步进电机PLC控制.

④ A/B相正交计数器（工作模式9～11），它的两路计数器脉冲的相位 互差90o，正转时A相时钟脉冲比B时钟脉冲超前90o，反转时A相时钟脉冲比 B相时钟脉冲滞后90o，可实现正传时加计数，反转时减计数，如图4，5。
图5 两路脉冲输入信号的双相正交加/减计数4×模式
HSC 编号 及其 对应 端子 HSC 工作 模式
考核内容 选择输入输出设 备及地址 画出I/O接线图 编制梯形图程序 外部接线正确
写入程序调试
运行结果 口试答辩
满分
评分要求
备注
10 设备及端口地址选择正确
每错一个扣1分
10 接线图正确、标注完整
每错一处扣1分
30 梯形图格式正确，结构合理
每错一处扣5分
15 电源线、通讯线及I/O信号线接线正确 每错一处扣5分
（2）脉冲的周期增量△：设每段最终脉冲周期为Tf，初始周 期为Ti，每个脉冲的周期增量为△，脉冲数为P，脉冲的周期增量 可以表示为△=(Tf －Ti)/P，则三段PTO脉冲序列的脉冲周期增量 △分别为-2µs、0µs和2µs。
（3）PTO控制包络表：设包络表的表地址为VB200，建立的 PTO控制包络表见表8。
状态字节寄存器
HSC2 SM56.5 SM56.6 SM56.7
HSC3 SM136.5 SM136.6 SM136.7
HSC2 SM146.5 SM146.6 SM146.7
HSC5
描述
SM156.5 SM156.6 SM156.7
当前计数方向：0= 减计数；1=加计数
0=当前值不等于预 置值；1=等于
CPU 222
4 HSC0、HSC3～
HSC5
CPU 222
6 HSC0～
HSC5
CPU226 6
HSC0～HSC5
① 内部方向输入信号的单相加/减计数器（工作模式0～2）， 可用高速计数器的控制字节的第3位控制加计数或减计数。该位为 1时为加计数，0为减计数。
图1 内部方向输入信号的单相加/减计数
Байду номын сангаас
占用的输入端子及功能
I0.0
I0.1
I0.2
×
I0.3
I0.4
I0.5
×
I0.6
I0.7
I1.0
I1.1
I1.2
I1.3
I1.4
I1.5
I0.1
×
×
×
I0.4
×
×
×
脉冲输
×
×
×
入端
×
×
×
×
复位端
×
脉冲输 入端
方向控 制端
复位端 ×
起动 ×
复位端
×
加计数 脉冲输 入端
减计数 脉冲
输入端
复位端 ×
复位端
01
教学目标与任务
02
相关理论知识
03
训练任务
04
课堂练习
【教学目标】
1.掌握高速计数器指令与高速脉冲输出指令的功能及应用编程 2.熟悉S7-200系列PLC的结构和外部I/O接线方法 3.熟悉STEP7-Micro/WIN编程软件的使用方法 4.熟悉步进电机启停PLC控制工作原理和程序设计方法
【教学任务】
V内存地址
VB200 VB201 VB203 VB205 VB209 VB211 VB213 VB217 VB219 VB221
参数存放地址空 间
VB200 VW201 VW203 VDW205 VW209 VW211 VDW213 VW217 VW219 VDW221
名称 表地址
段1
段2
段3
参数值
15
操作步骤正确，动作熟练。（允许根 据输出情况进行反复修改和完善）
违规操作一次扣5 分
10 运行结果正确
酌情扣分
10 口试答辩正确
表述不清楚扣5分
② 外部方向输入信号的单相加/减计数器（工作模式3～5）， 方向输入信号为1时为加计数，为0时为减计数。
图2 外部方向输入信号的单相加/减计数
③ 有加计数时钟脉冲和减计数时钟脉冲输入的双相计数器（工作模式 6～8），若加计数器脉冲和减计数器脉冲的上升沿出现的时间间隔不到 0.3ms，高速计数器会认为这两个事件是同时发生的，当前值不变，也不会 有计数方向变化的指示。反之，高速计数器就能够捕捉到每一个独立事件。
1. 练习高速计数器指令与高速脉冲输出指令的基本使用方法，能 够正确编制步进电机启停PLC控制程序；
2. 能够独立完成步进电机启停PLC控制线路的安装； 3. 按规定进行通电调试，出现故障时，能根据设计要求独立检修，
直至系统正常工作。
主机 可用HSC数量
HSC地址
CPU 221
4 HSC0、 HSC3～HSC5
HSC允许：0=禁止； 1=允许
HSC0 SMD38 SMD42
HSC1 SMD48 SMD52
当前值、预设值地址寄存器 HSC2 HSC3 HSC2 HSC5 SMD58 SMD138 SMD148 SMD158 SMD62 SMD142 SMD152 SMD162
描述 新的当前值 新的预置值
HSC 编号 及 其对 应 端子 HSC 工作 模式
起动 × ×
指令格式
功能描述
高速计数器定义指令，使能输入有效时，为指定 的高速计数器分配一种工作方式
高速计数器指令，使能输入有效时，根据高速计 数器的特殊存储器位的状态，并按照HDEF指令指 定的模式，设置高速计数器并控制其工作
HSC0 SM36.5 SM36.6 SM36.7
HSC1 SM46.5 SM46.6 SM46.7
5）通电调试，验证是否符合设计要求
➢ 调试：在老师的现场监护下进行通电调试，验证是否符合设计要求。 （1）编写梯形图程序，编译后将编译好的梯形图程序下载到PLC中。 （2）观察Q0.0输出端口连接的步进电机是否为启动加速运行，然后匀速 运行，最后减速停止。
➢ 检修：如果故障检修，学生应独立完成检修调试，直至能够正常工作。 （1）检修线路连接是否正确。 （2）梯形图程序编写中包络表初始化、PTO控制字节设置及输出端子使 用是否正确。
0
1
2
3
4
5
6
功能说明
占用的输入端子及功能
HSC0
I0.0
I0.1
I0.2
×
HSC4
I0.3
I0.4
I0.5
×
HSC1
I0.6 I0.7
I1.0 I1.1
HSC2
I1.2 I1.3
I1.4 I1.5
HSC3
I0.1
×
×
×
HSC5
I0.4
×
×
×
单路脉冲输入的内部方向控制加/
×
减计数 SM37.3=0，减计数 SM37.3=1，加计数
控制字节寄存器
SM137.4 SM137.5 SM137.6 SM137.7
SM147.4 SM147.5 SM147.6 SM147.7
SM157.4 SM157.5 SM157.6 SM157.7
写入计数方向：0= 不更新；1=更新
写入预置值：0=不 更新；1=更新
写入当前值：0=不 更新；1=更新
0 1 2 3 4 5 6 7 8
功能说明
HSC0
HSC4
HSC1
HSC2
HSC3
HSC5 单路脉冲输入的内部方向控制加/减计数
SM37.3=0，减计数 SM37.3=1，加计数
单路脉冲输入的外部方向控制加/减计数 方向控制端=0，减计数 方向控制端=1，加计数
两路脉冲输入的单相加/减计数 加计数端有脉冲输入，加计数 减计数端有脉冲输入，减计数
根据根据任务要求，PLC需要输出一定数量的多串脉冲来控制 步进电机运行，可以采用高速脉冲发生器为Q0.0，并且确定PTO为 三段脉冲管线（AB段、BC段与CD段）。
（1）三段PTO脉冲序列：即A→B阶段，约200个脉冲，其初始 频率为2kHz，周期为500µs，最终频率为10kHz，周期为200µs； B→C阶段，约3600个脉冲，其初始与最终频率均为10kHz，周期 为100µs；C→D阶段，约200个脉冲，其初始频率为10kHz，周期 为100µs，最终频率为2kHz，周期为500µs。
--
--
--
0=启动信号高电平有 效；1=低电平
--
SM147.2
--
0=2×计数速率； 1=1×计数速率
SM137.3 SM147.3 SM157.3 0=减计数；1=加计数
SM37.4 SM37.5 SM37.6 SM37.7
SM47.4 SM47.5 SM47.6 SM47.7
SM57.4 SM57.5 SM57.6 SM57.7
脉冲输 × 入端
×
×
×
×
×
复位端 ×
单路脉冲输入的外部方向控制加/ 减计数
方向控制端=0，减计数 方向控制端=1，加计数
脉冲输 入端
方向控 制端
复位端 ×
复位端
起动 × ×
两路脉冲输入的单相加/减计数 加计数 减计数 复位端 起动
步进电机启停PLC控制：步进电机运行控制过程如图8所示，从A 点到B点为加速阶段，B点到C点为恒速阶段，C点到D点为减速阶段。
0=当前值不大于预 置值；1=大于
控制字节寄存器
HSC0 SM37.0
-SM37.2 SM37.3
HSC1 SM47.0 SM47.1 SM47.2 SM47.3
HSC2 SM57.0 SM57.1 SM57.2 SM57.3
HSC3 HSC2 HSC5
描述
--
SM147.0
--
0=复位信号高电平有 效；1=低电平
3 500µs -2µs 200 100µs 0µs 3600 100µs 2µs 200
说明
段总数 初始周期 每个脉冲的周期增量△
脉冲数 初始周期 每个脉冲的周期增量△
脉冲数 初始周期 每个脉冲的周期增量△
脉冲数
01 1台S7-200 CPU224 PLC
1
） 02 彩灯显示控制模块（L1 — L16）
图3 两路脉冲输入信号的单相加/减计数
④ A/B相正交计数器（工作模式9～11），它的两路计数器脉冲的相位 互差90o，正转时A相时钟脉冲比B时钟脉冲超前90o，反转时A相时钟脉冲比 B相时钟脉冲滞后90o，可实现正传时加计数，反转时减计数，如图4，5。
图4 两路脉冲输入信号的双相正交加/减计数1×模式
设 备
03 装有STEP7-Micro/WIN编程软件的PC机
配
置 04 PC/PPI电缆
05 连接导线若干
2）I/O分配及功能
编程元件地址 Q0. 0 Q1. 0
输出 功能
步进电机运行交流接触器KM1 步进电机运行停止显示指示灯L1
3）PLC接线示意图
4）编写图形程序
4）编写图形程序
4）编写图形程序
PWM输出控制：从PLC的Q0.0端子输出PWM脉冲波， 脉冲宽度初始值为0.5s，周期固定为5s。当PWM脉冲输出 启动后，其脉宽每周期递增0.5s，当脉宽达到4.5s时，改为 每周期递减0.5s，当脉宽达到0.5s时又开始递增，不断重复 执行。PWM脉冲输出的停止由I0.2的上升沿控制。
结合学生完成的情况进行点评并给出考核成绩，展示 学生优秀设计方案和程序，激发学生学习热情。