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1、S7-200步进电机的控制方法S7-200PLC具有脉冲输出功能，在运动控制系统中，伺服电机 和步进电机 是很重要的精确定位装置，而控制伺服电机和步进电机需要使用脉冲输出。S7-200系列PLC可以输出20-100KHZ的脉冲。使用PTO和PWM指令可以输出普通脉冲和脉宽调制输出。通过smb66-75,smb166-175来控制 Q0.0的输出，通过 smb76-85，smb176-185来控制 Q0.1的脉冲输出。 控制伺服电机伺服电机是运动控制中一个很重要的器件，通过它可以进行精确的位置控制。 它一般带有编码器，通过高速计数功能，中断功能和脉冲输出功能，构成一个闭环系统，来进行精确的位置控
2、制。PLC的脉冲输出由于PLC在进行高速输出时需要使用晶体管输出。当将高速输出点作为普通输出而带电感性负载时，例如电磁阀，继电器线圈等，一定要注意，在负载端加保护，例如并联二极管等。以保护输出点。步进电机的控制方法我带队参加2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试项目，我院选手和其他院校的三位选手组 成了天津代表队，我院选手所在队获得了2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试项目二等奖，为 天津市代表队争得了荣誉，也为我院争得了荣誉。以下是我这个作为教练参加大赛的心得二：步进电机的控制方法2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试项目的主要内容包括如气动控制技术、机械技术
3、（机械 传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。但其中最为重要的 就是PLC方面的知识，而PLC中最重要就是组网和步进电机的位置控制。一、S7-200 PLC的脉冲输出功能1、概述S7-200有两个 置PTO/PWh发生器，用以建立高速脉冲串（PTQ或脉宽调节（PWM信号波形。当组态一个输出为PTQ操作时，生成一个50%占空比脉冲串用于步进电机或伺服电机的速度和位置的开环控制。置PTO功能提供了脉冲串输出，脉冲周期和数量可由用户控制。但应用程序必须通过PLC内置I/O提供方向和限位控制。为了简化用户应用程序中位控功能的使用，STEP7-Micro/
4、WIN提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM PTO或位控模块的组态。向导可以生成位置指令，用户可以用这些指令在其应用程序中为速度和位 置提供动态控制。2、开环位控用于步进电机或伺服电机的基本信息借助位控向导组态PTO输出时，需要用户提供一些基本信息，逐项介绍如下： 最大速度 (MAX_SPEED和启动/停止速度 (SS_SPEED图1是这2个概念的示意图。MAX_SPEE是允许的操作速度的最大值，它应在电机力矩能力的范围。驱动负载所需的力矩由摩擦力、 惯性以及加速/减速时间决定。图1 最大速度和启动/停止速度示意SS_SPEED该数值应满足电机在低速时驱动负载的能力，如果SS_SP
5、EED勺数值过 低，电机和负载在运动的开始和结束时可能会摇摆或颤动。如果 SS_SPEED勺数值过高，电机会在启动时丢失脉冲，并且负载在试图停 止时会使电机超速。通常，SS_SPEEDg是MAX_SPEE值的5%至 15%加速和减速时间加速时间ACCEL_TIM：电机从SS_SPEED度加速到MAX_SPEE速度所需的时间。 减速时间DECEL_TIM：电 机从MAX_SPEE速度减速到SS_SPEE速度所需要的时间。MAX_SPEEDSS_SPEEDACCEL_T1MEDECELTIME图2加速和减速时间加速时间和减速时间的缺省设置都是 1000毫秒。通常，电机可在小于1000毫秒的时间工作
6、。参见图2。 这2个值设定时要以毫秒为单位。注意：电机的加速和失速时间要 过测试来确定。开始时，您应输入一个较大的值。逐渐减少这个时间 值直至电机开始失速，从而优化您应用中的这些设置。移动包络一个包络是一个预先定义的移动描述，它包括一个或多个速度，影响着从起点到终点的移动。一个包络由多段组成，每段包含一个达到目标速度的加速/减速过程和以目标速度匀速运行的一串固定数量的脉冲。位控向导提供移动包络定义界面，在这里，您可以为您的应用程序定义每一个移动包络。PTO支持最大100个包络。定义一个包络，包括如下几点：选择操作模式；为包络的各步定义指标。为包络定义一个符号名。选择包络的操作模式：PTO支持相
7、对位置和单一速度的 续转动，如图3所示，相对位置模式指的是 运动的终点位置是从起点侧开始计算的脉冲数量。单速续转动则不需要提供终点位置，PTO 一直持续输出脉冲，直一个包络的操作模式至有其他命令发出，例如到达原点要求停发脉冲。相对僅单雀迄壤转动f/ ILAr1錯束位證JS的ft V |兀它會令发出图3包络中的步一个步是工件运动的一个固定距离，包括加速和减速时间的距离。PTO每一包络最大允许29个步每一步包括目标速度和结束位置或脉冲数目等几个指标。图4所示为一步、两步、三步和四步包络。注意一步包络只有一个常速段，两步包络有两个常速段，依次类推。步的数目与包络中常速段的数目一致。L 一步包络两步包
8、络三步包络四步包络图4包络的步数示意725使用位控向导编程STEP7 V4.0软件的位控向导能自动处理 PTO脉冲的单段管线和多段管线、脉宽调制、SM位置配置和创建包络表。本节将给出一个在YL-335A上实现的简单工作任务例子，阐述使用位控向导编程的方法和步骤。 表1是 YL-335A上实现步进电机运行所需的运动包络。表1步进电机运行的运动包络运动也络站点脉冲量移动-力lnJ1供料站f加匚站470m856002加工站装配站286tnm520003装配站一分解站235niiii427004分拣站F 速冋零前168000DIR厂低速回零承速返冋DIR1、使用位控向导编程的步骤如下：1 ）为S7-2
9、00 PLC选择选项组态 置PTO/PW操作。在STEP7 V4.0软件命令菜单中选择 工具位置控制向导并选择配置 S7-200PLC内置PTO/PW操作，如图5所示图5位控向导启动界面2）单击“下一步”选择“ QO.0,再单击“下一步”选择“线性脉冲输出 PTO）”。图5 选择PTO或 PW界面3）单击“下一步”后，在对应的编辑框中输入 MAX_SPEE和SS_SPEE速度值。输入最高电机速度 “90000”，把 电机启动/停止速度设定为“600”。这时，如果单击 MIN_SPEE值对应的灰色框，可以发现，MIN_SPEE值改为600，注意：MIN_SPEE值由计算得出。用户不能在此域中输入
10、其他数值。图64）单击“下一步”填写电机加速时间“ 1500”和电机减速时间“200”图7设定加速和减速时间图8配置运动包络界面该界面要求设定操作模式、1个步的目标速度、结束位置等步的指标，以及定义这一包络的符号名。（从第 0个包 络第0步开始）在操作模式选项中选择 相对位置控制，填写包络“ 0”中数据目标速度“ 60000”，结束位置“ 85600”，点击“绘 制包络”，如图9所示，注意，这个包络只有1步。包络的符号名按默认定义。这样，第 0个包络的设置，即从供料站 -加工站的运动包络设置就完成了。现在可以设置下一个包络。图9设置第0个包络点击“新包络”，按上述方法将下表中上3个位置数据输入
11、包络中去站点位移脉冲最忖标速度移动方向加工站一装配站286皿5200060000装配站分解站4270060000分拣站岛速冋零前16SMA57000DTR低逮回冬单速返冋2D000DIR表中最后一行低速回零，是单速连续运行模式，选择这种操作模式后，在所出现的界面中（见图10），写入目标速度“20000”。界面中还有一个包络停止操作选项，是当停止信号输入时再向运动方向按设定的脉冲数走完停止，在本 系统不使用。6 ）运动包络编写完成单击 “确认”，向导会要求为运动包络指定 V存储区地址（建议地址为VB75-VB3O0，默认这一建议，单击 “下一步”出现图11,单击“完成”图11生成项目组件提示2、
12、项目组件PTOO.FIUNSMO.OVB50C-M5.0-STARTProfilsAbortDone -M2.2Error -VE505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_RU子程序（运行包络），PTOx_CTR子程序（控制）和PTOx_MA子程序（手动模式）子程序。一个由向导产生的子程序就可以在程序中调用如图 12所示。4豳表十定时养十血库-型调用子程序Q S0R_O SBRO)昭 PTOO_CTRL(SBR110 PT0Q_RUN(SBR3)5 PTOQ.MAN (SBR2)图12三个项目组件它们的功能分述如下:PTOx_RU子程序（运行包络
13、）：命令 PLC执行存储于配置/包络表的特定包络中的运动操作。运行这一子程序的梯形图如图13所示。C_Proffc hVBSOBC_Step-VB512C Px W5D04图13运行PTOx_RUr子程序EN位：启用此子程序的使能位。在“完成”位发出子程序执行已经完成的信号前，请确定EN位保持开启。START参数：包络的执行的启动信号。对于在 START参数已开启且PTC当前不活动时的每次扫描，此子程序会激活 PTO为了确保仅发送一个命令，请使用上升缘以脉冲方式开启START参数。Profile（包络）参数：包含为此运动包络指定的编号或符号名。Abort （终止）参数命令，开启时位控模块停止当
14、前包络并减速至电机停止Done （完成）参数：当模块完成本子程序时，此参数ON。Error （错误）参数：包含本子程序的结果。C_Profile参数：包含位控模块当前执行的包络。C_Step参数：包含目前正在执行的包络步骤。PTOx_CTRl子程序：（控制）启用和初始化与步进电机或伺服电机合用的PTO俞出。请在用户程序中只使用一次,并且请确定在每次扫描时得到执行。即始终使用SM0.0作为EN的输入，如图14所示。PTOO.CTRL12.5I1 ” 卜I2.EENl_STQPD_STOP-M2 0 -VB5D0 -VD5002DoreErrorC Pos图14运行PTOx_CTRl子程序l_STOP（立即停止）输入：开关量输入。当此输入为低时, 止脉冲的发出。PTO功能会正常工作。当此输入变为高时，PTO立即终D_STO（减速停止）输入：开关量输入。当此输入为低时，PTO功能会正常工作。当此输入变为高时，PTO会产生将电机减速至
