《PLC应用技术（西门子 下册）（第二版）》课件 课题二 PLC综合应用技术.pptx

课题二

PLC综合应用技术;;任务1

步进电动机PLC控制;

1.掌握步进电动机和步进驱动器的接线方法。

2.掌握脉冲输出指令的功能、表示形式及使用方法。

3.熟悉PTO/PWM控制寄存器各位的功能。

4.掌握PTO编程与操作的方法。

5.能正确进行PLC、步进驱动器、步进电动机之间的线路连接。

6.能使用脉冲输出指令编写步进电动机PLC控制程序。;一个典型的运动控制系统主要包括运动控制器、驱动器、执行器和反馈传感器。其中，运动控制器有PC-based控制器、专用控制器、PLC等，用以生成轨迹点和闭合位置反馈环。驱动器将运动控制器输出的控制信号转换为更高功率的电流或电压信号，以驱动执行器。执行器用来输出运动。反馈传感器用来反馈执行器的位置，以实现和位置控制环的闭合。众多的机械部件使执行器以期望的运动形式输出运动。;如图所示为由PLC、步进驱动器、步进电动机、丝杆、运动托盘以及位置检测传感器等组成的运动控制系统，它利用PLC通过步进驱动器来控制步进电动机的运转，以实现运动控制。运动托盘由步进电动机通过丝杆传动，位置检测传感器可在运动托盘运动至某位置时检测到一个开关量信号并反馈给PLC，以实现位置的精确检测。;本任务要求使用PLC功能指令中的脉冲输出指令，设计步进电动机正反转PLC控制系统，并完成安装和调试。控制要求如下：

1.按下正转启动按钮SB1，步进电动机正转；按下反转启动按钮SB2，步进电动机以相同的转速反转并转过相同的角度。按下停止按钮SB3，步进电动机停转。

2.具有短路保护等必要的保护措施。;一、步进电动机和步进驱动器

1.步进电动机

步进电动机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，其特点是无累积误差，因而广泛应用于各种开环控制系统。步进电动机又称为脉冲电动机。步进电动机的转速与脉冲频率成正比，因此控制脉冲频率可以精确调速，控制脉冲数量可以精确定位。;169;根据结构与材料的不同，步进电动机分为反应式、永磁式和混合式三种。混合式步进电动机分为两相、三相和五相，步距角一般分别为1.8°、1.2°和0.72°。57HS13混合式步进电动机的引线定义、串联及并联接法如图所示。;2.步进驱动器

步进驱动器是一种能使步进电动机运行的功率放大器，它能把运动控制器发来的脉冲信号转化为步进电动机的功率信号，以驱动步进电动机运行。;（1）状态指示灯和接线端子

DM542数字式两相步进驱动器的状态指示灯和接线端子如上图b所示。绿色LED为电源指示灯，当步进驱动器接通电源时，绿色LED点亮；当步进驱动器切断电源时，绿色LED熄灭。红色LED为故障指示灯，当出现故障时，该指示灯以3s为周期循环闪烁；当故障被清除时，红色LED熄灭。红色LED在3s内不同的闪烁次数代表不同的故障信息，具体见下表。;173;DM542数字式两相步进驱动器接线端子的功能见下表。;（2）控制信号接口电路

DM542数字式两相步进驱动器采用差分式接口电路，可适用于差分信号。;（3）细分设定

在很多精密控制场合，要求分很多步走完一个步进电动机固有步距角，也就是细分驱动，能实现此功能的电子装置称为细分驱动器。细分驱动减小了步进电动机每步的步距角，提高了控制精度，减小了振动，提高了输出转矩。当步进驱动器工作在n细分状态时，步进电动机的实际步距角是固有步距角（整步）的n分之一。;二、脉冲输出指令和PTO/PWM控制寄存器

1.脉冲输出指令

脉冲输出指令（PLS指令）可以控制高速输出（是否提供PTO和PWM功能。若使用PWM功能，还可通过PWM向导组态为PWM输出。PLS指令的梯形图、语句表、操作数及数据类型见下表。;使用PLS指令最多可创建四个PTO/PWM操作。PTO操作允许用户控制方波（50%占空比）输出的频率和脉冲数量。PWM操作允许用户控制占空比可变的固定循环时间输出。

S7-200SMART标准型CPU模块最多有四个PTO/PWM发生器（PLS0、PLS1、PLS2和PLS3），用于产生高速脉冲串或脉冲宽度调制波。;S7-200SMARTCPU指定的特殊存储器SM单元用于存储每个PTO/PWM发生器的以下数据：1个PTO状态字节（8bit值）、1个控制字节（8bit值）、1个PWM循环时间或PTO频率（16bit无符号值）、1个PWM脉冲宽度（16bit无符号值）以及1个PTO脉冲计数值（32bit无符号值）。特殊存储器SM的各位设置完毕，即可执行PLS指令。

PTO/PWM发生器和过程映像输出寄存器共同使用数字量输出端Q0.0、Q0.1、Q0.3和Q0.2。;2.PTO/PWM控制寄存器

PLS指令使CPU读取特殊存储器SM存储单元的数据，并对相应的PTO/PWM发生器进行编程。;181;182;183;