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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除步进电机是工业自动化过程当中经常用到的一种控制传动机构，它是通过接受输入脉冲，然后每个脉冲转动一定的步距（角度）来完成对执行机构的控制传动的。使用PLC可以通过特殊功能存储器（SM）或者增加EM253位控模块来控制步进电机，但是使用SM需要熟悉每一位的意义，而且编程烦琐。如果为PLC增加功能扩展模块，无疑会增加产品成本。鉴于这些原因并结合本人的实践经验，本文利用STEP7-Micro/WIN位置控制向导来实现应用PLC控制步进电机的运动功能。1操作步骤2使用STEP7Micro/WIN位置控制向导，为线性脉冲串输出（PTO）操作组态一个内置输出。
2、启动位置控制向导，可以点击浏览条中的向导图标，然后双击PTO/PWM图标，或者选择菜单命令工具位置控制向导。（1）在位置控制向导对话框中选择“配置S7-200PLC内置PTO/PWM操作”。（2）选择Q0.0或Q0.1，组态作为PTO的输出。（3）从下拉对话框中选择“线性脉冲串输出（PTO）”。（4）若想监视PTO产生的脉冲数目，点击复选框选择使用高速计数器。（5）在对应的编辑框中输入最高电机速度（MAX_SPEED）和电机的启动/停止速度（SS_SPEED）的数值。（6）在对应的编辑框中输入加速和减速时间。（7）在移动包络定义界面，点击新包络按钮允许定义包络，并选择所需的操作模式。a）对于相
3、对位置包络：输入目标速度和脉冲数。然后，可以点击“绘制包络”按钮，查看移动的图形描述。若需要多个步，点击“新步”按钮并按要求输入步信息。b）对于单速连续转动：在编辑框中输入目标速度的数值。若想终止单速连续转动，点击子程序编程复选框，并输入停止事件后的移动脉冲数。（8）根据移动的需要，可以定义多个包络和多个步。（9）选择完成结束向导。2应用实例本例通过PLC控制步进电机在车轮自动超声探伤中的应用，进一步说明利用STEP7-Micro/WIN位置控制向导来实现利用PLC控制步进电机的具体操作过程。车轮自动超声探伤系统是利用车轮在探伤架上的转动，通过超声波来实现对车轮内部缺陷的检测，其中车轮的转动是
4、由步进电机通过减速箱来实现驱动的。整个系统机械部分的运动由下位机（PLC）来控制，如图1。图1机械系统运动原理图2上位机与下位机的通信为了保证探伤的准确性，一般需要两组探头同时检测分别对车轮的踏面以及内侧面。当这两组探头分别接触到车轮的踏面和内侧面后，PLC会收到这两组探头的行程开关发出的探头到位信号，此时由下位机向上位机（工控机）上传“准备好”信号。在上位机收到“准备好”信号后，可以向下位机发送“探伤开始”的信号了，下位机收到该信号后，立即向步进电机发送脉冲，车轮开始转动，探伤工作开始了，如图2所示，其中上位机与下位机是采用自由口方式进行通信的。在这个过程中，利用位置控制向导对步进电机的配置
5、非常重要，合理的配置能够增加探伤系统的灵敏度，不合理的配置会增加探伤工作的困难，甚至有可能烧坏电机。在该应用中，配置向导的前四个操作步骤中一般采用默认设置即可。在操作步骤（5）中，MAX_SPEED的设置应该在电机力矩的最大范围内，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，在这里设为400。对SS_SPEED的设置不能太大，太大就会造成电机失步，但是如果太小就会在电机启动时产生颤抖或者振动，在此设为100。具体应用要根据不同的电机使用说明书来设置。最低电机速度（MIN_SPEED）系统默认等于SS_SPEED。MAX_SPEED、SS_SPEED和MIN_SPEED的关系如图3所
6、示。图3最大、最小和开始/停止速度在步骤（6）中可以设置加速时间（ACCEL_TIME）和减速时间（DECEL_TIME），如图4所示。在该系统中，探伤主要是在电机匀速转动时工作的，所以加速与减速时间越小越有利于探伤工作，但是时间太小会影响步进电机的使用寿命，在此加速时间设为1000，减速时间设为500。图4加速时间和减速时间在步骤（7）中，由于步进电机本身存在加速与减速时间，所以我们选择建立相对位置包络。并且探伤系统不需要中间变速度，所以只需要输入希望的步0信息。在该系统中，我们希望的目标速度为150（介于MAX_SPEED和MIN_SPEED之间）。假设为步进电机一步转过的角度，为步进电机
7、总共需要转的角度，为步进电机需要的总脉冲数，为车轮总共转过的角度，n为减速箱的传动比，于是计算包络总位移（即步进电机需要的总脉冲数）的公式为=/=n/（1）由于步进电机存在开始时加速和结束时减速两个无法克服的过程，所以在这两个过程中可能存在漏探或误探，于是在探伤过程中规定，车轮至少应转1.25圈，即450。在该系统中，n=60，=0.72（即每转细分数为500步）,因此由公式（1）可以推出=37500。绘制的包络如图5所示。图5相对位置模式下的包络然后选择一个大小合适且未使用的V存储区来保存配置和包络信息，最后向导会根据刚才的配置生成PTO0_CTRL、PTO0_MAN和PTO0_RUN三个项
8、目组件，用户可以在自己编写的程序中调用这些组件。其中：PTO0_CTRL指令是用于在手动模式下初始化步进电机；PTO0_MAN指令是用于手动模式控制线性PTO，在手动模式中，可以使用不同的速度操作PTO，如图6；PTO0_RUN指令用于命令线性PTO操作执行在向导配置中指定的运动包络，如图7。图6PTO0_MAN指令应用 图7PTO0_RUN指令应用至此，利用位置控制向导对步进电机的配置已经完成。 3结论通过上面的例子可以看出，本文介绍的利用STEP7-Micro/WIN位置控制向导来实现PLC对步进电机的控制，操作简单，而且不用增加功能扩展模块，降低了产品成本，是非常值得在PLC应用中尝试的。【精品文档】第 页
