步进电机PLC控制28页PPT
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《PLC应用技术(西门子)》电子课件 4-4：步进电机控制
Q0.1 SM76.4 SM76.5 SM76.6 SM76.7
说明 PTO包络由于增量计算错误异常终止，0：无错；1：异常终止 PTO包络由于用户命令异常终止，0：无错；1：异常终止 PTO流水线溢出，0：无溢出；1：溢出 PTO空闲，0：运行中；1：PTO空闲
知识学习---PLS指令
4．PTO的使用-- PTO的种类和特点
VBn+11
段2
每个脉冲的周期增量，符号整数，取值范围为-32768～+32767
VBn+13 VBn+17
输出脉冲数，为1～4294967295之间的无符号整数 初始周期，取值范围为2～65535
VBn+19
段3
每个脉冲的周期增量，符号整数，取值范围为-32768～+32767
VBn+21
输出脉冲数，为1～4294967295之间的无符号整数
参数名称
总包络段数 加速阶段 恒速阶段 减速阶段
初始周期值 周期增量值 输出脉冲数 初始周期值 周期增量值 输出脉冲数 初始周期值 周期增量值 输出脉冲数
参数值
3 500µs -1µs 400 100µs 0µs 4000 100µs 2µs 200
项目实施--- 程序设计—主程序
为了减小不连续输出对波形造成不平滑的影响，在启用PTO操作之前， 将用于Q0.0的输出映像寄存器设为0）
特殊标志寄存器设 置
设置中断、编写运 行结束的中断服务 子程序
包络表 子程序
A→B 加速运行 B→C 恒速运行 C→D 低速运行
项目实施--- 程序设计
程序准备：建立包络表
V变量存储区地址
VB100 VW101 VW103 VD105 VW109 VW111 VD113 VW117 VW119 VD121
步进电机PLC控制 (课堂用)
考虑控制程序的扩展性和升级性
考虑控制程序的易用性和可维护性
确定PLC的型号和参数
注意控制程序的稳定性和可靠性
确定控制程序的设计思路和流程
06
步进电机PLC控制的应用案例
应用案例一：步进电机驱动机械臂运动
机械臂结构与功能介绍
步进电机驱动机械臂运动原理
步进电机选型与参数设置
PLC控制程序设计与实现
应用案例二：步进电机驱动传送带运动
设计控制程序：根据步进电机的运动方式和运动轨迹，设计控制程序
调试程序：对控制程序进行调试，确保其正确性和可靠性
程序优化：对控制程序进行优化，提高其性能和效率
控制程序设计的具体实现
编写PLC控制程序代码
确定步进电机型号和参数
设计PLC控制程序流程图
调试和测试控制程序
控制程序设计的注意事项
确定步进电机的型号和参数
步进电机驱动器与PLC的连接方式
步进电机与PLC的连接方式
软件连接方式
使用PLC编程软件
配置步进电机驱动器参数
连接步进电机驱动器和PLC
编写PLC控制程序
05
步进电机PLC控制程序设计
控制程序设计的基本步骤
确定控制要求：明确步进电机的运动方式和运动轨迹
选择合适的PLC：根据控制要求选择合适的PLC型号和规格
展望步进电机PLC控制未来的发展趋势和研究方向
智能化控制：利用人工智能、机器学习等技术提高步进电机PLC控制的智能化水平，实现更精准、高效的控制。
添加标题
模块化设计：采用模块化设计理念，降低步进电机PLC控制系统的复杂度，提高系统的可维护性和可扩展性。
添加标题
无线通信技术：利用无线通信技术，实现步进电机PLC控制系统与上位机之间的无线通信，简化系统布线，提高系统的灵活性和便捷性。
考虑控制程序的易用性和可维护性
确定PLC的型号和参数
注意控制程序的稳定性和可靠性
确定控制程序的设计思路和流程
06
步进电机PLC控制的应用案例
应用案例一：步进电机驱动机械臂运动
机械臂结构与功能介绍
步进电机驱动机械臂运动原理
步进电机选型与参数设置
PLC控制程序设计与实现
应用案例二：步进电机驱动传送带运动
设计控制程序：根据步进电机的运动方式和运动轨迹，设计控制程序
调试程序：对控制程序进行调试，确保其正确性和可靠性
程序优化：对控制程序进行优化，提高其性能和效率
控制程序设计的具体实现
编写PLC控制程序代码
确定步进电机型号和参数
设计PLC控制程序流程图
调试和测试控制程序
控制程序设计的注意事项
确定步进电机的型号和参数
步进电机驱动器与PLC的连接方式
步进电机与PLC的连接方式
软件连接方式
使用PLC编程软件
配置步进电机驱动器参数
连接步进电机驱动器和PLC
编写PLC控制程序
05
步进电机PLC控制程序设计
控制程序设计的基本步骤
确定控制要求：明确步进电机的运动方式和运动轨迹
选择合适的PLC：根据控制要求选择合适的PLC型号和规格
展望步进电机PLC控制未来的发展趋势和研究方向
智能化控制：利用人工智能、机器学习等技术提高步进电机PLC控制的智能化水平，实现更精准、高效的控制。
添加标题
模块化设计：采用模块化设计理念，降低步进电机PLC控制系统的复杂度，提高系统的可维护性和可扩展性。
添加标题
无线通信技术：利用无线通信技术，实现步进电机PLC控制系统与上位机之间的无线通信，简化系统布线，提高系统的灵活性和便捷性。
步进电机的控制方式PPT课件
2典型的步进电机控制系统的组成步进控制器步进控制器把输入的脉冲转换成环型脉冲把输入的脉冲转换成环型脉冲以控制步进电动机并能进行正反转控制以控制步进电动机并能进行正反转控制功率放大器功率放大器把步进电动机输出的环型脉把步进电动机输出的环型脉冲放大以驱动步进电动机转动冲放大以驱动步进电动机转动典型的步进电机控制系统的组成3脉冲序列的生成脉冲用周期脉脉冲用周期脉冲高度接通和断开冲高度接通和断开电源的时间来表示电源的时间来表示单片机控制步进电单片机控制步进电机步进实际是用单片机机步进实际是用单片机产生一系列脉冲产生一系列脉冲先输出一高电平电机步进接着利用软件先输出一高电平电机步进接着利用软件延时一段时间到位而后输出一低电平停止延时一段时间到位而后输出一低电平停止步进再延时
第7页/共19页
３、步距角
步距角——绕组每通电一次（即运行一拍），转 子就走一步，即转过一定的角度。
磁阻式步进电机的步距角用公式表示： QS=360°/NZr （N=MCC ）
第8页/共19页
四、控制方式
1、目的
当定子绕组按一定顺序轮流通电时，转子就沿 一定方向一步步转动。因此步进电动机绕组是按 一定通电方式工作的，为实现该种轮流通电，要 将控制脉冲按规定的通电方式分配到电动机的每 相绕组。
【项目功能】
1、通过该项目掌握步进电机的工作原理 2、通过该项目熟练掌握步进电机的结构。
【知识点和技能点】
1、步进电机的工作原理 2、步进电机的结构。 ３、步进电机的控制方式。
第1页/共19页
【项目知识准备】 一、步进电动机的结构组成：
步 定子 ——由硅钢片叠
进
成,有一定数量的
电
磁极和绕组
机 转子 ——用硅钢片叠
第5页/共19页
第7页/共19页
３、步距角
步距角——绕组每通电一次（即运行一拍），转 子就走一步，即转过一定的角度。
磁阻式步进电机的步距角用公式表示： QS=360°/NZr （N=MCC ）
第8页/共19页
四、控制方式
1、目的
当定子绕组按一定顺序轮流通电时，转子就沿 一定方向一步步转动。因此步进电动机绕组是按 一定通电方式工作的，为实现该种轮流通电，要 将控制脉冲按规定的通电方式分配到电动机的每 相绕组。
【项目功能】
1、通过该项目掌握步进电机的工作原理 2、通过该项目熟练掌握步进电机的结构。
【知识点和技能点】
1、步进电机的工作原理 2、步进电机的结构。 ３、步进电机的控制方式。
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【项目知识准备】 一、步进电动机的结构组成：
步 定子 ——由硅钢片叠
进
成,有一定数量的
电
磁极和绕组
机 转子 ——用硅钢片叠
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plc项目5.3【plc-步进电机快慢控制】ppt课件
近
上
14
下
项目5.3
步进电机
●预备知识 ●工序要求 ●原理分析 ·关键点提醒 ●实操演示 ●实操任务单 ·实况点评 ●接线图 ●接线解剖图 ·接线回路 ●梯形图+表 ●程序录入 ●程序下传 ●故障1图解 ·第5章链接
Plc移位指令例
●步进电机梯形图程序的录入步骤
FXGP“梯形图”编程界面 文件 编辑 工具 视图 X1 基 母 线
程序
快/慢 K2 X2 态1 0 Y3
通
E
F
COM1 注：Y3[1态]→D相[通电]
(+)24V(-)
近
上
10
下
项目5.3
步进电机
●预备知识 ●工序要求 ●原理分析 ·关键点提醒 ●实操演示 ●实操任务单 ·实况点评 ●接线图 ●接线解剖图 ·接线回路 ●梯形图+表 ●程序录入 ●程序下传 ●故障1图解 ·第5章链接
Plc移位指令例
㈣PLC-步进电机实操步骤及演示
■接线、编程
1◇断电接线 .接线图 2◇编程 .梯形图 .接线回路 .下传演示 电脑
——断开电源开关，按照接线图，接好设备连线
实训器材 演示面板
.录入演示
——将梯形图程序，录入计算机，然后写到PLC
■调试(及故障分析)
.工序图
PLC台
1◇查验： PLC开机[RUN档]， P1[按一下]，步进电机[启动正转]？ .故障1 图解分析 2◇查验：K2[合上]→电机[进2步/秒]，K2[断开]→电机[进1步/秒]？ 否：程序[错]
11
下
5.3
● 接 线 回 路
( 1 ) 含 故 障 图 解
返
A A 步进电机 相 E C 相 C
上
14
下
项目5.3
步进电机
●预备知识 ●工序要求 ●原理分析 ·关键点提醒 ●实操演示 ●实操任务单 ·实况点评 ●接线图 ●接线解剖图 ·接线回路 ●梯形图+表 ●程序录入 ●程序下传 ●故障1图解 ·第5章链接
Plc移位指令例
●步进电机梯形图程序的录入步骤
FXGP“梯形图”编程界面 文件 编辑 工具 视图 X1 基 母 线
程序
快/慢 K2 X2 态1 0 Y3
通
E
F
COM1 注：Y3[1态]→D相[通电]
(+)24V(-)
近
上
10
下
项目5.3
步进电机
●预备知识 ●工序要求 ●原理分析 ·关键点提醒 ●实操演示 ●实操任务单 ·实况点评 ●接线图 ●接线解剖图 ·接线回路 ●梯形图+表 ●程序录入 ●程序下传 ●故障1图解 ·第5章链接
Plc移位指令例
㈣PLC-步进电机实操步骤及演示
■接线、编程
1◇断电接线 .接线图 2◇编程 .梯形图 .接线回路 .下传演示 电脑
——断开电源开关，按照接线图，接好设备连线
实训器材 演示面板
.录入演示
——将梯形图程序，录入计算机，然后写到PLC
■调试(及故障分析)
.工序图
PLC台
1◇查验： PLC开机[RUN档]， P1[按一下]，步进电机[启动正转]？ .故障1 图解分析 2◇查验：K2[合上]→电机[进2步/秒]，K2[断开]→电机[进1步/秒]？ 否：程序[错]
11
下
5.3
● 接 线 回 路
( 1 ) 含 故 障 图 解
返
A A 步进电机 相 E C 相 C
PLC的步进电机控制系统ppt课件
系统响应慢
可能是由于算法复杂度过高或网络延 迟引起，可以通过优化算法和改善网 络状况来解决。
故障诊断困难
建立完善的故障诊断机制，通过传感 器监测和程序异常检测来快速定位问 题。
05
案例分析
案例一：某工厂的物料搬运系统
总结词
物料搬运系统是工厂中重要的组成部分，通过PLC控制步进电机来实现物料的精确搬运。
通讯连接
PLC与步进电机通过通讯 协议进行连接，如 Modbus、Profinet等， 实现数据的交互和控制。
扩展模块连接
PLC通过扩展模块与步进 电机连接，扩展模块负责 信号的转换和传输，实现 PLC对步进电机的控制。
PLC控制步进电机的编程语言
Ladder Diagram（梯形图）：采用 图形化方式表示控制逻辑，易于理解 和编程。
plc的步进电机控制系统ppt 课件
目录
• PLC与步进电机简介 • 步进电机控制系统设计 • PLC控制步进电机实现 • 步进电机控制系统调试与优化 • 案例分析
01
PLC与步进电机简介
PLC的定义与功能
定义
PLC，可编程逻辑控制器，是一种 专门为工业环境设计的数字电子设 备。
功能
通过存储在内存中的程序执行逻 辑运算、顺序控制、定时计数和 算术操作等指令，控制各种类型 的机械或生产过程。
VS
详细描述
在智能仓储系统中，货架的移动和定位是 关键环节之一。通过采用PLC作为主控制 器，实现对步进电机的精确控制。步进电 机根据PLC输出的脉冲信号实现货架的精 确移动和定位，确保货物的快速存取和准 确管理。该系统还具备智能感知、自动调 整等功能，提高了仓储管理的智能化水平 和效率。
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步进电机的调速控制ppt课件
式中： L ——负载轴上所允许的角度误差。
6) 输入电压U、输入电流I和相数m三项指标与驱 动电源有关。
2. 注意事项
1) 驱动电源的优劣对控制系统的运行影响极 大。
2) 若负载转动惯量较大，则在低频下启动， 再上升到工作频率；停车时从工作频率下 降到适当频率再停车。
3) 在工作过程中，尽量避免由负载突变而引 起的误差。
以Z-80A CPU和PIO配置为例。 1) 由PIO作为驱动电路接口
脉冲经Z-80A的并行I/O接口PIO输出至步进电动机 各相，如图所示。
PIO
A口
A2
C相
A1
B相
A0
A相
图13.7 I/PIO是可编程控制器件。
l 运行程序时，对应存储器单元的内容 送到PIO的A口，使A0、A1、A2依次发 送信号，从而使绕组轮流通电。
4. 分配器输出的脉冲需进行功率放大，才能 驱动步进电动机。
13.2.2 环形分配器
环形分配器软 硬件 件环 环分 形（ 分受 配微 器机 （运直算观速 、度 维限 护制方， 便难 ，以 响满 应足速高 度速较实好时）控制的要求）
1. 硬件环形分配器 如：三相六拍环形
分配器。
1) 主体是三个J-K触发器，输出端Q接功 放线路与三相绕组相连。QA＝1时，A 相通电……
4. 到 t3 时， Ub1为低电平，VT1截止， i ，I＝0。 5. Ub1 由脉冲分配器经几级电流放大获得，U b2 由单稳
定时或定流装置再经脉冲变压器获得。
优点：功耗小，启动力矩大，突跳频率和工作频率高。
缺点：大功率管数量多用一倍，增加了驱动电源。
作业： P:361 13.5
13.4 运行特性及注意事项
6) 输入电压U、输入电流I和相数m三项指标与驱 动电源有关。
2. 注意事项
1) 驱动电源的优劣对控制系统的运行影响极 大。
2) 若负载转动惯量较大，则在低频下启动， 再上升到工作频率；停车时从工作频率下 降到适当频率再停车。
3) 在工作过程中，尽量避免由负载突变而引 起的误差。
以Z-80A CPU和PIO配置为例。 1) 由PIO作为驱动电路接口
脉冲经Z-80A的并行I/O接口PIO输出至步进电动机 各相，如图所示。
PIO
A口
A2
C相
A1
B相
A0
A相
图13.7 I/PIO是可编程控制器件。
l 运行程序时，对应存储器单元的内容 送到PIO的A口，使A0、A1、A2依次发 送信号，从而使绕组轮流通电。
4. 分配器输出的脉冲需进行功率放大，才能 驱动步进电动机。
13.2.2 环形分配器
环形分配器软 硬件 件环 环分 形（ 分受 配微 器机 （运直算观速 、度 维限 护制方， 便难 ，以 响满 应足速高 度速较实好时）控制的要求）
1. 硬件环形分配器 如：三相六拍环形
分配器。
1) 主体是三个J-K触发器，输出端Q接功 放线路与三相绕组相连。QA＝1时，A 相通电……
4. 到 t3 时， Ub1为低电平，VT1截止， i ，I＝0。 5. Ub1 由脉冲分配器经几级电流放大获得，U b2 由单稳
定时或定流装置再经脉冲变压器获得。
优点：功耗小，启动力矩大，突跳频率和工作频率高。
缺点：大功率管数量多用一倍，增加了驱动电源。
作业： P:361 13.5
13.4 运行特性及注意事项
步进电机PLC控制ppt课件
知识目标
1.能给出步进电机控制系统的 功能描述
2.能画出PLC控制系统的输入 输出接线图
3.能写出输入输出的I/O表
4.能完成梯形图程序的编制
5.能写入软件验证程序的正确 性并运行
1.步进电机的结构与原理 2.基本输入输出指令 3.定时器指令、计数指令 4.高级指令（移位指令MOV和数 据传送指令SFTL/SFTR）
复位R指令将Q0.0或Q0.1清0。
.
24
脉冲串输出（PTO）
PTO功能可输出一定脉冲个数和占空比为50%的 方波脉冲。
➢输出脉冲的个数在1-4 294 967 295范围内可调； ➢输出脉冲的周期以µs或ms为增量单位，变化范围分别
是10～65 535µs或2～65 535ms。
如果周期小于两个时间单位，周期被默认为两个时 间单位。如果指定的脉冲数为0，则脉冲数默认为1。
B'
C'
C
B
A'
工作方式为三相双三拍 时，每通入一个电脉冲，
转子也是转30，即 S =
30。
CA通电
以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六拍较三 相单三拍稳定，因此较常采用。
.
14
步距角
步进电机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为步距角。
S
360 Zr N
如：Zr=40 ,
N:一个周期的运行拍数,即通电状态
循环一周需要改变的次数
Zr：转子齿数
N=3
时
S
360 3 40 3
1 单拍制
拍数：N=km
m:相数
k= 2 双拍制
.
15
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
plc控制步进电机
PLC控制步进电机1. 引言步进电机是一种特殊的电机类型，它能够以离散的步进方式转动，由于其结构简单、成本较低，步进电机在工业控制系统中得到了广泛应用。
PLC（可编程逻辑控制器）作为自动化控制系统的核心设备，能够对步进电机进行精确的控制。
本文将介绍PLC如何控制步进电机的原理及其具体实现方式。
2. 步进电机步进电机由驱动器和电机组成，驱动器负责将电源的直流电转换成适用于电机的信号。
步进电机的控制本质上是根据输入的控制信号使电机旋转一个确定的角度，通常使用脉冲信号作为控制信号。
步进电机的工作原理是通过改变电机的相序，将脉冲信号转化为电机旋转的步进角度。
每收到一个脉冲信号，电机就会向前或向后旋转一个固定的步进角度，这使得步进电机的运动非常精确。
3. PLC控制步进电机的原理PLC控制步进电机的原理基本上是模仿手动操纵步进电机的方法。
用户通过在PLC程序中设定脉冲信号的频率和方向来控制步进电机的运动。
PLC控制步进电机的主要步骤如下：1.设定一个变量用于保存步进电机的当前位置。
2.根据用户设定的输入信号，驱动PLC输出相应的脉冲信号。
3.监测脉冲信号，并更新步进电机的位置变量。
4.根据步进电机的位置变量，控制其他设备的运动。
通过在PLC程序中设定合适的脉冲信号频率和方向，可以控制步进电机的速度和方向，从而满足实际应用中的需求。
4. PLC控制步进电机的实现方式PLC控制步进电机的实现方式可以分为两种：单轴控制和多轴控制。
4.1 单轴控制单轴控制是指通过一个PLC控制一个步进电机。
在这种方式下，每个步进电机都需要一个独立的控制信号。
步进电机与PLC的连接方式可以选择并行接口或串行接口，具体根据实际情况选择。
4.2 多轴控制多轴控制是指通过一个PLC控制多个步进电机。
在这种方式下，需要使用多个驱动器和电机进行控制。
PLC通过相应的控制信号分别驱动不同的步进电机，从而实现多个步进电机的协同工作。
5. 示例代码以下是一个使用PLC控制步进电机的示例代码：START:SET PULSE_FREQUENCY = 1000 ;设置脉冲信号频率为10 00HzSET PULSE_DIRECTION = 1 ;设置脉冲信号方向为正转SET MOTOR_POSITION = 0 ;初始化步进电机位置START_PULSE:GENERATE_PULSE ;产生一个脉冲信号ADD 1 TO MOTOR_POSITION ;步进电机位置加1 COMPARE MOTOR_POSITION WITH 1000 ;判断步进电机位置是否达到上限IF[MOTOR_POSITION > 1000] GOTO STOPGOTO START_PULSESTOP:STOP_PULSE ;停止产生脉冲信号END以上代码中，脉冲信号的频率和方向通过设置变量进行控制。