S7-200-SMART控制步进电机
PLC应用技术项目教程-西门子S7-200 Smart 项目六 步进电机控制
素质目标
1. 具有良好的与人合作 能力。
2. 具有良好的自我学习 能力。
3. 具有随机应变能力。 4. 具有良好的创新能力。 5. 锻炼工程实施能力。
重点与难点
步进电动机的 点运控制、长 动控制、正反 转控制等的实 现。
重点
难点
步进电动机的相 对运动和绝对 运动控制。
知识基础
• 运动控制向导
打开向导
• 运动控制向导
使能寻找参考点
知识基础
• 运动控制向导 ①
寻找参考点
②
参数设置
③
④
知识基础
• 运动控制向导
参考点偏移量设置
知识基础
• 运动控制向导
寻找参考点顺序 设置
知识基础
• 运动控制向导
添加移动曲线
知识基础
• 运动控制向导
定义运动曲线
知识基础
• 运动控制向导
分配存储区
知识基础
• 运动控制向导
知识基础
• 运动控制向导
轴配置
知识基础
• 运动控制向导
轴命名
知识基础
• 运动控制向导
测量系统 参数设置
①
② ③ ④
知识基础
• 运动控制向导
①
方向控制设置
②
知识基础
• 运动控制向导
正限位设置
① ② ③ ④
知识基础
• 运动控制向导
负限位设置
① ② ③ ④
ห้องสมุดไป่ตู้识基础
• 运动控制向导
①
配置参考点
PLC应用技术项目化教程
项目 六步进电动机控制
项目学习目标
知识目标
能力目标
1. 了解步进电动机控 制原理及控制方法；
s7-200步进电机控制s-200步进电机控制s7-200步进电机控制s7-200步进电机控制
PTOx_RUN子程序（运行轮廓）
• PTOx_RUN子程序（运行轮廓）命 令PLC执行存储于配置／轮廓表的 特定轮廓中的运动操作。开启EN位 会启用此子程序。在懲瓿蓲位发出 子程序执行已经完成的信号前，请 确定EN位保持开启。
• 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、 永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相 式步进电机等。
• 电机固有步距角：
• 它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所 转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值 。
• 如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°（表 示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°）， 这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它 不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的 步距角和驱动器有关。
• 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。
编程
运行。 • 脉宽时间 = 0 占空比为0%：输出关闭。 • 周期 < 2个时间单位 周期的默认值为两个时间单
位。
• PTO操作
• PTO为指定的脉冲数和指定的周期提供方 波（50%占空比）输出。PTO可提供单脉冲 串或多脉冲串（使用脉冲轮廓）。您指定 脉冲数和周期（以微秒或毫秒递增）。
• 周期范围从10微秒至65,535微秒或从2毫秒 至65,535毫秒。
产生一个高速脉冲串或一个脉冲调制波形。 • Q0.0 • Q0.1
• 当Q0.0/Q0.1作为高速输出点使用时，其普 通输出点禁用，反之。
西门子s7-200PLC控制步进电机正反转
西门子s7-200PLC控制步进电机正反转用PTO怎么才能让步进电机走完一段距离后自动反转回来？外部没有开关答：1、主程序先正转,等到正转完了就中断,中断中接通个辅助触点(M0.X),当M.0X闭合,住程序中的反转开始运做.这样子就OK了。
2、用PTO指令让Q0.0ORQ0.1高速脉冲，另一个点如Q0.2做方向信号，就可以控制正反转了，速度快慢就要控制输出脉冲周期了，周期越短速度越快，如果你速度很快的话请考虑缓慢加速，不然它是启动不了的，如果方向也变的快的话就要还做一个缓慢减速，不然它振动会蛮厉害，而且也会失步。
3、程NETWORK1//用于单段脉冲串操作的主程序（PTO）//首次扫描时，将映像存放器位设为低//并调用子程序0LDSM0.1RQ0.01CALLSBR_0NETWORK1//子程序0开始LDSM0.0MOVB16#8DSMB67//设置控制字节：//-选择PTO操作//-选择单段操作//-选择毫秒增加//-设置脉冲计数和周期数值//-启用PTO功能MOVW+500SMW68//将周期设为500毫秒。
MOVD+4SMD72//将脉冲计数设为4次脉冲。
ATCHINT_019//将中断例行程序0定义为//处理PTO完成中断的中断。
ENI//全局中断启用PLS0//激活PTO操作，PLS0=>Q0.0MOVB16#89SMB67//预载控制字节，用于随后的//周期改动。
NETWORK1//中断0开始//如果当前周期为500毫秒：//将周期设为1000毫秒，并生成4次脉冲LDW=SMW68+500MOVW+1000SMW68PLS0CRETINETWORK2//如果当前周期为1000毫秒：//将周期设为500毫秒，并生成4次脉冲LDW=SMW68+1000MOVW+500SMW68PLS0序注释。
基于西门子S7—200SMARTPLC的步进电机控制
基于西门子S7—200SMARTPLC的步进电机控制作者：范长青来源：《无线互联科技》2019年第03期摘要：文章介绍利用西门子S7-200 SMART PLC输出的高速脉冲输出信号及方向信号来控制步进电机驱动器，从而驱动步进电机运转，实现精确定位、正转、反转、急停、位置归零等功能。
这种控制方式简单易行，成本比较低，精度较高。
关键词：PLC；步进电机；位置控制；运动控制PLC作为新型的电控装置，由于具有可靠性高、通用性好、环境适应性好、抗干扰能力强、接线简单、编程简单易学和体积小等优点，已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、机械制造等各行各业。
步进电机只有周期性的误差而无累积误差，并且控制精度稳定、准确，步进电机已经广泛应用于各类开环控制中[1]。
本文利用西门子S7-200 SMART系列ST30的高速脉冲输出实现步进电机位置控制功能，给出了位置控制系统设计方案，实验表明能够实现精确定位控制。
1 控制原理步进电机是用电脉冲信号进行控制的，每输入一个脉冲信号，输出轴便转动一定的角度或前进一步。
步进电机输出轴的角位移量与输入脉冲成正比，控制输入的脉冲数就能准确地控制输出的角位移量，精准地定位。
步进电机输出轴的转速与输入的脉冲频率成正比，控制输入的脉冲频率就能准确地控制步进电机的转速。
改变控制绕组的通电顺序，步进电机就能反转。
因此，可以通过控制输出脉冲数量、频率和控制绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
本系统是利用西门子S7-200 SMART自带的脉冲发生器向步进电机发出脉冲信号和方向控制信号，并通过调节步进电机驱动器的拨码开关实现脉冲频率变化，以此来控制电机的速度变化。
这种方法可以实现步进电机的正转控制和反转控制，可实现在运转状态下，正向或反向的切换；在停止状态下，可正向或反向启动电机；在运转中实时改变旋转速度大小，并且可以实现低速运转[2-3]。
步进电机控制系统框如图1所示。
2 系统硬件设计本控制系统选用西门子S7-200 SMART系列的ST30 PLC作为控制器，S7-200 SMART系列的ST 30 PLC有18个输入点，12个输出口，两个PTO /PWM 输出端口（Q0.0，Q0.1）。
基于S7—200 SMART PLC的多步进电机控制系统设计
基于S7—200 SMART PLC的多步进电机控制系统设计作者：吴宝春杨亚宁孙炎辉丁纪峰来源：《智能计算机与应用》2017年第02期摘要：本文以静电纺丝设备中纺丝喷头的三维运动装置作为研究对象，以S7-200 SMART系列 PLC作为核心控制器，结合多步进电机以及人机界面设计开发纺丝喷头的三维运动控制系统。
详细介绍控制系统的结构组成、硬件设计以及软件调试。
运用STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件完成PLC控制程序的编写，借助SIMATIC WinCC flexible 2008完成了人机界面开发，运用以太网通信实现通过人机界面对多步进电机的运动控制。
关键词： S7-200 Smart PLC；步进电机；人机界面；运动控制中图分类号：TP273+.5文献标志码：A文章编号：2095-2163（2017）02-0113-03Abstract：This paper designs a three-dimensional motion control system for three-dimensional motion device controlling electrostatic spinning nozzle on electrospinning apparatus. The three-dimensional control system consists of Siemens S7-200 SMART PLC as the control core， multi-stepper motors， and a HMI control interface. The paper focuses on the overall architecture of the control system， hardware design and software debugging. The programs of PLC are developed in STEP 7-Micro/WIN SMART. The HMI control interface is developed with SIMATIC WinCC flexible 2008. The HMI control interface realizes motion control for multi-stepper motors via Ethernet communication.Keywords：S7-200 Smart PLC；stepper motor；HMI；motion control0 引言随着静电纺丝技术的发展，静电纺丝设备的研发进入了新的发展阶段，开发高度智能化和自动化的静电纺丝设备是目前研究的热点问题。
S7200 SMART 运动控制(步进、伺服控制)
加/减速时间设置
图 14.加/减速时间设置 a.设置从启动/停止速度“SS_SPEED”到最大速度“MAX_SPEED"的加速度时间“ACCEL_TIME”； b.设置从最大速度“MAX_SPEED”到启动/停止速度“SS_SPEED”的减速度时间“DECEL_TIME ”。
定义反冲补偿
图 15.定义反冲补偿
设置寻找参考点位置参数
a.定义快速寻找速度“RP_FAST”（快速寻找速度是模 块执行RP寻找命令的初始速度，通常RP_FAST是 MAX_SPEED的2/3左右）； b.定义慢速寻找速度“RP_SLOW”（慢速寻找速度是 接近RP的最终速度，通常使用一个较慢的速度去接近 RP以免错过，RP_SLOW的典型值为SS_SPEED）； c.定义初始寻找方向“RP_SEEK_DIR”（初始寻找方 向是RP寻找操作的初始方向。通常，这个方向是从工 作区到RP附近。限位开关在确定RP的寻找区域时扮演 重要角色。当执行RP寻找操作时，遇到限位开关会引 起方向反转，使寻找能够继续下去，默认方向=反向） ； d.定义最终参考点接近方向“RP_APPR_DIR”，（最 终参考点接近方向是为了减小反冲和提供更高的精度， 应该按照从RP移动到工作区所使用的方向来接近参考 点，默认方向=正向）。
图 7.配置负限位输入点 a.负限位使能；b.负限位输入点； c.指定相应输入点有效时的响应方式； d.指定输入信号有效电平（低电平有效或者高电平有效）。
图 8.配置参考点
a.使能参考点； b.参考点输入点； c.指定输入信号有效电平（低电平有效或者高电平有效）。
图 9.配置零脉冲
a.使能零脉冲： b.零脉冲输入点
图 17.设置寻找参考点位置参数
设置参考点偏移量
4_S7-200 SMART_Motion Control汇总
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V80的指令脉冲和指令滤波设置
指令脉冲设置（PULSE）
指令滤波设置（FIL）
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步进电机与伺服电机的区别
步进电机 力矩范围 速度范围 中小力矩（一般小于20Nm） 低（一般<2000rpm,大力矩电机 <1000rpm）
伺服电机 小中大，全范围 高（可达5000rpm，直流更可达1-2万 rpm）
控制方式 低频特性
控制精度
主要位置控制 低速时有振动
低，主要由步距角决定
运动控制—STOP
启用停止输入点
响应方式
有效电平选择
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运动控制—电机速度
最大速度（V80 是3000转/分， 1000脉冲/转）
最小速度：是 MAX_SPEED值 的5%至15%。
提供多达32组的移动包络，每组最多可有16种速 度；
提供4种不同的参考点寻找模式，每种模式都可对 起始的寻找方向和最终的接近方向进行选择。
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西门子S7-200系列PLC在步进电机定位控制中的应用
西门子S7-200系列PLC在步进电机定位控制中的应用
西门子S7-200系列PLC可以在步进电机定位控制中扮演关键
角色。
步进电机是一种常用于精确位置控制的电机，可以在不使用传感器的情况下实现准确的位置控制。
PLC可以通过控
制步进电机的驱动器，实现对步进电机的定位控制。
PLC可以接收外部输入信号，用于触发步进电机的运动。
这
些信号可以包括启动信号、停止信号、以及指令信号等。
PLC
可以根据不同的输入信号状态，控制步进电机的运动方向和速度。
PLC可以与步进电机控制器进行通信，以发送指令和接收状
态反馈。
PLC通过发送指令，控制步进电机按照指定的步进
角度或者位置移动。
同时，PLC可以接收步进电机控制器的
状态反馈信息，包括是否到达目标位置、是否超出限位等，以便进行适当的控制策略。
PLC可以与外部设备（例如传感器、触发器等）进行联动，
实现更加复杂的步进电机定位控制。
通过接收外部设备的信号，PLC可以根据具体的应用需求，进行逻辑判断和控制操作，
以实现更加灵活和精确的步进电机定位控制。
西门子S7-200系列PLC在步进电机定位控制中具有广泛的应用。
它可以根据各种输入信号状态，控制步进电机的运动方向和速度，实现精确的位置控制。
同时，PLC还可以与步进电
机控制器和外部设备进行通信和联动，实现更加复杂的控制策略。
S7-200-SMART控制步进电机电子教案
S7-200 SMART控制步进电机供稿：中国工控网2016/3/4 17:03:09星级：人气：2781•关键词：S7-200 SMART 步进电机位置控制运动控制•摘要：使用SMART控制步进电机定位，正转，反转，急停，减速停止，位置归零等功能。
硬件：S7-200 SMART型号ST40PLC一台；开关电源2套，一个为MW的220VAC--24VDC作为PLC以及步进驱动器的供电电源，一个220VAC--5VDC，作为步进驱动器的信号电源；42型步进电机一台；网线一条；计算机一台；实现功能：使用SMART控制步进电机定位，正转，反转，急停，减速停止，位置归零等功能。
硬件连接图纸：实物连接:接下来说说这款步进驱动器的设置，在步进驱动器上有6个DIP开关，S1-S3用于选择8档细分控制（1、2、4、8、16），通过S4-S6 3位拨码开关选择6档电流控制（0.5A、1A、1.5A、2.0A、2.5A、3.0A、3.5A、4.0A）。
细分选择8，即1600脉冲，由于电机为42型，电流1.7A，故可以选择2.0A的电流，步进驱动器上清晰地标注了DIP开关的ON/OFF对应的数字。
连接好了硬件，接下来就是组态了。
S7-200 SMART提供了非常方便的运动控制功能向导，根据向导一步一步进行。
选择测量系统，这里选择的是工程单位mm，步进电机的步距角为1.5，细分8，那么根据计算得知电机旋转一周所需脉冲数为360/1.5*8=1600，电机一次旋转产生多少mm的运动，这个要看实际连接情况，包括减速机、丝杆等部件。
由于这里只针对电机，所以按照电机输出轴计算得15.708方向控制里，选择相位单相（2输出），一个输出脉冲，一个指示运动方向。
输出DIS，勾选启用，用于当电机静止时，可以自由转动电机，以便调试或实际加工中的对刀。
还提供了运行曲线功能，在S7-200中类似于PTO包的功能，设定目标速度和终止位置，这里也有点像变频器用的多段速功能呦。
S7-200SMARTPLC的运动控制向导
S7-200 SMART PLC的运动控制向导运动轴（Axis of Motion）内置于 S7-200 SMART CPU 的运动控制功能使用运动轴（Axis of Motion）进行步进电机和伺服电机的速度和位置控制。
S7-200 SMART CPU 提供3个单轴控制，其组态方式与S7-200的EM253类似，S7-200 SMART CPU 目前未提供单独的运动控制模块。
其开环位置控制提供以下功能：1.提供高速控制（高速脉冲输出），速度从每秒2个脉冲到每秒100,000个脉冲（2HZ到100KHZ）；2.提供可组态的测量系统，既可以使用工程单位（例如英寸和厘米）也可以使用脉冲数；3.提供可组态的反冲补偿；4.支持绝对、相对和手动位控方式；5.提供连续操作；6.提供多达32组移动曲线，每组最多可有16步；7.提供4种不同的参考点寻找模式，每种模式都可对起始的寻找方向和最终的接近方向进行选择。
8.支持急停(S曲线)或线性加速及减速。
9.提供 SINAMICS V90驱动器的相关支持。
使用 STEP7-Micro/ WIN SMART 可以创建运动轴所使用的全部组态。
这些组态和程序块需要一起下载到CPU中。
S7-200 SMART CPU 的运动控制能够实现主动寻找参考点功能，绝对运动功能，相对运动功能，单、双速连续旋转功能，速度可变功能（依靠 AXISX_MAN 指令实现）及曲线功能。
所有的轴功能都是单轴开环控制，系统不提供轴与轴之间的耦合及轴的闭环控制，如果有这方面需求，则用户需要自己搭建功能，但最终的应用效果要根据实际环境验证，西门子无法提供保证。
S7-200 SMART CPU 运动控制输入/输出点定义见表 1：RPS RPS（参考点）输入可为绝对运动操作建立参考点或零点位置。
中的任意一个，但是同一个输入点不能被重复定义LMT+ LMT+和LMT-是运动位置的最大限制。
位控向导中可以组态LMT+和LMT-输入。
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S7-200 SMART控制步进电机
供稿：中国工控网2016/3/4 17:03:09
星级：人气：2781
•关键词：S7-200 SMART 步进电机位置控制运动控制
•摘要：使用SMART控制步进电机定位，正转，反转，急停，减速停止，位置归零等功能。
硬件：
S7-200 SMART型号ST40PLC一台；
开关电源2套，一个为MW的220VAC--24VDC作为PLC以及步进驱动器的供电电源，一个220VAC--5VDC，作为步进驱动器的信号电源；
42型步进电机一台；
网线一条；
计算机一台；
实现功能：
使用SMART控制步进电机定位，正转，反转，急停，减速停止，位置归零等功能。
硬件连接图纸：
实物连接:
接下来说说这款步进驱动器的设置，在步进驱动器上有6个DIP开关，S1-S3用于选择8档细分控制（1、2、4、8、16），通过S4-S6 3位拨码开关选择6档电流控制（0.5A、1A、1.5A、2.0A、2.5A、3.0A、3.5A、4.0A）。
细分选择8，即1600脉冲，由于电机为42型，电流1.7A，故可以选择2.0A的电流，步进驱动器上清晰地标注了DIP开关的ON/OFF对应的数字。
连接好了硬件，接下来就是组态了。
S7-200 SMART提供了非常方便的运动控制功能向导，根据向导一步一步进行。
选择测量系统，这里选择的是工程单位mm，步进电机的步距角为1.5，细分8，那么根据计算得知电机旋转一周所需脉冲数为360/1.5*8=1600，电机一次旋转产生多少mm的运动，这个要看实际连接情况，包括减速机、丝杆等部件。
由于这里只针对电机，所以按照电机输出轴计算得15.708
方向控制里，选择相位单相（2输出），一个输出脉冲，一个指示运动方向。
输出DIS，勾选启用，用于当电机静止时，可以自由转动电机，以便调试或实际加工中的对刀。
还提供了运行曲线功能，在S7-200中类似于PTO包的功能，设定目标速度和终止位置，这里也有点像变频器用的多段速功能呦。
最后，生成组件即子程序，可以取消勾选用不上的。
这是完整的程序，可以看到轴正常控制，可以手动/自动、正反转运行，设定距离及速度后能够到位停止，第8网络则是对当前位置0，包络曲线运行也正常。
在第3网络段可以看到当前位置。
同时西门子还提供了运动控制面板
通过运动控制面板，可以对轴进行手动操作，设置目标速度后，执行命令，在状态中可以看到轴已组态，当前位置为25.9182。
还可以对轴进行一系列操作，查找参考点，连续移动等。
在错误/状态中，可以看到命令出错的信息，极大的方便了现场调试的工程师。
至此，一个轴的位置控制完整的体现了SMART的运动控制功能，学过数控的应该都知道，多轴的控制包含了最重要的插补功能，SAMRT虽可以简单地控制多台步进/伺服，但如需用在多轴设备上（例如机器人，加工中心），则缺少了很多功能。
不知后续会不会推出此功能。