PLC應(yīng)用技術(shù)課件 任務(wù)19 步進(jìn)電機(jī)

PLC應(yīng)用技術(shù)任務(wù)19步進(jìn)電機(jī)項(xiàng)目二S7-1200PLC常見(jiàn)指令與編程應(yīng)用能力目標(biāo)1.會(huì)PWM功能硬件配置2.熟悉PWM指令參數(shù)3.能用高速脈沖指令對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制進(jìn)行編程。知識(shí)目標(biāo)1.掌握高速脈沖輸出指令的使用方法。2.能獨(dú)立進(jìn)行PLC與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)連接素質(zhì)目標(biāo)1.在實(shí)際案例中體驗(yàn)成功的快樂(lè)，在配合中感受團(tuán)隊(duì)合作的力量。2.訓(xùn)練創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力。教學(xué)目標(biāo)解決方法用PWM指令編寫(xiě)梯形圖PWM指令參數(shù)理解PPT展示，案例分析化解難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.步進(jìn)電機(jī)基本原理步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)（1）通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制位移量，達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；（2）通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)的速度和加速度，達(dá)到調(diào)速的目的。特點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須為脈沖信號(hào)應(yīng)用：打印機(jī)，繪圖儀，機(jī)器人、繡花機(jī)等一、步進(jìn)電機(jī)基本知識(shí)

（1）永磁式（PM）永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度

（2）反應(yīng)式（VR）一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大

（3）混合式（HB）

混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)，分為兩相和五相，兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度，這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。2.步進(jìn)電機(jī)種類：一、步進(jìn)電機(jī)基本知識(shí)3.常用術(shù)語(yǔ)

步進(jìn)角：每輸入一個(gè)電脈沖信號(hào)時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱為步進(jìn)角。步進(jìn)角的大小可直接影響電機(jī)的運(yùn)行精度。整步：最基本的驅(qū)動(dòng)方式，這種驅(qū)動(dòng)方式的每個(gè)脈沖使電機(jī)移動(dòng)一個(gè)基本步矩角。例如：標(biāo)準(zhǔn)兩相電機(jī)的一圈共有200個(gè)步矩角，則整步驅(qū)動(dòng)方式下，每個(gè)脈沖使電機(jī)移動(dòng)1.8°。半步：在單相激磁時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸停至整步位置上，驅(qū)動(dòng)器收到下一個(gè)脈沖后，如給另一相激磁且保持原來(lái)相繼續(xù)處在激磁狀態(tài)，則電機(jī)轉(zhuǎn)軸將移動(dòng)半個(gè)基本步矩角，停在相鄰兩個(gè)整步位置的中間。如此循環(huán)地對(duì)兩相線圈進(jìn)行單相然后兩相激磁，步進(jìn)電機(jī)將以每個(gè)脈沖半個(gè)基本步矩角的方式轉(zhuǎn)動(dòng)。一、步進(jìn)電機(jī)基本知識(shí)

細(xì)分：細(xì)分就是指電機(jī)運(yùn)行時(shí)的實(shí)際步矩角是基本步矩角的幾分之一。如：驅(qū)動(dòng)器工作在10細(xì)分狀態(tài)時(shí)，其步矩角只為電機(jī)固有步矩角的十分之一，也就是說(shuō)：當(dāng)驅(qū)動(dòng)器工作在不細(xì)分的整步狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1.8°，而用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器工作在10細(xì)分狀態(tài)時(shí)，電機(jī)只轉(zhuǎn)動(dòng)了0.18°。細(xì)分功能完全是由驅(qū)動(dòng)器靠精度控制電機(jī)的相電流所產(chǎn)生的，與電機(jī)無(wú)關(guān)。一、步進(jìn)電機(jī)基本知識(shí)3.常用術(shù)語(yǔ)細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式不僅可以減小步進(jìn)電機(jī)的步距角，提高分辨率，而且可以減少或消除低頻振動(dòng)，使電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)均勻。3S57Q-04056步進(jìn)電機(jī)步距角為1.8度，即在無(wú)細(xì)分的條件下200個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈（通過(guò)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置細(xì)分精度最高可以達(dá)到10000個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈）。3.常用術(shù)語(yǔ)

4.步進(jìn)電機(jī)的選型

a、驅(qū)動(dòng)器的電流。通常驅(qū)動(dòng)器的最大額定電流要略大于電機(jī)的額定電流，通常驅(qū)動(dòng)器有2.0、35、6.0和8.0A。

b、驅(qū)動(dòng)器的供電電壓。供電電壓是判斷驅(qū)動(dòng)器升速能力的標(biāo)志，常規(guī)電壓供給有24V（DC）、40V（DC）、60V（DC）、80V（DC）、110V（AC）、220V（AC）等。

c、驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分。細(xì)分是控制精度的標(biāo)志，通過(guò)增大細(xì)分能改善精度。步進(jìn)電機(jī)都有低頻振蕩的特點(diǎn)，如果電機(jī)需要工作在低頻共振區(qū)工作，細(xì)分驅(qū)動(dòng)器是很好的選擇。此外，細(xì)分和不細(xì)分相比，輸出轉(zhuǎn)矩對(duì)各種電機(jī)都有不同程度的提升。使用步進(jìn)電機(jī)應(yīng)注意的問(wèn)題

控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)注意考慮在防止步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行中失步的問(wèn)題步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步包括丟步和越步。丟步時(shí)，轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)小于脈沖數(shù)，越步時(shí)，轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)多于脈沖數(shù)。丟步嚴(yán)重時(shí)，將使轉(zhuǎn)子停留在一個(gè)位置上或圍繞一個(gè)位置振動(dòng)；越步嚴(yán)重時(shí)，設(shè)備將發(fā)生過(guò)沖。使機(jī)械手返回原點(diǎn)的操作，常常會(huì)出現(xiàn)越步情況。當(dāng)機(jī)械手裝置回到原點(diǎn)時(shí)，原點(diǎn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使指令輸入OFF。但如果到達(dá)原點(diǎn)前速度過(guò)高，慣性轉(zhuǎn)矩將大于步進(jìn)電機(jī)的保持轉(zhuǎn)矩而使步進(jìn)電機(jī)越步。因此回原點(diǎn)的操作應(yīng)確保足夠低速為宜；當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝配高速運(yùn)行時(shí)緊急停止，出現(xiàn)越步情況不可避免，因此急停復(fù)位后應(yīng)采取先低速返回原點(diǎn)重新校準(zhǔn)，再恢復(fù)原有操作的方法。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接線分類：共陰、共陽(yáng)。

應(yīng)根據(jù)所選PLC來(lái)選擇驅(qū)動(dòng)器西門子PLC輸出信號(hào)為高電平信號(hào)，采用共陰接法三菱PLC輸出信號(hào)為低電平信號(hào)，采用共陽(yáng)接法一、步進(jìn)電機(jī)基本知識(shí)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)硬件輸出(PTO)方向控制位伺服控制S7-12