用PLC实现步进电机的快速精确定位_
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PLC控制步进电机正实现正反转速度控制定位 1.步进电机正反转如何实现2.如何控制步进电机速度(即,如何计算脉冲频率):实际步进电机控制很简单,应用都是傻瓜了,厂家做好步进电机的驱动器,步进电机如何工作由驱动器来控制,我们不需要对步进电机做深入的了解,只要知道步进电机驱动器的应用方法即可。
当然简单的步进电机工作特性,还是必须知道的,下面我会介绍!细分的作用:两相步进电机,基本步距角1.8度,即:200个脉冲电机转一圈,称之为整步。
可以在步进电机的驱动器上设定细分数,其作用是:设置为2细分(也称为半步)时,则步距角为0.9度,400个脉冲转一圈。
设置为4细分时,则步距角为0.45度,800个脉冲转一圈。
设置为8细分时,则步距角为0.225度,1600个脉冲转一圈。
细分数越高,上位机发一个脉冲走的长度越小,精度越高!这个很好理解,一个脉冲走10毫米,10%误差时,一个脉冲误差1毫米,一个脉冲走1毫米,同样是10%误差时,一个脉冲误差0.1毫米。
当然,我们不可能把细分数设的很大,达到每个脉冲行走的长度特别小的目的。
您记住两相步进电机200个脉冲转一圈就行了!细分越大,步进电机转一圈的脉冲数越大!如果想让步进机以每分钟600转的速度,行走400毫米,我们如何计算上位机需要发出的脉冲数及脉冲频率?如何控制步进电机速度(即,如何计算脉冲频率):假定设置为四细分数,电机转一圈所需要的脉冲数即为800个,要实现步进电机600转/分的转速,上位机应该发送的脉冲频率计算方法:频率的概念是一秒钟的时间发送的脉冲个数所以,先计算步进电机每秒钟的转数600/60=10转/秒再计算10转/秒需要的脉冲数10 X 800 = 8000个即脉冲频率为 8000 ,也就是8K结论,为了实现步进电机600转/分的转速,上位机应该保持8K的脉冲输出频率现在您明白了吧?为了计算脉冲频率必须知道的两个前提条件是:1、知道步进电机转一圈需要的脉冲数;2、知道步进电机的转速,转速单位是:转/如何计算步进电机所需要的脉冲数:假定设置为四细分数,电机转一圈所需要的脉冲数即为800个,要实现步进电机行走400毫米的距离,上位机应该发送的脉冲个数计算方法:如果步进电机输出轴与丝杠(螺距:10mm )直连,或是通过皮带轮传动,轮周长10mm. 即,步进电机转一圈,机械的行走长度为10mm。
PLC在步进电机控制中的应用探究
PLC是可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)的缩写,它是一种电子设备,用于自动控制各种工业过程。
步进电机是一种用于实现精确位置和速度控制的电机
类型。
下面将探讨PLC在步进电机控制中的应用。
1. 位置控制:PLC可以通过与编码器或位置传感器等设备配合使用,实现步进电机的精确位置控制。
通过PLC编程,可以设置步进电机的目标位置,并监控电机的当前位置,
从而实现闭环控制。
2. 速度控制:PLC可以通过调整脉冲频率和方向信号,控制步进电机的转速。
通过PLC编程,可以设置步进电机的目标速度,并根据实际情况调整脉冲频率和方向信号,从
而实现闭环速度控制。
4. 动态控制:PLC可以通过灵活的编程和逻辑运算,实现步进电机的复杂动态控制,例如位置同步控制、多轴插补控制等。
通过PLC编程,可以根据工艺要求和实际需要,设
计出适应不同应用场景的步进电机控制方案。
5. 故障诊断与保护:PLC可以实时监测步进电机的运行状态和参数,当出现故障或异常情况时,可以通过编程设定相应的报警和保护机制,避免电机损坏或不正常运行。
6. 通信与远程监控:PLC可以通过串口、以太网等通信接口,与上位机或其他设备进行数据交换和远程监控。
通过PLC编程,可以实现步进电机的远程控制和监控,提供更灵活、方便和智能的操控方式。
PLC在步进电机控制中的应用主要包括位置控制、速度控制、加减速控制、动态控制、故障诊断与保护,以及通信与远程监控等方面。
通过PLC的编程和逻辑运算,可以实现对
步进电机的精确控制和灵活应用,提高生产效率和产品质量。
基于PLC的步进电机控制方法与实现步进电机是一种特殊的电机,通过电脉冲信号使电机按固定的角度步进运动。
PLC(可编程逻辑控制器)是一种广泛应用于工业自动化控制领域的设备。
将PLC与步进电机结合,可以实现对步进电机的精确控制。
下面将介绍基于PLC的步进电机控制方法及其实现。
一、PLC的选择PLC作为控制步进电机的核心设备,选择合适的PLC至关重要。
常见的PLC品牌有西门子、施耐德、三菱等,根据实际需求选择合适的PLC型号。
二、接线连接首先,需要将PLC的输入端口和输出端口与步进电机的控制信号线相连接。
其中,控制信号线分为步进脉冲信号线、方向信号线和使能信号线。
步进脉冲信号线用于控制步进角度,方向信号线用于控制步进方向,使能信号线用于使能或禁止步进电机的运动。
三、编写PLC程序1.步进电机模式选择PLC程序中需要设置步进电机的工作模式,常见的有全步进模式和1/2步进模式。
全步进模式下,步进电机每收到一个脉冲信号就步进一次;1/2步进模式下,步进电机每收到两个脉冲信号才步进一次。
具体选择哪种模式,要根据实际需求来确定。
2.控制参数设置根据步进电机的特性和需求,需要设置脉冲频率、步进电机角度、加速度、减速度等控制参数。
这些参数的设置会直接影响步进电机的运动效果和精度。
3.控制逻辑编写根据具体应用场景,设计步进电机的运动逻辑。
例如,可以设置按下按钮时步进电机顺时针旋转,松开按钮时停止旋转;也可以设置根据传感器的信号来控制步进电机的运动。
通过控制逻辑的编写,实现对步进电机的精确控制。
四、运行程序并调试五、实现布线和安装根据实际需求,进行步进电机的布线和安装。
注意布线过程中要避免信号干扰和线路短路等问题,确保步进电机能够正常工作。
总结:基于PLC的步进电机控制方法主要包括PLC的选择、接线连接、编写PLC程序、运行程序及调试和布线和安装等步骤。
通过合理选择PLC、编写控制逻辑和调整参数,可以实现对步进电机的精确控制。
步进电机控制方法plc随着现代制造业的飞速发展,步进电机作为一种精密控制技术在自动化设备中得到广泛应用,而PLC(可编程逻辑控制器)则是控制步进电机的常见方案之一。
在工业生产中,步进电机的控制方法多种多样,其中结合PLC技术进行控制是一种高效可靠的方式。
本文将介绍一些常见的步进电机控制方法,并分析PLC在这些控制方法中的应用。
正转和反转控制正转和反转控制是步进电机最基本的控制方法之一。
通过控制电机输入的脉冲信号的频率和方向,可以实现步进电机的正转和反转。
在PLC中通常会使用计数器来记录脉冲信号的数量,从而控制电机的转动角度和方向。
通过设定计数器的值和控制脉冲信号的输出频率,可以精确控制步进电机的转动。
速度控制除了控制电机的方向外,控制步进电机的速度也是至关重要的。
在工业自动化系统中,需要根据不同的生产需求来调整步进电机的转速。
PLC可以通过调节输出脉冲信号的频率来实现步进电机的精确速度控制。
通过监控电机的转速并根据实际情况进行调整,可以保证生产过程的稳定性和效率。
位置控制在很多自动化系统中,需要步进电机按照预先设置的位置进行精确定位。
PLC在位置控制中发挥了关键作用。
通过监测电机的位置信息以及输入的控制指令,PLC可以精确地控制步进电机的位置。
在工业生产中,位置控制常常用于需要高精度定位的场景,如自动装配线和自动化仓储系统等。
脉冲控制步进电机的运动是通过输入一定数量的脉冲信号来实现的。
因此,脉冲控制是控制步进电机最基本的方法之一。
PLC通过输出一定频率和数量的脉冲信号,可以精确控制步进电机的运动。
在工业生产中,通常会根据实际需求设定脉冲信号的参数,如脉冲频率、脉冲数量和脉冲方向等,从而实现对步进电机的精确控制。
总结步进电机作为一种精密控制技术,在工业自动化领域具有重要的应用意义。
结合PLC技术可以实现对步进电机的高效控制,包括正转和反转控制、速度控制、位置控制和脉冲控制等。
通过合理设计控制方案并结合PLC的灵活性和可编程特性,可以实现对步进电机运动的精确控制,从而提高生产效率和产品质量。
PLC高速脉冲输出控制步进电机1. 背景介绍步进电机是一种常见的电动机类型,它具有精准的位置控制和高速运动的特点。
在很多工业自动化应用中,步进电机常常需要与PLC(可编程逻辑控制器)配合使用,以实现精准的位置控制和高速脉冲输出。
本文档将介绍如何通过PLC实现高速脉冲输出控制步进电机的方法和步骤。
2. 所需材料在开始之前,我们需要准备以下材料:•PLC控制器•步进电机驱动器•步进电机•连接线•电源请确保以上材料齐全并符合各自的规格要求。
3. PLC高速脉冲输出控制步进电机的步骤步骤一:连接电源和PLC控制器首先,将电源连接到PLC控制器上。
确保电源的电压和PLC控制器的额定电压匹配。
然后将PLC控制器的电源线连接到电源上,并确保连接牢固。
步骤二:连接步进电机驱动器和PLC控制器将步进电机驱动器的电源线连接到电源上,并确保连接牢固。
然后,将步进电机驱动器的控制线连接到PLC控制器上,确保连接正确。
步骤三:连接步进电机和步进电机驱动器将步进电机的线束连接到步进电机驱动器上,确保连接正确。
根据步进电机的规格要求,选择正确的接线方法。
步骤四:PLC编程在PLC编程软件中进行编程,以实现高速脉冲输出控制步进电机。
以下是一个简单的PLC编程示例:BEGINVARmotor_output: BOOL := FALSE; -- 步进电机控制信号pulse_delay: TIME := T#10MS; -- 脉冲延迟时间,控制步进电机的速度END_VAR-- 主程序WHILE TRUE DO-- 输出一个脉冲信号控制步进电机运动motor_output := NOT motor_output;DELAY pulse_delay; -- 延迟一段时间,控制步进电机的速度END_WHILE;END;以上的PLC程序实现了一个简单的高速脉冲输出控制步进电机的功能。
在主程序中,通过循环不断地输出一个脉冲信号来控制步进电机的运动,同时通过调整延迟时间来控制步进电机的速度。
plc控制步进电机工作原理PLC控制步进电机的工作原理步进电机是一种按照一定规律逐步转动的电动机,其中每步转动一个固定角度。
PLC(可编程序逻辑控制器)作为一种专门用于自动化控制的电子设备,常被用于控制步进电机,实现精确的位置控制。
步进电机的工作原理如下:首先,步进电机由多个电磁线圈组成,这些线圈的位置决定了电机的转子位置。
当电源施加在电磁线圈上时,线圈会产生磁场吸引或排斥磁性定子,从而使转子沿着一定的角度旋转。
步进电机有两种常见的驱动方式:单相驱动和双相驱动。
在单相驱动的步进电机中,每次只有一个线圈被激活,而在双相驱动的步进电机中,每次有两个线圈被激活。
PLC控制步进电机的工作原理如下:首先,PLC接收到外部的输入信号,例如传感器检测到的位置信息或其他触发信号。
PLC根据这些输入信号来判断步进电机应该转动到的位置。
PLC内部的逻辑控制程序会根据设定的运行模式和算法,生成驱动信号来控制步进电机。
这些驱动信号会通过PLC的输出端口发送给步进电机的驱动电路。
步进电机的驱动电路会根据驱动信号的频率和脉冲宽度来决定电机的转动方式和速度。
通常,每接收到一个驱动信号,步进电机就会转动一个固定的角度。
通过不断发送驱动信号,PLC可以准确地控制步进电机的转动角度和速度,从而实现精确的位置控制。
在实际应用中,PLC控制步进电机通常与其他传感器、开关和执行器等设备配合使用,形成一个自动化系统。
PLC不仅可以控制步进电机的转动,还可以根据不同的需求进行逻辑判断和与其他设备的数据交互,实现更复杂的控制功能。
总结起来,PLC控制步进电机的工作原理是通过接收外部输入信号、根据内部的逻辑控制程序生成驱动信号,控制步进电机的转动角度和速度,从而实现精确的位置控制。
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。
PLC对步进电机的快速精确定位控制(附PLC原程序) 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号时就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),其旋转以固定的角度运行。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量以达到准确定位的目的;同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度而达到调速的目的。
步进电机作为一种控制用的特种电机,因其没有积累误差(精度为100%)而广泛应用于各种开环控制。
1 定位原理及方案1.1 步进电机加减速控制原理步进电机驱动执行机构从一个位置向另一个位置移动时,要经历升速、恒速和减速过程。
当步进电机的运行频率低于其本身起动频率时,可以用运行频率直接起动并以此频率运行,需要停止时,可从运行频率直接降到零速。
当步进电机运行频率fb>fa(有载起动时的起动频率)时,若直接用fb频率起动会造成步进电机失步甚至堵转。
同样在fb频率下突然停止时,由于惯性作用,步进电机会发生过冲,影响定位精度。
如果非常缓慢的升降速,步进电机虽然不会产生失步和过冲现象,但影响了执行机构的工作效率。
所以对步进电机加减速要保证在不失步和过冲前提下,用最快的速度(或最短的时间)移动到指定位置。
步进电机常用的升降频控制方法有2种:直线升降频和指数曲线升降频。
指数曲线法具有较强的跟踪能力,但当速度变化较大时平衡性差。
直线法平稳性好,适用于速度变化较大的快速定位方式。
以恒定的加速度升降,规律简练,用软件实现比较简单,本文即采用此方法。
1.2 定位方案要保证系统的定位精度,脉冲当量即步进电机转一个步距角所移动的距离不能太大,而且步进电机的升降速要缓慢,以防止产生失步或过冲现象。
但这两个因素合在一起带来了一个突出问题:定位时间太长,影响执行机构的工作效率。
因此要获得高的定位速度,同时又要保证定位精度,可以把整个定位过程划分为两个阶段:粗定位阶段和精定位阶段。
粗定位阶段,采用较大的脉冲当量,如0.1mm/步或1mm/步,甚至更高。
PLC如何控制步进电机PLC(可编程逻辑控制器)是一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备,通过输入/输出模块对各种机电设备进行控制。
在PLC系统中,步进电机是常见的执行元件之一,它具有准确的位置控制和高的加减速性能。
本文将介绍PLC如何控制步进电机,包括步进电机的驱动方式、PLC的控制原理及步进电机控制的程序设计。
一、步进电机的驱动方式1.串行通信驱动方式:步进电机通过串行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。
首先,将PLC与串行通信模块相连,通过串行通信模块与步进电机控制器进行通信。
PLC通过串行通信模块发送指令,步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。
2.并行通信驱动方式:步进电机通过并行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。
与串行通信驱动方式类似,首先将PLC与并行通信模块相连,通过并行通信模块与步进电机控制器进行通信。
PLC通过并行通信模块发送指令,步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。
3.脉冲驱动方式:步进电机通过脉冲驱动方式与PLC进行通信和控制。
在脉冲驱动方式中,需要PLC输出脉冲信号控制步进电机。
通常情况下,PLC将脉冲信号传递给步进电机驱动器,在驱动器中产生相应的控制信号,实现对步进电机的控制。
二、PLC的控制原理PLC作为控制器,一般采用扫描运行方式。
其运行原理如下:1.输入信号读取:PLC将外部输入信号输入到输入模块中,采集输入信号,并将其从输入模块传递给中央处理器(CPU)进行处理。
2. 程序执行:CPU根据事先编写好的程序进行处理,包括数据处理、逻辑运算和控制计算等。
PLC程序一般采用ladder diagram(梯形图)进行编写。
3.输出信号控制:根据程序的执行结果,CPU将处理好的数据通过输出模块发送给外部设备,用于控制和操作外部设备。
三、步进电机控制的程序设计步进电机的控制程序主要包括参数设定、模式选择、起停控制、运动控制等部分。
下面以一个简单的例子来说明步进电机控制的程序设计过程:1.参数设定:首先需要设定步进电机的一些参数,如电机型号、步距角度、运动速度等。
PLC控制步进电机正实现正反转速度控制定位PLC控制步进电机实现正反转速度控制定位是自动化生产过程中的一种常见应用。
本文将详细介绍PLC控制步进电机的原理、控制方式以及步进电机的正反转速度控制定位实现方法,并探讨其在实际应用中的优势和注意事项。
一、PLC控制步进电机原理步进电机是一种特殊的电动机,其每次输入一个脉冲信号后,会按照一定的角度旋转。
PLC(可编程逻辑控制器)是一种通用、数字化、专用微处理器,广泛应用于工业控制领域。
PLC控制步进电机可以通过控制脉冲信号的频率、方向和脉冲数来实现电机的正反转、速度控制和定位。
二、PLC控制步进电机的控制方式1.开关控制方式2.脉冲控制方式脉冲控制方式是PLC控制步进电机最常用的方式。
PLC向步进电机发送一系列脉冲信号,脉冲信号的频率和脉冲数决定了电机的转速和转动角度。
脉冲信号的正负决定了电机的正反转方向。
通过改变脉冲信号的频率和脉冲数,可以实现电机的速度控制和定位。
三、步进电机正反转速度控制定位实现方法步进电机的正反转速度控制定位可以通过PLC的程序来实现。
下面以一个简单的例子来说明该实现方法。
假设要实现步进电机顺时针转动2圈、逆时针转动1圈、再顺时针转动3圈的循环。
步进电机的一个转一圈需要200个脉冲信号。
首先,需要定义一个变量n,用来记录电机的圈数。
其次,在PLC的程序中编写一个循环步骤:1.设置脉冲信号的频率和脉冲数,使步进电机顺时针旋转2圈。
2.当步进电机转动2圈后,n=n+23.判断n的值,如果n=2,则设置脉冲信号的频率和脉冲数,使步进电机逆时针旋转1圈。
4.当步进电机转动1圈后,n=n-15.判断n的值,如果n=1,则设置脉冲信号的频率和脉冲数,使步进电机顺时针旋转3圈。
6.当步进电机转动3圈后,n=n+37.返回第一步,继续循环。
通过这样的循环过程,步进电机可以按照预定的顺序和速度进行正反转,并实现定位控制。
四、PLC控制步进电机优势和注意事项1.精确控制:PLC可以精确控制步进电机的转速和转动角度,适用于需要高精度定位的应用。
S7-200PLC在步进电机定位控制中的应用1 引言PLC输出的集成脉冲可通过步进电机进行定位控制。
关于定位控制,调节和控制操作之间存在一些区别。
步进电机不需要连续的位置控制,而在控制操作中得到应用。
在以下的程序例子中,借助于CPU214所产生的集成脉冲输出,通过步进电机来实现相对的位置控制。
虽然这种类型的定位控制不需要参考点,本例还是粗略地描述了确定参考点的简单步骤。
因为实际上它总是相对一根轴确定一个固定的参考点,因此,用户借助于一个输入字节的对偶码(Dual coding)给CPU 指定定位角度。
用户程序根据该码计算出所需的定位步数,再由CPU 输出相关个数的控制脉冲。
2 系统结构如图1所示。
3 硬件配置如表1所示。
4 软件结构4.1 PLC的输入信号与输出信号PLC的部分输入信号与输出信号,以及标志位如表2所示。
4.2 系统软件设计PLC的程序框图如图2所示。
4.3 初始化在程序的第一个扫描周期(SM0.1=1),初始化重要参数。
选择旋转方向和解除联锁。
4.4 设置和取消参考点如果还没有确定参考点,那么参考点曲线应从按“START”按扭(I1.0)开始。
CPU有可能输出最大数量的控制脉冲。
在所需的参考点,按“设置/取消参考点”开关(I1.4)后,首先调用停止电机的子程序。
然后,将参考点标志位M0.3置成1,再把新的操作模式“定位控制激活”显示在输出端Q1.0。
如果I1.4的开关已激活,而且“定位控制”也被激活(M0.3=1),则切换到“参考点曲线”参考点曲线。
在子程序1中,将M0.3置成0,并取消“定位控制激活”的显示(Q1.0=0)。
此外,控制还为输出最大数量的控制脉冲做准备。
当再次激活I1.4开关,便在两个模式之间切换。
如果此信号产生,同时电机在运转,那么电机就自动停止。
实际上,一个与驱动器连接的参考点开关将代替手动操作切换开关的使用,所以,参考点标志能解决模式切换。
4.5 定位控制如果确定了一个参考点(M0.3=1)而且没有联锁,那么就执行相对的定位控制。
用PLC什么指令可以实现步进电机的定位控制?在平时工作中我们经常用到定位执行元件———步进电机。
今天讲一下如何用PLC来对步进电机进行位置控制。
我们假设一个工作场景,启动后,小车自动返回ST2点,停车6秒,然后自动向ST4点运行。
到达ST4点后,停车6秒。
然后自动返回ST2点,如此往复。
当按下停止按钮后,小车需完成当前循环后停在ST3位置。
步进电机及驱动器步进电机工作原理以前讲过,现在再简要说一下:步进电机属于控制类电机,它是将脉冲信号转换成一个转动角度的电机,在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,主要应用在自动化仪表、机器人、自动生产流水线、空调扇叶转动等设备。
每来一个脉冲,电机就选转一个角度,步进电机的运行,需要脉冲输入。
步进电机分为反应式、永磁式和混合式三种。
反应式步进电机:结构简单成本低,但是动态性能差、效率低、发热大、可靠性难以保证,所以现在基本已经被淘汰。
永磁式步进电机:动态性能好、输出力矩较大,但误差相对来说大一些,因其价格低广泛应用于消费性产品。
混合式步进电机:综合了反应式和永磁式的优点,力矩大、动态性能好、步距角小,精度高,但是结构相对来说复杂,价格也相对高,主要应用于工业。
步进电机工作原理图第一步:电路设计由于步进电机的功率一般比较小,并且原理简单,控制电路和主电路可以在一起绘制。
第二步:确定I/O口点数和地址的分配X0-------------------------------------------------------------启动按钮SB1X1------------------------------------------------------------停止按钮SB2X2------------------------------------------------------------ST2开关X3------------------------------------------------------------ST3开关X4------------------------------------------------------------ST4开关Y0------------------------------------------------------------脉冲输出Y1------------------------------------------------------------方向步进电机电路控制原理图第三步:设备元器件清单由于输入点数5点、输出点数位2,我们可以选型为三菱FX2N-16MR-001。
摘要本文介绍了本实验旨在完成使用PLC(Programmable Logic Controller)控制步进电机的整步运行、正反转运行、快慢速运行以及定位运行。
文中指出本次使用的编程思想主要为模块化设计即为完成任务可对程序划分为主程序及子程序。
由于步进电机需要脉冲来运行,所以本程序使用PTO高速脉冲输出脉冲。
在定位程序中则应用到中断子程序命令。
另外,本文为更好的阐述实验内容,加入了与之前完全不同的方式的对比实验。
在对比试验中则应用计时器来完成步进电机的脉冲产生,另步进电机的各种功能则使用了一般的设计方式来实现。
二者完成完全相同的功能。
关键词:PLC 步进电机 PTO高速脉冲目录1 实验内容 (1)1.1实验任务 (1)1.2实验要求 (1)2 实验设备 (2)2.1步进电机简介 (2)2.2 PLC简介 (2)3 设计过程 (3)3.1设计思想 (3)3.2程序设计 (4)4 对比实验 (12)4.1对比程序思想 (12)4.2对比程序 (14)谢辞 (15)参考文献 (16)1实验内容1.1实验任务本次实验要求改变PLC脉冲输出信号的频率,实现步进电机的速度控制。
同时按下K1、K2、K3按钮,步进电机进行整步运行。
按下慢/快按钮,电机慢/快速运行。
用PLC 输出脉冲的个数,实现步进电机的精确定位。
在整步运行状态下,设脉冲数为一固定值,并用计数器进行计数,实现电机的精确定位控制。
按下停止按钮,系统停止工作。
1.2实验要求本设计要求使用步进电机。
选用的步进电机为二项混合式,供电电压24VDC,功率30W,电流1.7A,转矩0.35NM,步矩角1.8º/0.9º,并配有细分驱动器,实现细分运行,减少震荡。
本设计要求选用PLC设计出输出频率可变的控制程序,实现对步进电机的速度、方向、定位、细分等控制功能。
本设计旨在培养综合设计能力、创新能力、分析问题与解决问题的能力。
掌握PLC 控制的步进电机控制系统的构成及设计方法;掌握PLC控制程序设计、调试的方法。
在工业加工和生产过程中,机械自动化或半自动化加工要求精准定位,因此在系统中使用伺服电机。
PLC 是一种只应用于工业生产的控制型计算机,具有抗干扰能力强、体力较小、可靠性较高的优点。
使用PLC 控制伺服电机,可以实现高效率和高精度的定位。
1 精确定位系统的总体设计精准定位系统的结构如图1所示,为了使丝杆精准进给,AD/DA 转换模块、交流伺服电动机、触摸屏、可编程還辑控制器(PLC)、精密零件如滚珠丝杆等构成闭合环路控制系统,工作时紧密配合。
通过夹具、固定工作台、移动工作台相互协调,完成不同型号零件的夹紧工作。
图1 系统总体设计方框图2 PLC 高速脉冲输出控制步进伺服电机定位2.1 控制系统的工作原理步进伺服电机是一种高精度定位控制系统。
工业生产过程中,步进伺服经常与丝杆连接,实现将旋转运动转变为工作台的直线运动。
控制工作台的直线运动距离,只需要控制步进伺服电机的转速和角位移即可。
步进伺服电机是由PLC 高速脉冲指令控制,原理是通过脉冲,PLC 输出PTO/PWM 指令,输出高速脉冲。
通过驱动器,步进电机会将工作台移动到相应位置,完成精确定位。
运行过程中,脉冲数会受到传动速比、脉冲当量、步进伺服电机驱动器的细分数及脉冲频率等因素的影响。
图2为高速脉冲输出方式的位置图。
图2 位置控制原理图2.2 控制系统的设计方案货物仓储系统多采用直线型导轨。
步进伺服电机以直线型导轨的移动方式,将材料移至距离为200mm 的工作地。
该系统为了精准定位,采用混合式步进电机、步进伺服电机驱动器,PLC 型号为CPU226的PLC(包含Q0.1端子和Q0.0端子两个脉冲发生器)。
系统可以形成多段和单段两种流水线形式,因为PTO 功能可以排队输出多个脉冲串,而操作过程中需要根据工作需求采用PTO 功能。
步距角设定为0.9°/1.8°,将脉冲细分数调至4,以消除电机低频震荡和提高分辨率。
步进伺服电机定位需要经历三个过程:启动加速、恒速运行和减速运行。
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。
plc步进电机控制实验报告PLC步进电机控制实验报告引言:在现代工业中,电机的运动控制是一个重要的环节。
PLC(可编程逻辑控制器)作为一种广泛应用于自动化领域的控制设备,被广泛应用于电机控制系统中。
本实验旨在通过使用PLC来控制步进电机,实现对电机的精确控制和定位。
一、实验目的本实验的主要目的是通过PLC来控制步进电机,实现对电机的精确控制和定位。
具体的实验目标如下:1.了解步进电机的工作原理和控制方式;2.掌握PLC的基本原理和编程方法;3.设计并实现一个简单的步进电机控制系统。
二、实验原理步进电机是一种能够将电脉冲信号转化为角位移的电动机。
它通过控制电流的方式来实现精确的位置控制。
步进电机的控制方式主要有两种:开环控制和闭环控制。
在本实验中,我们将使用开环控制的方式。
PLC是一种可编程的控制器,它可以根据预先编写的程序来控制设备的运行。
PLC的基本原理是通过输入模块接收外部信号,经过处理后,通过输出模块控制执行器的运动。
在本实验中,我们将使用PLC来控制步进电机的运动。
三、实验步骤1.准备工作:a.搭建步进电机控制系统,包括步进电机、PLC、电源等设备;b.连接电路,将PLC的输入模块与步进电机的控制信号线连接;c.编写PLC的控制程序。
2.程序设计:a.根据步进电机的控制方式,编写PLC的控制程序,包括控制信号的输出和控制逻辑的设计;b.根据实际需求,确定步进电机的运动方式和控制参数。
3.实验操作:a.将编写好的PLC程序下载到PLC设备中;b.启动PLC设备,观察步进电机的运动情况;c.根据实验需求,对步进电机的运动进行调试和优化。
4.实验结果分析:a.观察步进电机的运动情况,记录每次的位置和速度;b.根据实验数据,分析步进电机的控制效果和精度。
四、实验结果与讨论通过本次实验,我们成功地使用PLC来控制步进电机的运动。
通过对步进电机的控制参数进行调试和优化,我们实现了对电机的精确控制和定位。
用PLC实现步进电机的快速精确定位
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号时就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),其旋转以固定的角度运行。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量以达到准确定位的目的;同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度而达到调速的目的。
步进电机作为一种控制用的特种电机,因其没有积累误差(精度为100%)而广泛应用于各种开环控制。
1 定位原理及方案
1.1 步进电机加减速控制原理
步进电机驱动执行机构从一个位置向另一个位置移动时,要经历升速、恒速和减速过程。
当步进电机的运行频率低于其本身起动频率时,可以用运行频率直接起动并以此频率运行,需要停止时,可从运行频率直接降到零速。
当步进电机运行频率fb>fa(有载起动时的起动频率)时,若直接用fb频率起动会造成步进电机失步甚至堵转。
同样在fb频率下突然停止时,由于惯性作用,步进电机会发生过冲,影响定位精度。
如果非常缓慢的升降速,步进电机虽然不会产生失步和过冲现象,但影响了执行机构的工作效率。
所以对步进电机加减速要保证在不失步和过冲前提下,用最快的速度(或最短的时间)移动到指定位置。
步进电机常用的升降频控制方法有2种:直线升降频(图1)和指数曲线升降频(图2)。
指数曲线法具有较强的跟踪能力,但当速度变化较大时平衡性差。
直线法平稳性好,适用于速度变化较大的快速定位方式。
以恒定的加速度升降,规律简练,用软件实现比较简单,本文即采用此方法。
1.2 定位方案
要保证系统的定位精度,脉冲当量即步进电机转一个步距角所移动的距离不能太大,而
且步进电机的升降速要缓慢,以防止产生失步或过冲现象。
但这两个因素合在一起带来了一个突出问题:定位时间太长,影响执行机构的工作效率。
因此要获得高的定位速度,同时又要保证定位精度,可以把整个定位过程划分为两个阶段:粗定位阶段和精定位阶段。
粗定位阶段,采用较大的脉冲当量,如0.1mm/步或1mm/步,甚至更高。
精定位阶段,为了保证定位精度,换用较小的脉冲当量,如0.01mm/步。
虽然脉冲当量变小,但由于精定位行程很短(可定为全行程的五十分之一左右),并不会影响到定位速度。
为了实现此目的,机械方面可通过采用不同变速机构实现。
工业机床控制在工业自动化控制中占有重要位置,定位钻孔是常用工步。
设刀具或工作台欲从A点移至C点,已知AC=200mm,把AC划分为AB与BC两段,AB=196mm,BC=4mm,AB 段为粗定位行程,采用0.1mm/步的脉冲当量依据直线升降频规律快速移动,BC段为精定位行程,采用0.01mm/步的脉冲当量,以B点的低频恒速运动完成精确定位。
在粗定位结束进入精定位的同时,PLC自动实现变速机构的更换。
2 定位程序设计
2.1 PLC脉冲输出指令
目前较为先进的PLC不仅具有满足顺序控制要求的基本逻辑指令,而且还提供了丰富的功能指令。
Siemens S7-200系列PLC的PLUS指令在Q0.0和Q0.1输出PTO或PWM高速脉冲,最大输出频率为20KHz。
脉冲串(PTO)提供方波输出(50%占空比),用户控制周期和脉冲数。
脉冲宽度可调制(PWM)酮能提供连续、变占空比输出,用户控制周期和脉冲宽度。
本文采用PTO的多段管线工作方式实现粗定位,PTO的单段管线方式实现精定位,如图3。
图3 步进电机定位过程图
上述例子中,假定电机的起动和结束频率是2KHz,最大脉冲频率是10KHz。
在粗定位过程中,用200个脉冲完成升频加速,400个脉冲完成降频减速。
使用PLC的PTO多段管线脉
冲输出时,用下面的公式计算升降频过程中的脉冲增量值。
给定段的周期增量=(ECT—ICT)/Q
式中:ECT=该段结束周期时间
ICT=该段初始周期时间
利用这个公式,加速部分(第1段)周期增量为2,减速部分(第3段)周期增量为1。
因第2段是恒速部分,故周期增量为0。
如果PTO的包络表从VB500开始存放,则表1为上例的包络表值。
表1 粗定位的PTO多段管线包络表值
2.2 源程序
//主程序
LD SM0.1 //首次扫描为1
R Q0.0,1 //复位映像寄存器位
CALL 0 //调用子程序0,初始化粗定位相关参数
LD M0.0 //粗定位完成
R Q0.0,1
CALL 1 //调用子程序1,初始化精定位相关参数
//子程序0,粗定位
LD SM0.0
MOVB 16#A0,SMB67 //设定控制字:允许PTO操作,选择ms增量,选择多段操作MOVW 500,SMW168 //指定包络表起始地址为V500
MOVB 3,VB500 //设定包络表段数是3
MOVW 500,VW501 //设定第一段初始周期为500ms
MOVW -2,VD503 //设定第一段周期增量为-2ms
MOVD 200,VD505 //设定第一段脉冲个数为200
MOVW 100,VW509 //设定第二段初始周期为100ms
MOVW 0,VD511 //设定第二段周期增量为0ms
MOVD 1360,VD513 //设定第二段脉冲个数为1360
MOVW 100,VW517 //设定第三段初始周期为100ms
MOVW 1,VD519 //设定第三段周期增量为1ms
MOVD 400,VD521 //设定第三段脉冲个数为400
ATCH 2,19 //定义中断程序2处理PTO完成中断
ENI //允许中断
PLS 0 //启动PTO操作
//子程序1,精定位
LD SM0.0 //首次扫描为1
MOVB 16#8D,SMB67 //允许PTO功能,选择ms增量,设定脉冲数和周期
MOVW 500,SMW68 //设定精定位周期为500ms
MOVD 400,SMD72 //设定脉冲个数为400
ATCH 3,19 //定义中断程序3处理PTO完成中断ENI //允许中断
PLS 0 //启动PTO操作
//中断程序2
LD SM0.0 //一直为1
= M0.0 //启动精定位
//中断程序3
LD SM0.0 //一直为1
= M0.1 //实现其他功能。