能力的标志，常规电压供给有24V（DC）、40V（DC）、60V（DC）、80V（DC）、110V（AC）、220V（AC）等。

c、驱动器的细分。细分是控制精度的标志，通过增大细分能改善精度。步进电机都有低频振荡的特点，如果电机需要工作在低频共振区工作，细分驱动器是很好的选择。此外，细分和不细分相比，输出转矩对各种电机都有不同程度的提升。使用步进电机应注意的问题

控制步进电动机运行时，应注意考虑在防止步进电机运行中失步的问题步进电动机失步包括丢步和越步。丢步时，转子前进的步数小于脉冲数，越步时，转子前进的步数多于脉冲数。丢步严重时，将使转子停留在一个位置上或围绕一个位置振动；越步严重时，设备将发生过冲。使机械手返回原点的操作，常常会出现越步情况。当机械手装置回到原点时，原点开关动作，使指令输入OFF。但如果到达原点前速度过高，惯性转矩将大于步进电机的保持转矩而使步进电机越步。因此回原点的操作应确保足够低速为宜；当步进电机驱动机械手装配高速运行时紧急停止，出现越步情况不可避免，因此急停复位后应采取先低速返回原点重新校准，再恢复原有操作的方法。步进驱动器接线分类：共阴、共阳。

应根据所选PLC来选择驱动器西门子PLC输出信号为高电平信号，采用共阴接法三菱PLC输出信号为低电平信号，采用共阳接法一、步进电机基本知识步进驱动硬件输出(PTO)方向控制位伺服控制S7-12