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情境 6 ： PLC 直接控制步进电机

情境 6 ： PLC 直接控制步进电机. 6.1 任务资讯 6.2 任务分析 6.3 任务决策 6.4 任务计划 6.5 任务实施 6.6 评价提高. S7-200. S7-200. 情境 6 ： PLC 直接控制步进电机. 6.1 任务资讯 6.2 任务分析 6.3 任务决策 6.4 任务计划 6.5 任务实施 6.6 评价提高. S7-200. S7-200. 6.1 任务资讯.

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情境 6 ： PLC 直接控制步进电机

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  1. 情境6：PLC直接控制步进电机 6.1任务资讯 6.2任务分析 6.3任务决策 6.4任务计划 6.5任务实施 6.6评价提高 S7-200 S7-200

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  3. 6.1任务资讯 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一。由于通过控制脉冲个数可以很方便的控制转过的角位移，且误差不积累，达到准确定位的目的。还可以通过控制频率很方便的改变的转速和加速度，达到任意调速的目的，因此广泛应用于各种开环控制系统中。

  4. 6.1.1任务目标

  5. 6.1.2步进电机基础 步进电机是由一组缠绕在电机固定部件--定子齿槽上的线圈驱动的。绕在齿上的金属丝则叫做绕组。感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，定子激磁只需提供变化的磁场，因此效率高、电流小、发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。

  6. 图为三相反应式步进电机结构图 • 定子、转子是用硅钢片或其他软磁材料制成的。定子的每对极上都绕有一对绕组，构成一相绕组，共三相称为A、B、C三相。 • 在定子磁极和转子上都开有齿分度相同的小齿，采用适当的齿数配合，当A相磁极的小齿与转子小齿一一对应时，B相磁极的小齿与转子小齿相互错开1/3齿距，C相则错开2/3齿距

  7. 图9-1 三相反应式步进电机结构图

  8. 电机的位置和速度由绕组通电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由绕组通电的顺序决定。电机的位置和速度由绕组通电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由绕组通电的顺序决定。

  9. 步进电机的特点 • 1、步进电机必须加驱动才运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲时电机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度转动。转动的速度和脉冲的频率成正比，即具有变频特性。 • 2、步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。 • 3、改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。 • 4、步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程。

  10. 6.1.3局部变量 程序中的每个组织单元均有自己的由64字节L存储器组成的局部变量表。它们用来定义有范围限制的变量，局部变量只在它被创建的组织单元中有效。

  11. 2.局部变量的类型 • IN类型：将指定位置的参数传入子程序。 • OUT类型：是子程序的结果值(数据)它被返回给调用它的POU，常数和地址值不允许作为输出参数。 • IN/OUT类型：将指定位置的参数传到子程序，从子程序来的结果值被返回到同样的地址。 • TEMP类型：局部存储器只能用作子程序内部的暂时存储器，不能用来传递参数。

  12. 6.1.4子程序 • 通常将具有特定功能、并且多次使用的程序段作为子程序。子程序有子程序调用和子程序返回两大类指令。子程序调用指令用在主程序或其他调用子程序的程序中，子程序的无条件返回指令在子程序的最后网络段，梯形图指令系统能够自动生成子程序的无条件返回指令，用户无需输入。

  13. 子程序可能有要传递的参数，这时可以在子程序调用指令中包含相应参数，它可以在子程序与调用程序之间传送。子程序最多可传递16个参数。传递的参数在子程序局部变量表中定义。子程序可能有要传递的参数，这时可以在子程序调用指令中包含相应参数，它可以在子程序与调用程序之间传送。子程序最多可传递16个参数。传递的参数在子程序局部变量表中定义。

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  15. 6.2任务分析 步进电机的控制系统由可编程控制器和功率驱动器组成，控制系统中PLC用来产生控制脉冲；通过PLC编程输出一定数量的方波脉冲。步进电机功率驱动器将PLC输出的控制脉冲放大提高驱动能力。

  16. （1）启动、停止和微调可利用按钮实现。 （2）正反转控制、三种转速利用开关切换。

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  18. 6.3任务决策 • 由于需要正反转控制，可利用子程序实现。 • 利用算术指令调整变量存储器的值以达到三档转速控制。

  19. 步进电机的控制方式是采用四相双四拍的控制方式，每步旋转15°，每周走24步。电机正转时的供电时序是：

  20. 反转时A、B、C、D四相时序图

  21. 反转时A、B、C、D四相时序图如图

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  23. 6.4任务计划 整个项目计划书主要包含以下几个方面内容：项目设计、材料准备、项目实施、项目验收。

  24. 6.4.1硬件设计 1.输入电路 输入电路由7个端组成。 2.输出电路 输出电路由4个绕组组成。 3.电源 使用220V、50HZ的交流电，接在L+、M端。图中输入侧的直流电源由PLC提供，而输出侧的直流电源需另配备。

  25. 6.4.2资源分配

  26. 6.4.3时间进度管理甘特图：

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  28. 6.5任务实施 6.6.1硬件安装 （1）将PLC与热源、高电压和电子噪声隔离开 ； （2）为接线和散热留出适当的空间 （3）电源定额 （4）接地和接线

  29. 6.6.2软件编程 梯形图中由主程序调用2个正反转子程序。 子程序中首先设计接口，再用顺控指令顺序循环送电。

  30. 调用正反转子程序

  31. 局部变量表

  32. 子程序接口

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  34. 6.6评价提高 6.6.1评价验收 依据国家标准对工程进行验收，验收过程可以分为几个小组，当一个小组担当工程实施施工队伍，而另一组的将做为监理队伍实施全过程监理。有依据工程建设标准的模板设计的表格，针对上述施工的项目，对应相应的条目，进行施工质量的验收。

  35. 6.6.2总结 • 1.可编程控制器传送指令用于传送字节、字和双字。 • 2.LED发光二极管使用广泛，驱动方便。 • 3.文本显示器属于中档PLC人机界面设备。 • 4.PLC的高档人机界面设备是触摸屏。

  36. 6.6.3提高 1.在流水灯控制中同时显示相应数字。 2.在交通灯控制中，如果东西南北方向绿灯都亮，则报警，同时西南北方向绿灯，使所有红灯亮。

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