4-1.步進電機及其控制.pptx

1、步進電機及其控制,制作：王守志 時間：2014.02,一、步進電動機系統(tǒng)？,一、步進電動機系統(tǒng)？,Kinco三相步進電動機3S57Q-04056,Kinco 3M458步進電機驅(qū)動器,一、步進電動機系統(tǒng)？,一、步進電動機系統(tǒng)？,3S57Q三相步進電動機技術(shù)參數(shù)：,歨距角：1.8 相電流：5.8A 保持扭矩：1.0Nm 阻尼扭矩：0.04Nm 電機慣量：0.3kg.cm2,3S57Q三相步進電動機接線：,一、步進電動機系統(tǒng)？,3M458步進電機驅(qū)動器參數(shù)：,輸出相電流：3.0-5.8A 供電電壓：直流24-40V 控制信號輸入電流:6-20mA,一、步進電動機系統(tǒng)？,3M458步進電機驅(qū)動器設(shè)定

2、：,在驅(qū)動器側(cè)面連接端子中間有一個紅色的八位DIP功能設(shè)定開關(guān)，可以用來設(shè)定驅(qū)動器的工作方式和工作參數(shù)。,一、步進電動機系統(tǒng)？,3M458步進電機驅(qū)動器接線：,一、步進電動機系統(tǒng)？,步進電動機系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)：,驅(qū)動器設(shè)定為：10000脈沖/轉(zhuǎn) 電機驅(qū)動電流設(shè)定為：5.2A 步進電機傳動組件采用同步齒輪和同步帶傳動，同步齒輪輪距為5mm，共11個齒，即步進電機旋轉(zhuǎn)一周機械手裝置位移55mm,則脈沖當(dāng)量為0.0055mm,二、S7-200高速脈沖輸出,S7-200 CPU22x系列PLC設(shè)有兩個PTO/PWM發(fā)生器，一個發(fā)生器分配給輸出端Q0.0，另一個分配給Q0.1。,二、S7-200高速脈沖輸出

3、,脈沖串輸出（PTO）,(1)輸出脈沖的周期以s或ms為增量單位，變化范圍分別是10-65 535s或2-65 535ms。,(2)如果周期小于兩個時間單位，周期被默認(rèn)為兩個時間單位。如果指定的脈沖數(shù)為0，則脈沖數(shù)默認(rèn)為1。,(3)PTO功能允許多個脈沖串排隊輸出，從而形成流水線。流水線分為兩種：單段流水線和多段流水線。,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）,單段流水線是指流水線中每次只能存儲一個脈沖串的控制參數(shù)，初始PTO段一旦起動，必須按照對第二個波形的要求立即刷新特殊存儲器，并再次執(zhí)行PLS指令，在第一個脈沖串完成后，第二個脈沖串輸出立即開始，重復(fù)這一步驟可以實現(xiàn)多個脈沖串

4、的輸出。,多段流水線是指在變量存儲區(qū)V建立一個包絡(luò)表（包絡(luò)表Profile是一個預(yù)先定義的橫坐標(biāo)為位置、縱坐標(biāo)為速度的曲線，是運動的圖形描述）。包絡(luò)表存放每個脈沖串的參數(shù)，執(zhí)行PLS指令時，S7200 PLC自動按包絡(luò)表中的順序及參數(shù)進行脈沖串輸出。,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）,包絡(luò)表中每段脈沖串的參數(shù)占用8個字節(jié)，由一個16位周期值（2字節(jié)）、一個16位周期增量值（2字節(jié)）和一個32位脈沖計數(shù)值（4字節(jié)）組成。,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）,當(dāng)

5、使能端輸入有效時， PLC首先檢測為脈沖輸出位（X）設(shè)置的特殊存儲器位，然后激活由特殊存儲器位定義的脈沖操作。,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）實例,假定脈沖串通過Q0.0輸出。脈沖串輸出時，先輸出6個脈沖周期為500 ms的脈沖串后，自動更新為輸出6個脈沖為1 000 ms的脈沖串，然后再輸出6個脈沖周期為500 ms的脈沖串，不斷循環(huán)輸出。使用I0.0上升沿起動脈沖串輸出，使用I0.1上升沿停止脈沖串輸出。,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）實例,/I0.0上升沿，復(fù)位輸出 /調(diào)用PTO設(shè)置子程序 /I0.1上升沿，禁止所有中斷，停止脈沖串輸出,PTO脈沖

6、串輸出主程序,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）實例,二、S7-200高速脈沖輸出,脈沖串輸出（PTO）實例,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,操作：工具位置控制向?qū)?三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,操作：選擇PTO 下一步,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,操作：設(shè)定最高與最低速度下一步,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,操作：設(shè)定最高（90000）與最低速度（600）下一步,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,操作：設(shè)定加速（1500）與減速速度（200）下一步,三、S7-200PTO控制,PT

7、O向?qū)гO(shè)置（略）,該界面要求設(shè)定操作模式、1個步的目標(biāo)速度、結(jié)束位置等步的指標(biāo)，以及定義這一包絡(luò)的符號名。,操作：繪制包絡(luò)新包絡(luò),三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,按上述方法將上表中上3個位置數(shù)據(jù)輸入包絡(luò)中去,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,三、S7-200PTO控制,PTO向?qū)гO(shè)置（略）,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻椖拷M件,運動包絡(luò)組態(tài)完成后，向?qū)樗x的配置生成四個項目組件（子程序），分別是：PTOx_CTRL子程序（控制）、PTOx_RUN子程序（運行包絡(luò)），PTOx_LDPOS 和

8、PTOx_MAN子程序（手動模式）子程序。一個由向?qū)Мa(chǎn)生的子程序就可以在程序中調(diào)用,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻椖拷M件,1. PTOx_CTRL子程序：（控制）啟用和初始化PTO輸出。請在用戶程序中只使用一次，并且請確定在每次掃描時得到執(zhí)行。即始終使用SM0.0作為EN的輸入，如圖所示。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻椖拷M件,輸入?yún)?shù)： I_STOP（立即停止）輸入（BOOL型）：當(dāng)此輸入為低時，PTO功能會正常工作。當(dāng)此輸入變?yōu)楦邥r，PTO立即終止脈沖的發(fā)出。 D_STOP（減速停止）輸入（BOOL型）：當(dāng)此輸入為低時，PTO功能會正常工作。當(dāng)此輸入變?yōu)?/p>

9、高時，PTO會產(chǎn)生將電機減速至停止的脈沖串。 輸出參數(shù) Done(“完成”)輸出（BOOL型）：當(dāng)“完成”位被設(shè)置為高時，它表明上一個指令也已執(zhí)行。 Error（錯誤）參數(shù)（BYTE型）：包含本子程序的結(jié)果。當(dāng)“完成”位為高時，錯誤字節(jié)會報告無錯誤或有錯誤代碼的正常完成。,C_Pos（DWORD型）：如果PTO向?qū)У腍SC計數(shù)器功能已啟用，此參數(shù)包含以脈沖數(shù)表示的模塊當(dāng)前位置。否則，當(dāng)前位置將一直為0。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻椖拷M件,2.PTOx_RUN子程序（運行包絡(luò)）：命令 PLC 執(zhí)行存儲于配置包絡(luò)表的指定包絡(luò)運動操作。運行這一子程序的梯形圖如下圖所示。,三、S

10、7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻椖拷M件,輸入?yún)?shù)： EN位：子程序的使能位。在“完成”（Done）位發(fā)出子程序執(zhí)行已經(jīng)完成的信號前，應(yīng)使 EN 位保持開啟。 START 參數(shù)（BOOL型）：包絡(luò)的執(zhí)行的啟動信號。對于在START參數(shù)已開啟，且PTO當(dāng)前不活動時的每次掃描，此子程序會激活PTO。為了確保僅發(fā)送一個命令，一般用上升沿以脈沖方式開啟START參數(shù)。 Abort（終止）命令（BOOL型）：命令為 ON 時位控模塊停止當(dāng)前包絡(luò)，并減速至電機停止。 Profile（包絡(luò)）（BYTE型）：輸入為此運動包絡(luò)指定的編號或符號名。, 輸出參數(shù) Done（完成）（BOOL型）：本子程序執(zhí)行

11、完成時。輸出ON。 Error（錯誤）（BYTE型）：輸出本子程序執(zhí)行的結(jié)果的錯誤信息。無錯誤時輸出0。 C_Profile（BYTE型）：輸出位控模塊當(dāng)前執(zhí)行的包絡(luò)。 C_Step（BYTE型）：輸出目前正在執(zhí)行的包絡(luò)步驟。 C_Pos（DINT型）：如果PTO向?qū)У腍SC計數(shù)器功能已啟用，則此參數(shù)包含以脈沖數(shù)作為模塊的當(dāng)前位置。否則，當(dāng)前位置將一直為0。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻椖拷M件,3. PTOx_LDPOS指令（裝載位置）：改變PTO脈沖計數(shù)器的當(dāng)前位置值為一個新值?？捎迷撝噶顬槿魏我粋€運動命令建立一個新的零位置。圖7-38是一個使用PTO0_LDPOS指令實

12、現(xiàn)返回原點完成后清零功能的梯形圖。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻椖拷M件,輸入?yún)?shù)： EN位：子程序的使能位。在“完成”（Done）位發(fā)出子程序執(zhí)行已經(jīng)完成的信號前，應(yīng)使 EN 位保持開啟。 START（BOOL型）：裝載啟動。接通此參數(shù)，以裝載一個新的位置值到PTO脈沖計數(shù)器。在每一循環(huán)周期，只要START參數(shù)接通且PTO當(dāng)前不忙，該指令裝載一個新的位置給PTO脈沖計數(shù)器。若要保證該命令只發(fā)一次，使用邊沿檢測指令以脈沖觸發(fā)START參數(shù)接通。,New_Pos 參數(shù)（DINT型）：輸入一個新的值替代C_Pos報告的當(dāng)前位置值。位置值用脈沖數(shù)表示。 輸出參數(shù) Done（完成）（BOOL型）：模塊完成該指令時，參數(shù) Done ON。 Error（錯誤）（BYTE型）：輸出本子程序執(zhí)行的結(jié)果的錯誤信息。無錯誤時輸出0。 C_Pos（DINT型）：此參數(shù)包含以脈沖數(shù)作為模塊的當(dāng)前位置。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻椖拷M件,4.PTOx_MAN子程序（手動模式）：將PTO輸出置于手動模式。執(zhí)行這一子程序允許電機啟動、停止和按不同的速度運行。但當(dāng)PTOx_MAN子程序已啟用時，除PTOX-CTRL外任何其他PTO子程序都無法執(zhí)行。,三、S7-200PTO控制,使用位控向?qū)傻捻椖拷M件,RUN（運行/停止）參數(shù)：命令PTO加速至指定速度（Speed（速