西門子S7-200PLC的介紹及控制伺服和步進電機的詳細資料概述

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

當組態(tài)一個輸出為PTO 操作時，生成一個50%占空比脈沖串用于步進電機或伺服電機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。但應用程序必須通過PLC內置I/O 提供方向和限位控制。

為了簡化用戶應用程序中位控功能的使用，STEP7--Micro/WIN 提供的位控向導可以幫助您在幾分鐘內全部完成PWM，PTO 或位控模塊的組態(tài)。向導可以生成位置指令，用戶可以用這些指令在其應用程序中為速度和位置提供動態(tài)控制。

2、開環(huán)位控用于步進電機或伺服電機的基本信息

借助位控向導組態(tài)PTO 輸出時，需要用戶提供一些基本信息，逐項介紹如下：

⑴ 最大速度 （MAX_SPEED）和啟動/停止速度 （SS_SPEED）

圖1是這2 個概念的示意圖。

MAX_SPEED 是允許的操作速度的最大值，它應在電機力矩能力的范圍 。 驅動負載所需的力矩由摩擦力、慣性以及加速/減速時間決定。

圖1 最大速度和啟動/停止速度示意

SS_SPEED：該數(shù)值應滿足電機在低速時驅動負載的能力，如果SS_SPEED 的數(shù)值過 低，電機和負載在運動的開始和結束時可能會搖擺或顫動。如果SS_SPEED 的數(shù)值過高，電機會在啟動時丟失脈沖，并且負載在試圖停止時會使電機超速。通常，SS_SPEED 值是MAX_SPEED 值的5%至15%。

⑵加速和減速時間

加速時間ACCEL_TIME：電機從 SS_SPEED速度加速到MAX_SPEED速度所需的時間。 減速時間DECEL_TIME：電機從MAX_SPEED速度減速到SS_SPEED速度所需要的時間。

圖2 加速和減速時間

加速時間和減速時間的缺省設置都是1000 毫秒。通常，電機可在小于1000 毫秒的時間工作。參見圖2。這2 個值設定時要以毫秒為單位。

注意：電機的加速和失速時間要 過測試來確定。開始時，您應輸入一個較大的值。逐漸減少這個時間值直至電機開始失速，從而優(yōu)化您應用中的這些設置。

⑶移動包絡

一個包絡是一個預先定義的移動描述，它包括一個或多個速度，影響著從起點到終點的移動。一個包絡由多段組成，每段包含一個達到目標速度的加速/減速過程和以目標速度勻速運行的一串固定數(shù)量的脈沖。 位控向導提供移動包絡定義界面，在這里，您可以為您的應用程序定義每一個移動包絡。PTO 支持最大100 個包絡。

定義一個包絡，包括如下幾點：①選擇操作模式；②為包絡的各步定義指標。③為包絡定義一個符號名。

⑴選擇包絡的操作模式：PTO 支持相對位置和單一速度的 續(xù)轉動，如圖3所示，相對位置模式指的是運動的終點位置是從起點側開始計算的脈沖數(shù)量。單速續(xù)轉動則不需要提供終點位置，PTO 一直持續(xù)輸出脈沖，直至有其他命令發(fā)出，例如到達原點要求停發(fā)脈沖。

圖3 一個包絡的操作模式

⑵包絡中的步

一個步是工件運動的一個固定距離，包括加速和減速時間 的距離。PTO 每一包絡最大允許29 個步。

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

圖4 包絡的步數(shù)示意

7.2.5 使用位控向導編程

STEP7 V4.0 軟件的位控向導能自動處理PTO 脈沖的單段管線和多段管線、脈寬調

制、SM 位置配置和創(chuàng)建包絡表。

本節(jié)將給出一個在YL-335A 上實現(xiàn)的簡單工作任務例子，闡述使用位控向導編程的方法和步驟。表1 是YL-335A 上實現(xiàn)步進電機運行所需的運動包絡。

表1 步進電機運行的運動包絡

1、使用位控向導編程的步驟如下：

1）為S7--200 PLC選擇選項組態(tài) 置PTO/PWM操作。

在STEP7 V4.0軟件命令菜單中選擇 工具→位置控制向導并選擇配置S7-200PLC內

置PTO/PWM操作，如圖5所示。

圖5 位控向導啟動界面

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