步进电机PLC控制课件

步进电机启停,PLC,控制,教学目标与任务,01,相关理论知识,02,训练任务,03,课堂练习,04,步进电机启停PLC控制教学目标与任务01相关理论知识02训练,1.,掌握高速计数器指令与高速脉冲输出指令的功能及应用编程,2.,熟悉,S7-200,系列,PLC,的结构和外部,I/O,接线方法,3.,熟悉,STEP7-Micro/WIN,编程软件的使用方法,4.,熟悉步进电机启停,PLC,控制工作原理和程序设计方法,【,教学目标,】,【,教学任务,】,练习高速计数器指令与高速脉冲输出指令的基本使用方法，能够正确编制步进电机启停,PLC,控制程序；,能够独立完成步进电机启停,PLC,控制线路的安装；,按规定进行通电调试，出现故障时，能根据设计要求独立检修，直至系统正常工作。,教学目标与任务,1.掌握高速计数器指令与高速脉冲输出指令的功能及应用编程【教,主机,CPU 221,CPU 222,CPU 222,CPU226,可用,HSC,数量,4,4,6,6,HSC,地址,HSC0,、,HSC3,HSC5,HSC0,、,HSC3,HSC5,HSC0,HSC5,HSC0,HSC5,相关理论知识,1.,高速计数器类别,主机CPU 221CPU 222CPU 222CPU226可,图,1,内部方向输入信号的单相加,/,减计数,相关理论知识,2.,高速计数器计数方式,内部方向输入信号的单相加,/,减计数器（工作模式,0,2,），可用高速计数器的控制字节的第,3,位控制加计数或减计数。该位为,1,时为加计数，,0,为减计数。,图1 内部方向输入信号的单相加/减计数相关理论知识2.高,外部方向输入信号的单相加,/,减计数器（工作模式,3,5,），方向输入信号为,1,时为加计数，为,0,时为减计数。,图,2,外部方向输入信号的单相加,/,减计数,相关理论知识,2.,高速计数器计数方式,外部方向输入信号的单相加/减计数器（工作模式35）,图,3,两路脉冲输入信号的单相加,/,减计数,有加计数时钟脉冲和减计数时钟脉冲输入的双相计数器（工作模式,6,8,），若加计数器脉冲和减计数器脉冲的上升沿出现的时间间隔不到,0.3ms,，高速计数器会认为这两个事件是同时发生的，当前值不变，也不会有计数方向变化的指示。反之，高速计数器就能够捕捉到每一个独立事件。,相关理论知识,2.,高速计数器计数方式,图3 两路脉冲输入信号的单相加/减计数 有加计数时钟,A/B,相正交计数器（工作模式,9,11,），它的两路计数器脉冲的相位互差,90o,，正转时,A,相时钟脉冲比,B,时钟脉冲超前,90o,，反转时,A,相时钟脉冲比,B,相时钟脉冲滞后,90o,，可实现正传时加计数，反转时减计数，如图,4,，,5,。,相关理论知识,2.,高速计数器计数方式,图,4,两路脉冲输入信号的双相正交加,/,减计数,1,模式,A/B相正交计数器（工作模式911），它的两路计数,图,5,两路脉冲输入信号的双相正交加,/,减计数,4,模式,A/B,相正交计数器（工作模式,9,11,），它的两路计数器脉冲的相位互差,90o,，正转时,A,相时钟脉冲比,B,时钟脉冲超前,90o,，反转时,A,相时钟脉冲比,B,相时钟脉冲滞后,90o,，可实现正传时加计数，反转时减计数，如图,4,，,5,。,相关理论知识,2.,高速计数器计数方式,图5 两路脉冲输入信号的双相正交加/减计数4模式,相关理论知识,3.,高速计数器工作模式及其外部输入端子,HSC,编号及其对应端子,HSC,工作模式,功能说明,占用的输入端子及功能,HSC0,I0.0,I0.1,I0.2,HSC4,I0.3,I0.4,I0.5,HSC1,I0.6,I0.7,I1.0,I1.1,HSC2,I1.2,I1.3,I1.4,I1.5,HSC3,I0.1,HSC5,I0.4,0,单路脉冲输入的内部方向控制加,/,减计数,SM37.3=0,，减计数,SM37.3=1,，加计数,脉冲输入端,1,2,复位端,3,单路脉冲输入的外部方向控制加,/,减计数,方向控制端,=0,，减计数,方向控制端,=1,，加计数,脉冲输入端,方向控,制端,复位端,起动,4,5,复位端,6,两路脉冲输入的单相加,/,减计数,加计数端有脉冲输入，加计数,减计数端有脉冲输入，减计数,加计数脉冲输入端,减计数,脉冲,输入端,复位端,起动,7,8,复位端,9,两路脉冲输入的双相正交计数,A,相脉冲超前,B,相脉冲，加计数,A,相脉冲滞后,B,相脉冲，减计数,A,相脉冲输入端,B,相脉冲,输入端,10,复位端,11,复位端,起动,相关理论知识3.高速计数器工作模式及其外部输入端子HSC编,指令格式,功能描述,高速计数器定义指令，使能输入有效时，为指定的高速计数器分配一种工作方式,高速计数器指令，使能输入有效时，根据高速计数器的特殊存储器位的状态，并按照,HDEF,指令指定的模式，设置高速计数器并控制其工作,相关理论知识,4.,指令格式及功能,指令格式功能描述高速计数器定义指令，使能输入有效时，为指定的,状态字节寄存器,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC2,HSC5,描述,SM36.5,SM46.5,SM56.5,SM136.5,SM146.5,SM156.5,当前计数方向：,0=,减计数；,1=,加计数,SM36.6,SM46.6,SM56.6,SM136.6,SM146.6,SM156.6,0=,当前值不等于预置值；,1=,等于,SM36.7,SM46.7,SM56.7,SM136.7,SM146.7,SM156.7,0=,当前值不大于预置值；,1=,大于,相关理论知识,5.,特殊功能存储器,状态字节寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC,控制字节寄存器,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC2,HSC5,描述,SM37.0,SM47.0,SM57.0,-,SM147.0,-,0=,复位信号高电平有效；,1=,低电平,-,SM47.1,SM57.1,-,-,-,0=,启动信号高电平有效；,1=,低电平,SM37.2,SM47.2,SM57.2,-,SM147.2,-,0=2,计数速率；,1=1,计数速率,SM37.3,SM47.3,SM57.3,SM137.3,SM147.3,SM157.3,0=,减计数；,1=,加计数,相关理论知识,5.,特殊功能存储器,控制字节寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC,控制字节寄存器,SM37.4,SM47.4,SM57.4,SM137.4,SM147.4,SM157.4,写入计数方向：,0=,不更新；,1=,更新,SM37.5,SM47.5,SM57.5,SM137.5,SM147.5,SM157.5,写入预置值：,0=,不更新；,1=,更新,SM37.6,SM47.6,SM57.6,SM137.6,SM147.6,SM157.6,写入当前值：,0=,不更新；,1=,更新,SM37.7,SM47.7,SM57.7,SM137.7,SM147.7,SM157.7,HSC,允许：,0=,禁止；,1=,允许,相关理论知识,5.,特殊功能存储器,控制字节寄存器SM37.4SM47.4SM57.4SM137,当前值、预设值地址寄存器,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC2,HSC5,描述,SMD38,SMD48,SMD58,SMD138,SMD148,SMD158,新的当前值,SMD42,SMD52,SMD62,SMD142,SMD152,SMD162,新的预置值,相关理论知识,5.,特殊功能存储器,当前值、预设值地址寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HS,6.,高速计数器工作模式及其外部输入端子,相关理论知识,HSC,编号及,其对应,端子,HSC,工作模式,功能说明,占用的输入端子及功能,HSC0,I0.0,I0.1,I0.2,HSC4,I0.3,I0.4,I0.5,HSC1,I0.6,I0.7,I1.0,I1.1,HSC2,I1.2,I1.3,I1.4,I1.5,HSC3,I0.1,HSC5,I0.4,0,单路脉冲输入的内部方向控制加,/,减计数,SM37.3=0,，减计数,SM37.3=1,，加计数,脉冲输入端,1,2,复位端,3,单路脉冲输入的外部方向控制加,/,减计数,方向控制端,=0,，减计数,方向控制端,=1,，加计数,脉冲输入端,方向控,制端,复位端,起动,4,5,复位端,6,两路脉冲输入的单相加,/,减计数,加计数端有脉冲输入，加计数,减计数端有脉冲输入，减计数,加计数脉冲输入端,减计数,脉冲,输入端,复位端,起动,7,8,复位端,9,两路脉冲输入的双相正交计数,A,相脉冲超前,B,相脉冲，加计数,A,相脉冲滞后,B,相脉冲，减计数,A,相脉冲输入端,B,相脉冲,输入端,10,复位端,11,复位端,起动,6.高速计数器工作模式及其外部输入端子相关理论知识HSC编,训练任务：步进电机启停,PLC,控制,1.,任务引入,步进电机启停,PLC,控制：步进电机运行控制过程如图,8,所示，从,A,点到,B,点为加速阶段，,B,点到,C,点为恒速阶段，,C,点到,D,点为减速阶段。,训练任务：步进电机启停PLC控制1.任务引入步进电机启停,训练任务：步进电机启停,PLC,控制,2.,任务分析,根据根据任务要求，,PLC,需要输出一定数量的多串脉冲来控制步进电机运行，可以采用高速脉冲发生器为,Q0.0,，并且确定,PTO,为三段脉冲管线（,AB,段、,BC,段与,CD,段）。,（,1,）三段,PTO,脉冲序列：即,AB,阶段，约,200,个脉冲，其初始频率为,2kHz,，周期为,500s,，最终频率为,10kHz,，周期为,200s,；,BC,阶段，约,3600,个脉冲，其初始与最终频率均为,10kHz,，周期为,100s,；,CD,阶段，约,200,个脉冲，其初始频率为,10kHz,，周期为,100s,，最终频率为,2kHz,，周期为,500s,。,训练任务：步进电机启停PLC控制2.任务分析根据根据任务,训练任务：步进电机启停,PLC,控制,2.,任务分析,（,2,）脉冲的周期增量：设每段最终脉冲周期为,Tf,，初始周期为,Ti,，每个脉冲的周期增量为，脉冲数为,P,，脉冲的周期增量可以表示为,=(Tf,Ti)/P,，则三段,PTO,脉冲序列的脉冲周期增量分别为,-2s,、,0s,和,2s,。,（,3,）,PTO,控制包络表：设包络表的表地址为,VB200,，建立的,PTO,控制包络表见表,8,。,训练任务：步进电机启停PLC控制2.任务分析 （2,V,内存地址,参数存放地址空间,名称,参数值,说明,VB200,VB200,表地址,3,段总数,VB20,1,VW20,1,段,1,500s,初始周期,VB203,VW203,-2s,每个脉冲的周期增量,VB205,VDW205,200,脉冲数,VB209,VW209,段,2,100s,初始周期,VB211,VW211,0s,每个脉冲的周期增量,VB213,VDW213,3600,脉冲数,VB217,VW217,段,3,100s,初始周期,VB219,VW219,2s,每个脉冲的周期增量,VB221,VDW221,200,脉冲数,训练任务：步进电机启停,PLC,控制,2.,任务分析,V内存地址参数存放地址空间名称参数值说明VB200VB200,训练任务：步进电机启停,PLC,控制,3.,任务实施,1,）设备配置,连接导线若干,05,PC/PPI,电缆,04,装有,STEP7-Micro/WIN,编程软件的,PC,机,03,彩灯显示控制模块（,L1 L16,）,02,1,台,S7-200 CPU224 PLC,01,训练任务：步进电机启停PLC控制3.任务实施1）设备配置连接,输 出,编程元件地址,功能,Q0.0,步进电机运行交流接触器,KM1,Q1.0,步进电机运行停止,显示指示灯,L1,3.,任务实施,2）I/O分配及功能,训练