西門子S7-200PLC的介紹及控制伺服和步進(jìn)電機(jī)的詳細(xì)資料概述

S7-200 有兩個(gè) 置PTO/PWM 發(fā)生器，用以建立高速脈沖串（PTO）或脈寬調(diào)節(jié)（PWM） 信號(hào)波形。

當(dāng)組態(tài)一個(gè)輸出為PTO 操作時(shí)，生成一個(gè)50%占空比脈沖串用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的速度和位置的開環(huán)控制。 置PTO 功能提供了脈沖串輸出，脈沖周期和數(shù)量可由用戶控制。但應(yīng)用程序必須通過PLC內(nèi)置I/O 提供方向和限位控制。

為了簡化用戶應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP7--Micro/WIN 提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成PWM，PTO 或位控模塊的組態(tài)。向?qū)Э梢陨晌恢弥噶?，用戶可以用這些指令在其應(yīng)用程序中為速度和位置提供動(dòng)態(tài)控制。

2、開環(huán)位控用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的基本信息

借助位控向?qū)ЫM態(tài)PTO 輸出時(shí)，需要用戶提供一些基本信息，逐項(xiàng)介紹如下：

⑴ 最大速度 （MAX_SPEED）和啟動(dòng)/停止速度 （SS_SPEED）

圖1是這2 個(gè)概念的示意圖。

MAX_SPEED 是允許的操作速度的最大值，它應(yīng)在電機(jī)力矩能力的范圍 。 驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需的力矩由摩擦力、慣性以及加速/減速時(shí)間決定。

圖1 最大速度和啟動(dòng)/停止速度示意

SS_SPEED：該數(shù)值應(yīng)滿足電機(jī)在低速時(shí)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力，如果SS_SPEED 的數(shù)值過 低，電機(jī)和負(fù)載在運(yùn)動(dòng)的開始和結(jié)束時(shí)可能會(huì)搖擺或顫動(dòng)。如果SS_SPEED 的數(shù)值過高，電機(jī)會(huì)在啟動(dòng)時(shí)丟失脈沖，并且負(fù)載在試圖停止時(shí)會(huì)使電機(jī)超速。通常，SS_SPEED 值是MAX_SPEED 值的5%至15%。

⑵加速和減速時(shí)間

加速時(shí)間ACCEL_TIME：電機(jī)從 SS_SPEED速度加速到MAX_SPEED速度所需的時(shí)間。 減速時(shí)間DECEL_TIME：電機(jī)從MAX_SPEED速度減速到SS_SPEED速度所需要的時(shí)間。

圖2 加速和減速時(shí)間

加速時(shí)間和減速時(shí)間的缺省設(shè)置都是1000 毫秒。通常，電機(jī)可在小于1000 毫秒的時(shí)間工作。參見圖2。這2 個(gè)值設(shè)定時(shí)要以毫秒為單位。

注意：電機(jī)的加速和失速時(shí)間要 過測試來確定。開始時(shí)，您應(yīng)輸入一個(gè)較大的值。逐漸減少這個(gè)時(shí)間值直至電機(jī)開始失速，從而優(yōu)化您應(yīng)用中的這些設(shè)置。

⑶移動(dòng)包絡(luò)

一個(gè)包絡(luò)是一個(gè)預(yù)先定義的移動(dòng)描述，它包括一個(gè)或多個(gè)速度，影響著從起點(diǎn)到終點(diǎn)的移動(dòng)。一個(gè)包絡(luò)由多段組成，每段包含一個(gè)達(dá)到目標(biāo)速度的加速/減速過程和以目標(biāo)速度勻速運(yùn)行的一串固定數(shù)量的脈沖。 位控向?qū)峁┮苿?dòng)包絡(luò)定義界面，在這里，您可以為您的應(yīng)用程序定義每一個(gè)移動(dòng)包絡(luò)。PTO 支持最大100 個(gè)包絡(luò)。

定義一個(gè)包絡(luò)，包括如下幾點(diǎn)：①選擇操作模式；②為包絡(luò)的各步定義指標(biāo)。③為包絡(luò)定義一個(gè)符號(hào)名。

⑴選擇包絡(luò)的操作模式：PTO 支持相對位置和單一速度的 續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3所示，相對位置模式指的是運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)位置是從起點(diǎn)側(cè)開始計(jì)算的脈沖數(shù)量。單速續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)則不需要提供終點(diǎn)位置，PTO 一直持續(xù)輸出脈沖，直至有其他命令發(fā)出，例如到達(dá)原點(diǎn)要求停發(fā)脈沖。

圖3 一個(gè)包絡(luò)的操作模式

⑵包絡(luò)中的步

一個(gè)步是工件運(yùn)動(dòng)的一個(gè)固定距離，包括加速和減速時(shí)間 的距離。PTO 每一包絡(luò)最大允許29 個(gè)步。

每一步包括目標(biāo)速度和結(jié)束位置或脈沖數(shù)目等幾個(gè)指標(biāo)。圖4 所示為一步、兩步、三步和四步包絡(luò)。注意一步包絡(luò)只有一個(gè)常速段，兩步包絡(luò)有兩個(gè)常速段，依次類推。步的數(shù)目與包絡(luò)中常速段的數(shù)目一致。

圖4 包絡(luò)的步數(shù)示意

7.2.5 使用位控向?qū)?a target="_blank">編程

STEP7 V4.0 軟件的位控向?qū)茏詣?dòng)處理PTO 脈沖的單段管線和多段管線、脈寬調(diào)

制、SM 位置配置和創(chuàng)建包絡(luò)表。

本節(jié)將給出一個(gè)在YL-335A 上實(shí)現(xiàn)的簡單工作任務(wù)例子，闡述使用位控向?qū)Ь幊痰姆椒ê筒襟E。表1 是YL-335A 上實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行所需的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。

表1 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)

1、使用位控向?qū)Ь幊痰牟襟E如下：

1）為S7--200 PLC選擇選項(xiàng)組態(tài) 置PTO/PWM操作。

在STEP7 V4.0軟件命令菜單中選擇 工具→位置控制向?qū)Р⑦x擇配置S7-200PLC內(nèi)

置PTO/PWM操作，如圖5所示。

圖5 位控向?qū)?dòng)界面

2）單擊“下一步”選擇“QO.0”，再單擊“下一步”選擇“線性脈沖輸出 PTO）”。

圖5 選擇PTO或PWM界面

3）單擊“下一步”后，在對應(yīng)的編輯框中輸入MAX_SPEED 和SS_SPEED 速度值。輸入最高電機(jī)速度“90000”，把電機(jī)啟動(dòng)/停止速度設(shè)定為“600”。這時(shí)，如果單擊MIN_SPEED值對應(yīng)的灰色框，可以發(fā)現(xiàn)，MIN_SPEED值改為600，注意：MIN_SPEED值由計(jì)算得出。用戶不能在此域中輸入其他數(shù)值。