plc步进电机控制方法攻略程序+图纸.doc
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PLC控制步进电机应用实例基于PLC的步进电机运动控制一、 步进电机工作原理 1. 步进电机简介 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的 在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单 2. 步进电机的运转原理及结构 电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开0、1/3て、2/3て,即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A‘与齿5相对齐，（A‘就是A，齿5就是齿1） 3. 旋转 如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力，以下均同）。
如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐 如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て 这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转如按A，C，B，A……通电，电机就反转由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系而方向由导电顺序决定 步进电机的静态指标术语 拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。
四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半步） 4. 步进电动机的特征 1) 运转需要的三要素：控制器、驱动器、步进电动机 以上三部分是步进电机运转必不可少的三部分控制器又叫脉冲产生器，目前主要有PLC、单片机、运动板卡等等 2) 运转量与脉冲数的比例关系 二、 西门子S7-200 CPU 224 XP CN 本机集成14输入/10输出共14个数字量I/O点2输入/1输出3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点22K字节程序和数据存储空间，6个独立的30KHz高速计数器，2个独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器1个RS458通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由通讯能力I/O端子排可很容易地整体拆卸是具有较强能力的控制器三、 三相异步电动机DF3A驱动器 1.产品特点 可靠性高:数字技术和单片机的应用,使得驱动器线路简单可靠;合理的结构设计，使得整机结构紧凑、防护性能好；短路、过流、超温、欠压保护线路提供全面、可靠的保护、大大提高了步进驱动器的可靠性。
低速性能好：引入单片机进行软环分及矢量细分，实现1:1平滑细分及5、10、20倍矢量细分，使得步进电机低速运行平稳，避免振荡及失步矢量细分技术的应用，使得与μm级位置控制器配套的步进系统输出精度接近μm级高速性能优：输入信号频率不大于250kHz（20细分时），输出电流频率可达15kHｚ由于采用单高压（300V）恒流斩波，高速特性好，驱动步进电机空载运行最高速不低于7.0mm/min适用面广：输出电流3A～10A可调，可驱动90BF、110BF、130BF步进电机，输出转矩2N•m～25N•m 2.主要技术参数 四、 PLC与步进电机驱动器接口原理图五、 PLC控制实例的流程图及梯形图 1. 控制要求 1) 要求点机能正反转 2) 电机有高低速两档 3) 电机位移和距离有两档 4) 要求说明用PLS原理 5) 所有换挡均需要在电机停止时进行 2. 流程图 3. 梯形图上面的“PLC与步进电机驱动器接口原理图 ”太大显示不全，下面是缩小版的！步进电机的定位控制plc输出的集成脉冲可通过步进电机进行定位控制关于定位控制，调节和控制操作之间存在一些区别。
步进电机不需要连续的位置控制，而在控制操作中得到应用在以下的程序例子中，借助于cpu214所产生的集成脉冲输出，通过步进电机来实现相对的位置控制虽然这种类型的定位控制不需要参考点，本例还是粗略地描述了确定参考点的简单步骤因为实际上它总是相对一根轴确定一个固定的参考点，因此，用户借助于一个输入字节的对偶码(dual coding)给cpu指定定位角度用户程序根据该码计算出所需的定位步数，再由cpu输出相关个数的控制脉冲 1、 系统结构 如图1所示： 图1 系统结构 2、 硬件配置 如表1所示： 3、软件结构 3.1 plc的输入信号与输出信号 plc的部分输入信号与输出信号，以及标志位如表2所示 3.2 系统软件设计 plc的程序框图如图2所示 3.3 初始化 在程序的第一个扫描周期(sm0.1=1)，初始化重要参数选择旋转方向和解除联锁 3.4 设置和取消参考点 如果还没有确定参考点，那么参考点曲线应从按“start”按扭(i1.0)开始cpu有可能输出最大数量的控制脉冲在所需的参考点，按“设置/取消参考点”开关(i1.4)后，首先调用停止电机的子程序。
然后，将参考点标志位m0.3置成1，再把新的操作模式“定位控制激活”显示在输出端q1.0 如果i1.4的开关已激活，而且“定位控制”也被激活(m0.3=1)，则切换到“参考点曲线”参考点曲线在子程序1中，将m0.3置成0，并取消“定位控制激活”的显示(q1.0=0)此外，控制还为输出最大数量的控制脉冲做准备当再次激活i1.4开关，便在两个模式之间切换如果此信号产生，同时电机在运转，那么电机就自动停止 实际上，一个与驱动器连接的参考点开关将代替手动操作切换开关的使用，所以，参考点标志能解决模式切换 3.5 定位控制 如果确定了一个参考点(m0.3=1)而且没有联锁，那么就执行相对的定位控制在子程序2中，控制器从输入字节ibo读出对偶码方式的定位角度后，再存入字节mb11与此角度有关的脉冲数，根据下面的公式计算: n=φ/360°×s 式中:n-控制脉冲数 φ-旋转角度 s-每转所需的步数 该程序所使用的步进电机采用半步操作方式(s=1000)在子程序3中循环计算步数，如果现在按“start”按钮(i1.0)，cpu将从输出端q0.0输出所计算的控制脉冲个数，而且电机将根据相应的步数来转动，并在内部将“电机转动”的标志位m0.1置成1。
在完整的脉冲输出之后，执行中断程序0，此程序将m0.1置成0，以便能够再次起动电机 3.6 停止电机 按“stop”(停止)按扭(i1.1)，可在任何时候停止电机执行子程序0中与此有关的指令 4、 程序和注释 //标题:用脉冲输出进行定位控制 //主程序 ld sm0.1 //仅首次扫描周期sm0.1才为1 r m0.0，128 //md0至md12复位 atch 0，19 //把中断程序0分配给中断事件19(脉冲串终止) eni //允许中断 //脉冲输出功能的初始化 movw 500，smw68 //脉冲周期t=500us movw 0,smw70 //脉冲宽度为0(脉冲调制) movd 429496700，smd72 //为参考点设定的最大脉冲数 //设置逆时针旋转 ldn m0.1 //若电机停止 a i1.5 //且旋转方向开关=1 s q0.2，1 //则逆时针旋转(q0.2=1) //设置顺时针旋转 ldn m0.1 //若电机停止 an i1.5 //且旋转方向开关=0 r q0.2，1 //则逆时针旋转(q0.2=0) //联锁 ld i1.1 //若按“stop”(停止)按钮 s m0.2，1 //则激活联锁(m0.2=1) //解除联锁 ldn i1.1 //若“start”(启动)按钮松开 an i1.0 //且“stop”(停止)按钮松开 r m0.2，1 //则解除联锁(m0.2=0) //确定操作模式(参考点定位控制) ld i1.4 //若按“设置/取消参考点”按钮 eu //上升沿 call 1 //则调用子程序1 //启动电机 ld i1.0 //若按“start”(启动)按钮 eu //上升沿 an m0.1 //且电机停止 an m0.2 //且无联锁 ad≥ smd72，1 //且步数≥1，则 movb 16#85，smb67 //置脉冲输出功能(pto)的控制位 pls 0 //启动脉冲输出(q0.0) s m0.1，1 //“电机运行”标志位置位(m0.1=1) //定位控制 ld m0.3 //若已激活“定位控制” 操作模式 an m0.1 //且电机停止 call 2 //则调用子程序2 //停止电机 ld i1.1 //若按“stop”(停止)按钮 eu //上升沿 a m0.1 //且电机运行，则 call 0 //则调用子程序0 mend //主程序结束 //子程序1 sbr 0 //子程序0停止电机 movb 16#cb，smb67 //激活脉。
