PLC与步进电机的运动控制课件.ppt

S7-200PLC、变频器与触摸屏综合应用
多媒体教学光盘第5讲PLC与步进电机的运动控制一、运动小车装置介绍二、运动控制与步进电机步进电机的运行要有一电子装置进行驱动，这种装置就是步进电机驱动器，它是把控制系统发出的脉冲信号，加以放大以驱动步进电机。步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比，控制步进电机脉冲信号的频率，可以对电机精确调速；控制步进脉冲的个数，可以对电机精确定位。（2）常用术语
步进角：每输入一个电脉冲信号时转子转过的角度称为步进角。步进角的大小可直接影响电机的运行精度。
整步：最基本的驱动方式，这种驱动方式的每个脉冲使电机移动一个基本步矩角。例如：标准两相电机的一圈共有200个步矩角，则整步驱动方式下，每个脉冲使电机移动1.8°。
半步：在单相激磁时，电机转轴停至整步位置上，驱动器收到下一个脉冲后，如给另一相激磁且保持原来相继续处在激磁状态，则电机转轴将移动半个基本步矩角，停在相邻两个整步位置的中间。如此循环地对两相线圈进行单相然后两相激磁，步进电机将以每个脉冲半个基本步矩角的方式转动。细分：细分就是指电机运行时的实际步矩角是基本步矩角的几分之一。如：驱动器工作在10细分状态时，其步矩角只为电机固有步矩角的十分之一，也就是说：当驱动器工作在不细分的整步状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动1.8°，而用细分驱动器工作在10细分状态时，电机只转动了0.18°。细分功能完全是由驱动器靠精度控制电机的相电流所产生的，与电机无关。2、步进电机
（2）步进电机驱动器
本系统中采用两相混合式步进电机驱动器YKA2404MC细分驱动器，其外形如图所示。（3）步进电机驱动器的端子与接线（4）．步进电机驱动器的细分设定
YKA2404MC步进电机驱动器共有6个细分设定开关。三、光栅尺KA-300光栅尺的参数，该光栅尺在物理位置上有三个Z相脉冲输出点，相临两点的距离为50mm，Z相每发出一个脉冲，A相或B相就发出2500个脉冲。可通过A相与B相的超前与滞后来分析物体运行的方向。通过PLC对A相或B相的脉冲计数就可以计算出物体所在的位置。A相、B相正交脉冲与Z相脉冲波形图如图所示，在该图中，A相脉冲超前于B相脉冲。光栅尺与PLC按如图进行连接。四、基于PLC与步进电机的小车自动往返控制控制程序如图所示。项目二：运动小车自动往返控制。五、基于PLC与步进电机的位置闭环控制（3）设定A位置对应坐标值。按下启动按钮，小车自动运行到A点后停止5s，再自动返回到原点位置结束。运行过程中若按停止按钮则小车立即停止，运行过程结束。
（4）用光栅尺来检测小车位移。
（5）设小车的有效运行轨道为200mm，原点位置坐标为0点。I/O分配及接线图如图所示。Q0.0输出高速脉冲控制小车运行速度，Q0.1控制小车的运行方向。Q0.1为OFF时小车往左运行，为ON时小车往右运行。分析：用A、B相正交高速计数器对光栅尺的A、B相输出脉冲进行高速计数。对高速计数器选择4X计数速率。则高速计数器从0计数到10000个脉冲对应的位移变化为50mm，所以1mm对应的脉冲数为200个。若设定A位置的坐标值为60mm，则对应的高速计数器的当前值为12000。设A点位置通过元件VD0设定，数据范围为0～200mm。按下启动按钮，比较小车当前所在位置和A点位置坐标，若小车当前所在位置大于A点位置坐标，则控制小车向右运行，运行到两个位置值相等时产生一个中断，使小车立即停止。若小车当前所在位置小于A点位置坐标，则控制小车向左运行，运行到两个位置值相等时产生一个中断，使小车立即停止。若小车当前位置与A点位置相同，则按下启动按钮后，小车停止5s后返回到原点。（a）主程序（a）主程序（a）主程序（a）主程序（b）运行子程序（c）停止子程序（d）中断停止程序