项目五：步进电机典型教案.doc

教 案 课题序号 授课班级 授课时间 2 授课形式 讲授、多媒体课件及实操演示 授课章节 名 称 PLC对步进电机的控制（一） 教学目的 了解步进电机的结构组成和种类。 了解步进电机的工作原理。 熟悉TVT2000G步进电机的相关接线 掌握松下F172指令的使用方法 掌握用松下PLC对步进电机的控制 教学重点 步进电机的工作原理及F172指令的使用方法 教学难点 F172指令的使用方法 更新、补 充、删节 内容 无 课外作业 复习F172指令并预习F171指令 教学后记 教学过程及时间分配 主要教学内容及步骤 复习导入： （4分钟） 导入新课： （1分钟） 开始新课： （35分钟） 课堂小结： （3分钟） 上节课我们学习了如何实现TVT2000G的机械手控制。现在我请大家回忆一下上节课的内容，之后看一下以下题目，我将请几位同学回答。 1、什么叫顺序控制？顺序控制分几种？ 2、如何运用时间顺序控制思想实现机械手的控制？ 今天我们要学习的元件在当今办公自动化、工业自动化和电信设备中应用广泛，还被用于数控机床、软磁盘、硬磁盘的磁头驱动系统中。这就是步进电动机。请看屏幕，这是几种步进电动机的实物图。下面我们来详细了解一下——步进电动机及如何运用PLC实现步进电机的控制。 一、步进电动机的组成和种类： 步进电动机的结构组成： 由定子和转子两大部分组成。 （1）定子：由硅钢片叠成，有一定数量的磁极和绕组。 （2）转子 用硅钢片叠成或用软磁性材料做成凸极结构。 2、步进电动机的种类： 激磁式——转子有绕组。 反应式——转子无绕组。 混合式（永磁感应子式）——转子无绕组有磁钢。 二、步进电动机的工作原理： 1、结构分析：（如图）以小步距角步进电动机为例。 （1）定子： ①电动机的定子上有6个等分的磁极：A、A’、B、B’、C、C’。②相邻两个磁极间夹角为60°。③相对的两个磁极组成一相。④当某一绕组有电流通过，则该绕组的两磁极立即形成N极和S极。⑤每个磁极上各有5个均匀分布的矩形小齿。 （2）转子： ①转子没绕组。②有40个距形小齿均匀分布在圆周上。③当定子某相绕组通电时，对应的磁极产生磁场，和转子形成磁路。 2、工作原理： 齿距： 设转子的齿数为Z，则齿距为τ=360°/Z。（设Z为40，则τ为9°） ② 错位： 当A相的定子齿和转子齿对齐，若以此为初始状态，设与A相磁极中心对齐的转子齿为0号齿，由于B相磁极与A相磁极差120°，且120°/9°=13（1/3），不为整数，所以转子齿不能与B相定子齿对齐，只有13号小齿靠近B相磁极的中心线，与中心线相差3°。 ③转动的根本原因： 如果定子的小齿和转子的小齿没对齐，这时突然变为B相通电，而A、C相不通电，则在磁场的作用下，B相磁极迫使转子转动一定的角度即3°，使转子齿和定子齿对齐。此时，称电动机走了一步。 ———错齿是促使步进电动机旋转的根本原因——— 步距角： 当定子绕组按A—B—C—A顺序轮流通电时，转子就沿顺时针方向一步一步地转动，各相绕组轮流通电一次，转子就转动一个齿距。 磁阻式步进电动机的步距角用公式表示为：QS=360°/NZr 步进电机控制的相关接线 DC+——电源 脉冲——Y0 DC- ——地线 方向—— F172指令的使用方法介绍 F172（PLSH）脉冲输出控制指令（JOG控制：带通道指定） 说明：根据参数表的设置，从指定通道（ch0或ch2）输出脉冲。 程序示例： 该程序的运行情况为：当相关控制标志为OFF并且执行条件(触发器)变成ON时, 从指定的通道(ch0或者ch2)输出脉冲。在执行条件为ON的状态下持续输出脉冲。 2、参数介绍 指令中的“S”为参数表存储区的起始地址；指令中的“n”用于指定输出脉冲的通道（n：K0或K2）。 频率范围用K值表示。 频率范围1.5Hz到9.8kHz对应[K1到K9800(单位:Hz)，最大误差在9.8kHz时约-0.9kHz，K1对应1.5Hz。 频率范围48Hz到100kHz对应K48到K100000(单位:Hz)，最大误差在100kHz时约-3kHz。 频率范围191Hz到100kHz对应K191到K100000(单位:Hz)，最大误差在100kHz时约-0.8kHz。 注意事项： 通过在控制代码中指定加计数或者减计数,可将该指令作为JOG操作指令。 该指令允许在每个扫描周期内改变脉冲频率, 也可以在不同时间修改目标值。但是在指令执行的过程中, 不能改变控制代码。 实训课题 PLC对步进电机的控制 课题要求：运用F172指令控制步进电机，实现料斗左右移动。 由指导老师指导下完成。 程序代码如下： 1、错齿是促使步进电动机旋转的根本原因