3.PLC与步进电机控制.docx

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1、试验3P1.C与步进电机限制-试验目的1 .熟识可编程限制器P1.C,步进电动机驱动器及步进电动机之间的连接，能独自完成接线；2 .了解步进电动机及其驱动器的性能参数以及设置3 .能够正确利用P1.e输出脉冲信号驱动步进电动机。二,试验内容1. P1.C、步进电动机驱动器及步进电动机之间的连线2 .利用P1.C对步进电动机进行正/反转启动限制；3 .利用P1.C对步进电动机进行多段速加减速限制；三.仪器设备综合试验台一台2相4线步进电动机一台工具包四.相关学问这部分篇幅较大，请先通读“试验步骤”部分，遇到不明白再在本节参考相关学问1 .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

2、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（称为步距角它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过限制脉冲个数来限制角位移量，从而达到精确定位的目的；同时可以通过限制脉冲频率来限制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种限制用的特种电机，利用其没有积累误差（精度为100%）的特点，广泛应用于各种开环限制。2 .电机固有步距角：它表示限制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值3 .步进电机的相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距

3、角为0.9。/1.8、三相的为0.75/1.5、五相的为0.360/0.72。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满意自己步距角的要求。假如运用细分驱动器，则相数将变得没有意义，用户只需在驱动器上变更细分数，就可以变更步距角。4 .驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序限制器。它必需由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成限制系统方可运用5 .步进驱动器接线分类：共阴、共阳。应依据所选P1.C来选择驱动器西门子P1.C输出信号为高电平信号，应采纳共阴接法三菱P1.C输出信号为低电平信号，应采纳共阳接法6 .P1.C与步进驱动器的接线：一般P1.C不能干脆去步进驱动器干脆相连，因

4、为驱动器的限制信号是+5V,而P1.C的输出信号为+24V0解决方法：P1.C与步进驱动器之间串联一只2K或1/4W的电阻，起分压作用（己集成到步进电动机驱动器中，本试验可以干脆串接P1.C输出端口和步进电动机输入端口）。五.试验步骤P1.C限制步进电动机正向/反向启动1 .按下图连接P1.C、常开按钮SB1SB3步进电机驱动器和步进电动机。检查无误后,合上主电源开关2 .步进电动机参数设置按下表设定步进驱动器的工作状态，即：32细分，最大允许3A电流开关SlS2S3MlM2M3状态1111O1步进驱动器的端口安排请看其机壳3 .P1.C的输入输出安排，脉冲发生器及高速计数器的组态、编程:ST

5、-1200的I/O安排表:输入谕出外接元件输入端子功能输出端子功能SAl10.0正转启动Q0.0输出高速脉冲SA210.1停止Q0.1限制运行方向SA310.2反转启动本此操作选择QoQ作为PWM脉冲，占空比为50%,脉冲频率为500Hz,即周期为2msoP1.C上全部独立于CPU的模块在运用前必需进行组态并启用。本试验须要组态脉冲发生器Pulse_l与高速计数器HSCl如下图：参考试验1打开P1.e的组态窗口，组态Pulse_l,在Q0.0启用PWM输出脉冲输出：接着组态HSCl高速计数器，如下页图：HSC的初始值设为0,参考值设为100O0,并启用“等于参考值”的这一中断，在点击“硬件中断

6、”一栏，选择新的中断事务，没有的话，点击添加对象，为此中断连接上中断程序，如下页图：为新块命名为PWM_Complete，表示PWM信号输出达到参考值100OO个事CPU执行的中断程序，按确定后，项目树的P1.jI下，多了一个PWM.Complete的程序块，独立于Main主程序块，这就是HSel达到参考值后CPU执行的中断程序块，如下页图：添加新块名称PVvK1.COmPIete组织块(OB)*Hardwareinterrupt语言：1.AD,Cl身节：7114UU手动自动J仅符号访问说明，硬件中断OB将中断程序的循环执行来。向应硬件事件信号.这些事件必须已在所犯态硬件的属性中定义。更多更多

7、信息1.添加新对霰并打开9)确定取消如下页图编写主程序块：其中：图中的变量名如“正向启动”和“反向启动”等在项目树中的“P1.C变量名”表中定义，名字由用户自定义。程序段1全局启用PWM模块，当“PWM使能”位为1时，输出PWM脉冲程序段24：10.2“正向启动”为高位时，设HSCl参考值为100O0,QO.2“方向”复位，HSCl收到每一个脉冲后值+1(由外部端子确定方向)，通过置位“PWM使能”使PUlSe_l输出脉冲；当10.4“反向启动”为高位时，设HSCl参考值为0,Q0.1置位，HSCI收到脉冲后值1,PUISe_l也输出脉冲；当10.3“停止”为高位时，复位“PWM使能，PUlS

8、e_l停止输出脉冲。Main(0B1)块标题：主程序OBl茅段1:HSC1,PWM初始化%DB2CTR1._PWM_DBCTR1._PWMENENO9Pulse(PTOPWMrPWM%M5.0PWM使能-ENAB1.E,CTR1._PWM_DB.BUSYTBUSYCTR1._PWM_DB.STATUS-STATUS呈序段2:正向启转动，转100oo个脉冲后停止%IO.2正向启动|P%M4.0IO.OEdgeRegister%M5.0PWM使能(三)-EN%DB1CR1.-HSC.OCTR1._HSCENO,HSCJHSC1-HSCFalse-DIRFalse-CV1-RVFl-PERIODCT

9、R1.,HSC.O.BUSYTBUSYSTATUS,CTR1.HSCO.-STATUSO-NEW_DIR1.#0-NEW_CV10000-NEW_RVO-NEW_PERIOD齐段3:反向转动，回到原位就停止10.2EdgeRegister%IO.4反向启初pI%M4.2%Q0.2方向.TS)-%M5.0PWM使能B里序段4：停止%IO.3件Il:TPl%M4.110.1EdgeRegister%DB1CTR1._HSC_OBCTR1._HSC1CTR1.JHSjCrHSCJ(HSCl-HSCBUSYTBUSYFak*-dirCTR1.HSCO.False-CVSTATUS-STATUS1-RV

10、False-PERIODO-NEW_DIR1.#0-NEW_CVONEW_RVO-NEW_PERIODENENOI%M5.0PWM使能-(R)如下页图编写PWMComPIete中断程序块:此时，HSCl的计数值被重置，PWM使能”被复位，脉冲输出停止。PWMComplete(OB200)块标题：HSel中断：HSCl计数值达到参考值1:PWM输出完成,清零HSu当前计数值，停止输出PWM%DB1CTR1._HSC_OCR1.-HSC.ENENO1HSC_1HSC-HSCFaIse-DIR1-cvFalse-RVFalse-PERIODBUSYCTR1._HSC_O.TBUSYSTATUSCTR

11、1._HSC_O.-HSCNEW_DIRO-NEW_CV1.#0-NEW_RVO-NEW_PERIOD%M5.0如下图，在项目树中下的“监视表格”中建立一个监视表，地址IDloOO就是HSCl的计数值，这样我们可以实时监视HSel的计数值，来确认PUISe_l的输出状态：Experiment4P1.Jl监视表格Watchtable_囹骂舁一；JFF葭?二Jt显示格式监视值修改值,Ph、使能%M5.0布尔型2 I%ID100O）带符号十进制4.操作限制1）参考试验1,3将全部程序下载到S7-1200P1.C中，并点击“转到在线”按钮:Siemens-Experiment4项目编辑视图M插入在线选

12、项（由XA（T）（w）帮助（由JM品乂是三XSG3点I转到在线转到离线j_此时，STEP7Basic进入在线状态，能够实时监控连接中的S7-1200P1.C的运行，能手动把P1.C的工作状态切换成运行/停止状态，能访问P1.C的CPU全部的寄存器DO然后进入到刚才建立的监视表格，按A按钮，实时监视表格里面的参数值。留意地址为IDlOOO的数值，即HSCl的计数值。2）按下SB1.Q0.0马上输出频率为500HZ的高速脉冲，驱动电动机正向转动，在监视表格上面可以看到IDlOOO的值在增加。在IDlOOO达到10000时脉冲输出停止，电动机停车3）按下SB3,Q0.0马上输出频率为500HZ的高速

13、脉冲，驱动电动机反向转动，在监视表格上面可以看到IDlOOO的值在削减。在IDlOOO返回0个时脉冲输出停止，电动机停车4）无论电动机按哪个方向转动，当按下SB2时，脉冲输出马上停止，电动机停车利用S7-1200P1.C的动作限制吩咐库限制电动机进行定位，定速等复合动作本试验中，限制要求有主轴定位、主轴恒速以及主轴归零位运行，每阶段之间皆有加减速过程，限制要求如下：第1段：主轴定位，旋转至最对位置正向360。，最高速度不超过180。/S第2段：主轴恒速，加速至IrPm后停止。第3段：旋转至相对于现在位置的正向960。，最高速度不超过720。/S第4段：回零位，最高速度不超过720。/S1 .接

14、线要求如下，检查无误后合上电源开关2 .步进电动机参数设置跟上一个试验相同3 .P1.C的输入输出安排，脉冲输出设置：脉冲输出涉及的参数较多，手动建立指令集合特别繁复。为此，STEP7Basic及S7系列的P1.C供应了“运动限制”指令集，自动完成了轴运动的频率与输出个数，误差处理，斜坡加减速限制，脉冲输出与轴位置之间的数学转换模型等困难的功能，从而供应了简洁易用的轴定位，调速与包络运动等接口。运用运动限制指令之前，首先要进行以下组态1）高速计数器HSCl与脉冲输出PUlSe_l-2）建立一个轴工艺对象，将HSCl与Pulse_l的PTO安排给此轴工艺对象3）对轴工艺对象进行组态组态HSCl和Pulse_l:参考上一个试验，组态HSC1,不一样的是，此次的模式设定为“运动轴”，如下图:功能计数类型:运行阶段:输入源:运动轴单相板载CPU输入参考上一个试验，组态PUISe_l,不一样的是，此次的模式设定为“PTO”，如下图：参数分配脉冲选项脉冲发生器用作