模块六 步进电机PLC控制系统安装与调试
PLC控制系统的安装调试方法
.'. PLC 控制系统的安装调试方法的严格调试，直到满足要求并经有关用 户代表、监理和设计等签字确认后才能交付使用。
调试人员应受过系统的专门培训，对控 制系统的构成、硬件和软件的使用和操作都比较熟悉。
调试人员在调试时发现的问题，都 应及时联系有关设计人员，在设计人员同意后方可进行修改，修改需做详细的记录，修改后 的软件要进行备份。
并对调试修改部分做好文档的整理和归档。
调试内容主要包括输入 输出功能、控制逻辑功能、通信功能、处理器性能测试等。
1 .输入输出回路调试(1)模拟量输入(AI)回路调试。
要仔细核对I0模块的地址分配;检查回路供电方式 (内供电或外供电)是否与现场仪表相一致;用信号发生器在现场端对每个通道加入信号， 通常取0、50%或100%三点进行检查。
对有报警、联锁值的AI 回路,还要在报警联锁值(如 高报、低报和联锁点以及精度)进行检查,确认有关报警、联锁状态的正确性。
(2)模拟量输出(AO)回路调试。
可根据回路控制的要求，用手动输出(即直接在控制系 统中设定)的办法检查执行机构(如阀门开度等)，通常也取0、50 %或100 %三点进行检查; 同时通过闭环控制,检查输出是否满足有关要求。
对有报警、联锁值的AO 回路，还要在报 警联锁值(如高报、低报和联锁点以及精度)进行检查，确认有关报警、联锁状态的正确性。
断变化。
(4)开关量输出(DO)回路调试。
可通过PLC 系统提供的强制功能对输出点进行检查。
通过强制,检查开关量输出模块对应通道地址的发光二极管的变化，同时检查通道的通、断 变化。
2 .回路调试注意事项(1)对开关量输入输出回路，要注意保持状态的一致性原则，通常采用正逻辑原则，即 当输入输出带电时,为“ON”状态,数据值为“1”;反之，当输入输出失电时,为“OFF”状态， 数据值为“0”。
这样，便于理解和维护。
(3)使用PLC 提供的强制功能时,要注意在测试完毕后，应还原状态;在同一时间内，不 应对过多的点进行强制操作，以免损坏模块。
PLC控制系统的安装、调试及维护
PLC控制系统的安装、调试及维护一、plc控制系统的安装1．PLC控制系统对布线的要求1）对PLC主机电源的配线应使用双绞线,并与动力线分开。
2）接地端子必须接地，接地线必须使用2mm2以上的导线.3）输出/输入线应与动力线及其它控制线分开走线。
4）传递模拟量的信号线应使用屏蔽线，一端接地.5)基本单元和扩展单元间传输要采用厂家提供的专用连接线。
6)所有配线必须使用压接端子或单线.7）系统的动力线应足够粗。
2．输出/输入对工作环境的要求：按《操作手册》的要求执行。
二、PLC控制系统的调试及试运行的操作1．调试前的操作1）在通电前，认真检查电源线、接地线、输出/输入线是否正确连接，各接线端子螺丝是否拧紧。
2)在断电情况下，将编程器或带有编程软件的PC机等编程外围设备通过通讯电缆和PLC的通讯接口连接。
3)接通PLC电源,确认“PWR"电源指示LED点亮。
将PLC的模式设定为“编程”状态.4）写入程序，检查控制梯形图的错误和文法错误.2．调试及试运行：进入调试及试运行阶段，调试分为模拟调试和联机调试。
三、PLC控制系统的维护应做好定期的常规维护、检修工作.以每六个月到一年一次为宜，若外部环境较差时，可视具体情况缩短检修时间。
▲PLC日常维护检修的项目为：1.供给电源在电源端子上判断电压是否在规定范围之内。
2。
周围环境周围温度、湿度、粉尘等是否符合要求。
3。
输入/输出电源在输入/输出端子上测量电压是否在基准范围内。
4。
各单元是否安装牢固，外部配线螺丝是否松动,连接电缆有否断裂老化。
5。
输出继电器输出触点接触是否良好。
6.锂电池 PLC内部锂电池寿命一般为三年,应经常注意。
PLC控制的机电一体化设备的安装及调试
PLC控制的机电一体化设备的安装及调试摘要:在对PLC控制技术的优势进行充分了解的基础上，将其融入制造业应用中，与当前新型的物联网、云计算技术加以融合，能够有力地促进制造业中关联行业的集中开发。
在机电一体装置上应用PLC控制技术，是工业技术未来发展的重要手段和趋势。
关键词：PLC控制；机电一体化设备；安装及调试引言在当前环境下，PLC不仅具有位置控制的优势，而且具有数据控制和逻辑交换机处理的优势，利用PLC构建机械和电气网络不仅提高了系统的工作效率，而且提高了系统的可靠性和可靠性，从而提高了设备安装和调试的质量，并充分发挥了PLC在行业中的优势，有助于推动行业的集中发展。
1.PLC机电控制系统的原理随着科学技术的发展，如果在现有工厂环境中使用的设备不能及时响应与PLC控制机制相关的外部干扰，那么整个项目的稳定性和可靠性将大大降低，这对于专业人员来说非常重要，因为PLC控制机制的结构和原理使其能够进行科学的电路调试，通常是在PLC控制系统结构中的处理器模块、输入和输出模块、单独的电源，软件和其他外部组件具有不同的功能，每个组件在实际调试和系统安装过程中对相应的CPU模块进行实时控制，需要执行完整的功能结构，分析组件的实际功能，并提出能够解决系统控制和任务的具体分析思路，然后将逻辑表达式与其他几种语言结合起来创建用户程序，从而实现最终的系统测试。
2.PLC控制系统的实务价值2.1实效性优势PLC的设计与开发是围绕自动部署进行的，因此它具有信号处理的某些优点，需要更少的单独信息处理时间，因此程序运行得更快、更快，机械和电气系统有助于提高设备运行效率，同时满足安全锁的保护要求。
2.2操作性优势实际上，有多种类型的PLC控制器，与机械和电气设备类型相结合，PLC可以提供适当的样式来满足其需求，并且在这些操作中，可以将不同的I/O设备与不同的自动控制要求相结合，以满足不同系统的实际需求；当系统发生故障时，系统中会显示精确的故障警报，不仅报告故障的位置，还报告组件损坏的服务人员如何根据故障说明进行维修，从而更为容易。
三相六拍步进电机PLC控制设计和调试
《机电一体化系统设计》课程设计三相六拍步进电机PLC控制设计和调试的设计目录第一章绪论 (2)1.1研究的现状 (2)1.2PLC控制步进电机发展的趋势 (3)1.3本设计的目的、意义 (3)1.4小结 (3)第二章三相六拍步进电机的PLC控制和要求 (3)2.1可编程控制器的工作原理 (3)2．2步进电机的工作原理及其控制要求 (5)2.2.1工作原理 (5)2.2.2控制要求 (6)2.2.3步距角的细分 (7)2．3PLC控制系统所需I/O点数的确定和存储器容量的估算 (7)2．4PLC控制系统所需机型的选择 (8)2．5PLC控制系统的设计思想 (8)第三章实验调试和结果分析 (9)3.1PLC控制系统中I/O端子接线图及I/O地址分配表 (9)3.1.1 步进电机I/O分配表 (9)3.1.2 I/O端子接线图 (9)3.1.3 步进电机控制流程图 (9)3.2梯形图 (9)3.3指令语句表 (9)3.4实验的时序图 (9)3.5实验调试中遇到的问题及解决方案 (9)3.6小结 (10)第四章．论文总结及展望 (10)4.1论文总结 (10)4.2工作展望 (11)致谢 (12)参考文献 (12)摘要充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。
本设计是用PLC做三相六拍步进电机的控制核心，用按钮开关的通断来实现对步进电机正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
其次可以通过对按钮的控制来实现对高、中、低速度的控制。
关键词：PLC控制三相六拍步进电机电机正反转第一章绪论1.1研究的现状目前对于对步进电机的控制存在精度和价格方面的矛盾。
因为高精度的实时演算需要较高性能的DSP芯片，成本较高。
因此现在的控制方法是采用大量的硬件电路。
这种控制方法的精度不但较低，且成本较高。
国内为了省钱就大多数使用相对省资源的查表法，但是对于速度变化范围很大的控制来说，在低速时会由于表本身的精度原因造成稳定性变差，噪声变大的问题。
三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试-PLC课程设计
目录第一章分析题目要求 (2)1.1 课题内容 (2)1.2 课题要求 (2)1.3 分析工艺流程 (2)第二章控制系统的I/O及地址分配 (4)第三章电气控制系统原理图 (5)3.1主电路图 (5)3.2 控制电路图 (5)3.3 外端子接线图 (5)第四章系统程序 (6)第五章有关步进电机的使用 (11)第六章总结 (14)6.1总结 (14)6.2参考文献 (15)第一章分析题目要求1.1 课题内容用PLC控制三相六拍步进电机，其控制要求如下：1．三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A2．要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
3．具有两种转速：1号开关合上，则转过一个步距角需0.5秒。
2号开关合上，则转过一个步距角需0.05秒。
1.2 课题要求1．按题意要求，画出PLC端子接线图、控制梯形图。
2．完成PLC端子接线工作，并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。
3. 完成课程设计说明书。
1.3 分析工艺流程本课题要求步进电机是三相六拍运行三相六拍正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA三相六拍反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB所以我们可以根据通电的顺序，给相应的相序分配相应的地址，按照控制的要求我们就可以给出相应的控制程序。
该控制系统的控制原理图如下1-1：图1-1 系统控制原理图所以由以上控制系统的要求可以给出控制系统的程序流程图1-2:图1-2 程序控制流程图第二章控制系统的I/O及地址分配本控制系统的输入/输出信号的名称，代码及地址编号如表2-1第三章电气控制系统原理图3.1主电路图参照《电器与PLC控制技术试验指导书》实验16 三相步进电机的模拟控制，可以知道，我们可以用PLC直接去控制电机。
所以主电路是非常简单的，这里不再画出。
3.2 控制电路图控制电路由于用到的输入都是直接接在PLC上的，其控制过程相对比较简单。
PLC控制系统安装与调试
二、PLC的特点及应用
PLC 的特点
1 ． 通用性强： 对不同的控制对象，可以采用相同的硬件，只 需编制不同的软件，就可实现不同的控制。
2 ． 接线简单： 只要将用于控制的接线和开关等接入控制器的 输入端，将被控制的接触器和继电器等功率输出元件的线圈 接至控制器的输出端，就完成了全部的接线任务。
3 ． 编程容易： 一般使用与继电接触器控制电路原理图相似的 梯形图或用面向工业控制的简单指令形式编程。
模块式结构的PLC通常把CPU、存储器、输 入/输出接 口等均做成各自相立的模块，功能单 一、品种繁多。
PLC 的分类
• 混合式PLC： 这种结构吸收了整体式和模块式PLC的 优点，也称为叠装式结构。 三菱的FX2系列就采用这种结构形式
四、PLC的主要生产厂家
世界上 PLC 生产厂家按地域可分为 三大流派：美国、欧洲和日本。
4 ． 抗干扰能力强、可靠性高： PLC 的输入输出采取了隔离 措施，并应用大规模集成电路，故它能适应各种恶劣的环境。 5 ． 容量大，体积小，重量轻，功耗少，成本低，维修方便 PLC 一般采用模块结构，又具有自诊断功能，判断故障迅速 方便，维修时只需更换模块，因而维修十分方便。
二、PLC的特点及应用
PLC 的应用领域
PLC在机械、电力、冶金、能源、化工、 交通 等领域中有着广泛的应用，已成为现 代工业控制 的三大支柱（PLC、ROBOT 、CAD/CAM）之一。
木材加工
传送带生产线控制 印刷机械
灌装及包装机械
纺织机械
空调控制
电梯控制
三、PLC的分类、主要技术指标 及生产厂家
PLC 的分类 1、按 I/O 点数和存储容量分类
◇ PLC的硬件组成
PLC控制的机电一体化设备的安装及调试
PLC控制的机电一体化设备的安装及调试摘要：机电一体化是目前工业生产中的重要趋势，而PLC技术在这个过程中扮演着重要的角色，其可以与信息化技术进行相应的连接。
对于保障机电一体化系统的安全稳定运行具有重要的作用。
PLC系统是一种具备存储功能与编程功能为一体的自动控制系统，应用于机电一体化设备的安装与调试时，需要注意其布线问题，电器电路问题，设备控制问题等，基于此，本次研究针对PLC控制在机电一体化设备的安装与调试工作中的注意事项与核心关注点。
以期丰富关于的PLC控制机电一体化设备安装与调试的理论内容，并为实务应用中提供相应的参考。
关键词：PLC；机电一体化；安装；调试引言可编程逻辑控制器简称PLC技术，其所实施的功能主要在于以采集、内部存储和程序运行相关数据的结果更新对设备进行输出的状态。
其实在应用该技术的过程中，需要分开研究PLC和PLC控制技术，二者主要还是结合PLC中的控制程序来自动化控制相关的机电设备。
但是目前基于现阶段的发展来看，基于PLC技术控制过程中，不仅输入和输出存在必然的联系，就其本身的过程来讲，也是结合多种程序来对一个过程进行全面辅助。
1PLC技术在机电一体化装置中应用的重要作用工业生产制造是一个十分复杂且严谨的过程，尤其对于机电行业来说，机电设备性能的发挥，将关系到后续生产安全，生产质量，生产效益，使用寿命等多方面目标的实现。
尤其在当前的社会发展形势下，企业的人工成本持续上升的新形势下。
为了更好地提升生产效率，确保企业良好经济效益的实现，就需要机电设备在功能上更能体现智能化与自动化作用，能够很好地突破传统人工操作，人为管理的局限性与落后性。
PLC技术作为一种自动化的可编程控制器，能够根据不同机电设备的运作原理，运作要求进行程序编写，适应于不同机电设备在不同应用领域的精细化作用，而且PLC技术适应性强，程序的结构简洁，编写方便，一旦程序编写完成后，稳定性高，适应性极强，能够针对机电设备运作的各个过程进行优化，突破了传统人工操作的局限性与不确定性，PLC技术在机电一体化中的装置与应用，能够从人员、设备、技术等各个方面形成了可视化与数据化的设备运行与管理模式，降低了生产成本，提高了机电设备生产的质量与效率，并且从根本保障了生产设备与作业人员的本质安全。
PLC控制系统施安装与调试
PLC控制系统施安装与调试盘柜安装→布线、结线→编程及摸拟调试→现场调试。
1、盘柜安装通常情况下，PLC控制系统的主体单元（CPU、存储器、输入模块、输出模块等）都装于控制柜或控制箱中，对于这些控制柜或控制箱的安装施工应严格参照《电气装置安装工程盘柜及二次回路结线施工及验收规范》GB5017--92中关于盘柜安装的要求执行。
2、布线、结线PLC系统布线、结线除应满足GB50171-92中关于二次回路结线的要求外，还应特别注意：①信号回路的控制电缆应采用屏蔽电缆且屏蔽层应按设计要求的接地方式正确接地。
②强、弱电回路严禁使用同一根电缆，并应分别成束分开排列。
③多股软铜芯线结线端头必须搪锡或用接线端子压接。
3、编程及其摸拟调试①首先熟悉被控对象；然后确定硬件配置，设计外部接线图；再设计梯形图程序；最后写出控制程序输入PLC，逐条检查，改正输入错误。
②P LC上的有关发光二极管来显示，一般不用接P LC实际的负载（如接触器、电磁阀等），实际的反馈信号（如限位开关的接通）可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮等摸拟。
③如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，摸拟调试结束后再写入实际设定值。
4、现场调试完成上述工作后，将PLC安装到控制现场，进行联机总调试，并及时解决调试时发现的软件和硬件方面的问题。
根据实际运行的要求，还可以通过修改程序某些设定值来改变某些工艺参数，如温度、压力、流量等，从而使系统能准确控制，满足工艺要求，直到生产出满意的产品。
5、PLC控制系统施工注意事项PLC对恶劣环境适应能力很强，无需采取特殊措施就可直接用于工业现场，但是如果环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，都不能保证PLC的正常安全运行，施工中应重点考虑以下问题。
①工作环境a、PLC要求环境温度在-10-50℃之间，因此安装时应尽量避开热源，四周应通风散热良好；为保证绝缘性能，空气相对湿度一般应小于90%；同时还应远离强烈的振动源，施工时可以用减振橡胶来减轻柜内外的振动；另外如果空气中有较浓的的粉尘、腐蚀性气体和盐雾，在温度允许时可以将PLC封闭。
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为了提高步进电机控制的精度，现在的步进驱 动器都有细分功能，所谓细分就是通过驱动器中 电路的方法把把步距角减小。
例如把步进驱动器设置成5细分，假设原来步距 角为1.8°，那么设置成5细分后，步距角就是 0.36°。即原来一步可以走完的，设置成细分后需 要走5步。
步进驱动器
▪ 步进电机在停止时，通常有一相得电，电机的转 子被锁住，所以当需要转子松开时，可以使用脱 机信号（FREE）。
步进电机:57BYG250C
技术参数
外观图
步进电机驱动器:SH-20403
外观图
3.硬件接线
4.软件组态 （老师演示）
S7-200 PLC使用“向导”组态步进电机
S7-200 PLC使用“向导”组态步进电机
（1）开环位控用于步进电机的基本信息 ◆ 最大速度（MAX_SPEED）和启动/停止速度（SS_SPEED） ◆ 加速和减速时间 ◆ 移动包络
巡视、指导。
交流评估（时间10分钟）
▪ 随机选几个小组，进行展示汇报。 ▪ 1、是否完成了控制任务。 ▪ 2、在调试过程中，遇到哪些问题。
▪ 思考：
▪ 1、如何让滑块反方向移动回10cm处？ ▪ 2、能否实现滑块自动来回移动？
（2）使用位控向导步骤：
◆准备工作：
※测量丝距！ （步进电机转一圈滑块在水平 方向移动的距离） ※确定脉冲当量！（选择2倍细分，则400个脉 冲对应1个丝距，丝距/400=脉冲当量） ※计算所需的脉冲数！（移动距离/脉冲当量）
步骤1：第一步：打开“向导”—>“PTO/PWM”,配 置Q0.0为脉冲输出端。如图所示。
PWM 与PTO
PWM功能产生占空比变化周期 固定的脉冲输出。可以为其设 定周期和脉宽（以微秒或毫秒 为单位）
PTO功能是产生占空比为50 ％方波，可以产生单段脉冲 或通过使用脉冲包络产生多 段脉冲。必须为其设定脉冲 个数和周期（以微秒或毫秒 为单位）Leabharlann S7-200的高速脉冲输出
S7-200的CPU本体上有2个PTO/PWM高速脉冲 发生器，它们每个都可以产生一个高速脉冲串 （PTO）或者一个脉宽调制波形（PWM）。可用 于步进电动机和直流伺服电动机的定位控制和 调速。在使用高速脉冲输出功能时，CPU模块应 选择晶体管输出型。
2.知识学习
脉冲宽度调制 (PWM)，是英文 “Pulse Width
PWM？
Modulation”的
缩写
微处理器的数字输出来对模拟电路进行控 制的一种非常有效的技术，用于速度、位置 和占空比控制。
高速脉冲串PTO， 是英文“Pulse Train Output” 的缩写
PTO？
用于位置和速度控制
200PLC脉冲路数和最大脉冲频率
PLC 脉冲输出
CPU221、 CPU222、 CPU224
2个 （Q0.0、Q0.1） 20KHz
CPU224XP
CPU226
2个
2个
（Q0.0、Q0.1） （Q0.0、Q0.1）
100KHz
20KHz
PWM 脉宽调制
周期一定，占空比可调
PTO 脉冲输出
占空比一定（50%），周期可调
步骤5：为配置分配一个存储区。可以采用默认或修改地址，设 置完成后，该地址不要再程序中使用，点击下一步。
步骤6： 项目组件
运动包络组态完成后，向导会为所选 的配置生成三个项目组件（子程序）， 分别是：
PTOx_RUN子程序（运行包络） PTOx_CTRL子程序（控制）PTOx_MAN子 程序（手动模式）子程序。
问题思考
研究记录所使用设备 PLC的输入输出接线的设计
系统组成
学习思考
学习2个概念:PWM和PTO PWM和PTO的区别 高速脉冲的频率
1.任务导入
工作台控制系统由1个 CPU224XP、1个步进电 机和驱动器、皮带、滚珠 丝杠、滑块等组成。滑块 初始位置在10cm处，系统 启动后，滑块在丝杠带动 下从10cm处移动到30cm 处。
学习思考
步进电机的工作原理 什么是步距角 什么是细分
步进电机工作原理
三相单三拍。得电相序为A-B-C-A 步进电机逆时针旋转
三相单三拍。得电相序为A-C-B-A 步进电机顺时针旋转
▪ 什么是步距角？
▪ 每个脉冲将使电机移动一个基本步距角，比如 标准两相电机的一圈共有200个步距角，每个步 距角即1.80 度。
步骤2：配置“线性脉冲串输出”类型，点击“下 一步”，如图所示。
步骤3：设置电机的速度。最高电机速度设置为“50000 脉冲/s”,电机启动和停止速度设置为“500脉冲/s”。如图 所示。
步骤4：设置加速和减速时间。分别设置为1000ms和200ms，如 图所示。
步骤5：增加一个新的网络，设置操作模式为“相对位置”，步 的目标速度为2000脉冲/s，步0的结束位置为20000脉冲。设置 完成后，点击“绘制包络”按钮，如图所示，点击确认。
模块六 其他的特殊指令
任务五 步进电机PLC控制系统 安装与调试
学习目标
1.了解PWM和PTO的含义； 2.掌握PTO/PWM相关寄存器的含义； 3.掌握高速脉冲输出指令的格式和功能； 4.能够使用向导完成PTO/PWM的组态过程。 5.掌握步进电机与PLC的接线，通过对编程调
试实现对步进电机的运行控制。
指令树中显示向导 配置结果
（可双击进行修改）
5.学生自主学习编程 （查找系统手册，进行学习）
▪ 时间：5分钟
方案制定（时间5分钟）
▪ 1.分组进行讨论 ▪ 2.具体内容： ▪ （1）细分设置 ▪ （2）脉冲数计算 ▪ （3）绘制电气原理图
组织实施（时间10分钟）
学生： ▪ 1、硬件接线 ▪ 根据电气原理图进行接线。 ▪ 2、软件编程 ▪ 根据向导进行组态，并编写程序。 老师：