s7-200控制伺服电机总结要点.doc

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1、S7-200PLC具有脉冲输出功能，在运动控制系统中，伺服电机和步进电机是很重要的准确定位装置，而控制伺服电机和步进电机需要使用脉冲输出。S7-200系列PLC可以输出20-100KHz的脉冲。使用PTO和PWM指令可以输出普通脉冲和脉宽调制输出。通过smb66-75，smb166-175来控制Q0.0的输出，通过smb76-85，smb176-185来控制Q0.1的脉冲输出。控制伺服电机伺服电机是运动控制中一个很重要的器件，通过它可以进展准确的位置控制。它一般带有编码器，通过高速计数功能，中断功能和脉冲输出功能，构成一个闭环系统，来进展准确的位置控制。PLC的脉冲输出由于PLC在进展高速输出

2、时需要使用晶体管输出。当将高速输出点作为普通输出而带电感性负载时，例如电磁阀，继电器线圈等，一定要注意，在负载端加保护，例如并联二极管等。以保护输出点。心得二：步进电机的控制方法我带队参加?2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试?工程，我院选手和其他院校的三位选手组成了天津代表队，我院选手所在队获得了?2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试?工程二等奖，为天津市代表队争得了荣誉，也为我院争得了荣誉。以下是我这个作为教练参加大赛的心得二：步进电机的控制方法?2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试?工程的主要容包括如气动控制技术、机械技术机械传动、机械连接等、传感器应

3、用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。但其中最为重要的就是PLC方面的知识，而PLC中最重要就是组网和步进电机的位置控制。一、 S7-200 PLC 的脉冲输出功能 1、概述 S7-200 有两个置PTO/PWM 发生器，用以建立高速脉冲串PTO或脉宽调节PWM信号波形。 当组态一个输出为PTO 操作时，生成一个50%占空比脉冲串用于步进电机或伺服电机的速度和位置的开环控制。置PTO 功能提供了脉冲串输出，脉冲周期和数量可由用户控制。但应用程序必须通过PLC置I/O 提供方向和限位控制。 为了简化用户应用程序中位控功能的使用，STEP7-Micro/WIN 提供的位控向导可

4、以帮助您在几分钟全部完成PWM，PTO 或位控模块的组态。向导可以生成位置指令，用户可以用这些指令在其应用程序中为速度和位置提供动态控制。 2、开环位控用于步进电机或伺服电机的根本信息 借助位控向导组态PTO 输出时，需要用户提供一些根本信息，逐项介绍如下： 最大速度MA*_SPEED和启动/停顿速度SS_SPEED 图1是这2 个概念的示意图。 MA*_SPEED 是允许的操作速度的最大值，它应在电机力矩能力的围。驱动负载所需的力矩由摩擦力、惯性以及加速/减速时间决定。图1 最大速度和启动/停顿速度示意 SS_SPEED：该数值应满足电机在低速时驱动负载的能力，如果SS_SPEED 的数值过

5、低，电机和负载在运动的开场和完毕时可能会摇摆或颤抖。如果SS_SPEED 的数值过高，电时机在启动时丧失脉冲，并且负载在试图停顿时会使电机超速。通常，SS_SPEED 值是MA*_SPEED 值的5%至15%。 加速和减速时间加速时间ACCEL_TIME：电机从 SS_SPEED速度加速到MA*_SPEED速度所需的时间。减速时间DECEL_TIME：电机从MA*_SPEED速度减速到SS_SPEED速度所需要的时间。 图2 加速和减速时间 加速时间和减速时间的缺省设置都是1000 毫秒。通常，电机可在小于1000 毫秒的时间工作。参见图2。这2 个值设定时要以毫秒为单位。 注意：电机的加速和

6、失速时间要过测试来确定。开场时，您应输入一个较大的值。逐渐减少这个时间值直至电机开场失速，从而优化您应用中的这些设置。 移动包络 一个包络是一个预先定义的移动描述，它包括一个或多个速度，影响着从起点到终点的移动。一个包络由多段组成，每段包含一个到达目标速度的加速/减速过程和以目标速度匀速运行的一串固定数量的脉冲。位控向导提供移动包络定义界面，在这里，您可以为您的应用程序定义每一个移动包络。PTO 支持最大100 个包络。 定义一个包络，包括如下几点：选择操作模式；为包络的各步定义指标。为包络定义一个符号名。 选择包络的操作模式：PTO 支持相对位置和单一速度的续转动，如图3所示，相对位置模式指

7、的是运动的终点位置是从起点侧开场计算的脉冲数量。单速续转动则不需要提供终点位置，PTO 一直持续输出脉冲，直至有其他命令发出，例如到达原点要求停发脉冲。 图3 一个包络的操作模式 包络中的步 一个步是工件运动的一个固定距离，包括加速和减速时间的距离。PTO 每一包络最大允许29 个步。 每一步包括目标速度和完毕位置或脉冲数目等几个指标。图4 所示为一步、两步、三步和四步包络。注意一步包络只有一个常速段，两步包络有两个常速段，依次类推。步的数目与包络中常速段的数目一致。 图4 包络的步数示意7.2.5 使用位控向导编程 STEP7 V4.0 软件的位控向导能自动处理PTO 脉冲的单段管线和多段管

8、线、脉宽调制、SM 位置配置和创立包络表。 本节将给出一个在YL-335A 上实现的简单工作任务例子，阐述使用位控向导编程的方法和步骤。表1 是YL-335A 上实现步进电机运行所需的运动包络。 表1 步进电机运行的运动包络 1、使用位控向导编程的步骤如下： 1为S7-200 PLC选择选项组态置PTO/PWM操作。 在STEP7 V4.0软件命令菜单中选择工具位置控制向导并选择配置S7-200PLC 置PTO/PWM操作，如图5所示。 图5 位控向导启动界面2单击“下一步选择“QO.0，再单击“下一步选择“线性脉冲输出 PTO。图5 选择PTO或PWM界面3单击“下一步后，在对应的编辑框中输

9、入MA*_SPEED 和SS_SPEED 速度值。输入最高电机速度“90000，把电机启动/停顿速度设定为“600。这时，如果单击MIN_SPEED值对应的灰色框，可以发现，MIN_SPEED值改为600，注意：MIN_SPEED值由计算得出。用户不能在此域中输入其他数值。图64单击“下一步填写电机加速时间“1500和电机减速时间 “200 图7 设定加速和减速时间5接下来一步是配置运动包络界面，见图8。 图8 配置运动包络界面该界面要求设定操作模式、1个步的目标速度、完毕位置等步的指标，以及定义这一包络的符号名。从第0个包络第0步开场在操作模式选项中选择相对位置控制，填写包络“0中数据目标速

10、度“60000，完毕位置“85600，点击“绘制包络，如图9所示，注意，这个包络只有1步。包络的符号名按默认定义。这样，第0个包络的设置，即从供料站加工站的运动包络设置就完成了。现在可以设置下一个包络。图9 设置第0个包络点击“新包络，按上述方法将下表中上3个位置数据输入包络中去。表中最后一行低速回零，是单速连续运行模式，选择这种操作模式后，在所出现的界面中见图10，写入目标速度“20000。界面中还有一个包络停顿操作选项，是当停顿信号输入时再向运动方向按设定的脉冲数走完停顿，在本系统不使用。6运动包络编写完成单击“确认，向导会要求为运动包络指定V存储区地址建议地址为VB75VB300，默认这

11、一建议，单击“下一步出现图11，单击 “完成。 图11 生成工程组件提示2、工程组件运动包络组态完成后，向导会为所选的配置生成三个工程组件子程序，分别是：PTO*_RUN子程序运行包络，PTO*_CTRL子程序控制和PTO*_MAN子程序手动模式子程序。一个由向导产生的子程序就可以在程序中调用如图12所示。 图12 三个工程组件它们的功能分述如下： PTO*_RUN子程序运行包络：命令 PLC 执行存储于配置包络表的特定包络中的运动操作。运行这一子程序的梯形图如图13所示。 图13 运行PTO*_RUN子程序EN位：启用此子程序的使能位。在“完成位发出子程序执行已经完成的信号前，请确定EN位保

12、持开启。START参数：包络的执行的启动信号。对于在START参数已开启且PTO当前不活动时的每次扫描，此子程序会激活PTO。为了确保仅发送一个命令，请使用上升缘以脉冲方式开启START参数。Profile包络参数：包含为此运动包络指定的编号或符号名。Abort终止参数命令，开启时位控模块停顿当前包络并减速至电机停顿。Done完成参数：当模块完本钱子程序时，此参数 ON。Error错误参数：包含本子程序的结果。C_Profile参数：包含位控模块当前执行的包络。C_Step参数：包含目前正在执行的包络步骤。 PTO*_CTRL子程序：控制启用和初始化与步进电机或伺服电机合用的PTO输出。请在用

13、户程序中只使用一次，并且请确定在每次扫描时得到执行。即始终使用SM0.0作为EN的输入，如图14所示。 图14 运行PTO*_CTRL子程序I_STOP立即停顿输入：开关量输入。当此输入为低时，PTO功能会正常工作。当此输入变为高时，PTO立即终止脉冲的发出。D_STOP减速停顿输入：开关量输入。当此输入为低时，PTO功能会正常工作。当此输入变为高时，PTO会产生将电机减速至停顿的脉冲串。“完成输出：开关量输出。当“完成位被设置为高时，它说明上一个指令也已执行。Error错误参数：包含本子程序的结果。当“完成位为高时，错误字节会报告无错误或有错误代码的正常完成。如果PTO向导的HSC计数器功能

14、已启用，C_Pos参数包含用脉冲数目表示的模块；否则此数值始终为零。 PTO*_MAN子程序手动模式：将PTO输出置于手动模式。这允许电机启动、停顿和按不同的速度运行。当PTO*_MAN子程序已启用时，任何其他PTO子程序都无法执行。运行这一子程序的梯形图如图15所示。 图158 运行PTO*_MAN子程序RUN运行/停顿参数：命令PTO加速至指定速度Speed速度参数。您可以在电机运行中更改Speed参数的数值。停用RUN参数命令PTO减速至电机停顿。当RUN已启用时，Speed参数确定着速度。速度是一个用每秒脉冲数计算的DINT双整数值。您可以在电机运行中更改此参数。Error错误参数包含本子程序的结果。如果PTO向导的HSC计数器功能已启用，C_Pos参数包含用脉冲数目表示的模块；否则此数值始终为零。