PLC编程与应用（S7-1200）（第二版）教学课件项目七 任务准备（修改）.pptx

项目八S7-1200PLC在运动控制系统中的应用——任务准备

项目描述通过S7-1200PLC实现常见的运动控制，包括步进电机驱动系统的运动控制、伺服驱动系统的运动控制系统等。

一、控制要求（1）实现步进电机的运动控制；（2）实现伺服电机的运动控制。

二、硬件电路设计1.硬件选择名称型号步进电机3S57Q-04079步进电机驱动器Kinco3M458PLCCPU1214CDC/DC/DC按钮一佳LA38-11BN

2.I/O地址分配根据控制要求列出所用的输入/输出点，并为其分配了相应的地址，其中I/O分配表如下表所示。I/O分配表图表输入输出原点开关SC1I0.0脉冲信号输出Q0.0下限行程开关SC2I0.1方向信号输出Q0.1上限行程开关SC3I0.2启动按钮SB1I0.3停止按钮SB2I0.4控制器使能Q0.4（备用）正向点动按钮I0.5反向点动按钮I0.6暂停按钮I0.7复位按钮I1.0回原点按钮I1.1

3.电气原理图根据I/O分配表和控制要求，设计电气原理图，如下图所示。电气原理图

知识点1运动控制基础一、电气运动控制运动控制的动力源电动机旋转的机械能：电机运动控制气体和流体的压力能：气液运动控制燃料（煤、油等）化学能：热机运动控制

知识点1运动控制基础二、运动控制系统组成包括：速度控制和点位控制2、运动控制的组成能实现机械运动精确的位置、速度、加速度、转矩或力等控制的计算机控制装置。用来将运动控制器的控制信号（通常是速度或扭矩信号）转换为更高功率的电流或电压信号驱动执行器。光电编码器、旋转变压器或霍尔效应设备等，用以反馈执行器的实际位置到控制器，以实现和位置和速度的闭环控制。如液压泵、气缸、线性执行机构或电机，可以驱动负载。用以将执行器的运动转换为期望的运动形式，它包括减速箱、轴、联轴器、滚珠丝杠、轴承及轴承座、齿形带等等。1、运动控制的功能运动控制器驱动器或放大器反馈传感器执行器机械传动部件

知识点1运动控制基础三、选择运动控制器运动控制器选择注意事项：1、确定执行电机类型：根据要开发生产设备的工作特点。2、确定电机轴数和工作模式：设备要求的电机数量；速度、力矩或位置模式3、确定位置检测、反馈模式，选择是否采用光电编码器、光栅尺或磁栅尺。4、确定功能、精度等要求：包括输入输出信号数量。5、确定厂家品牌和型号：要考虑客户需求。

知识点2步进电机基础一、步进电机(steppingmotor)概念步进电机又称为脉冲电机，它是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，所以称这种电机为“步进”电机，常见几种步进电机外观如图所示。

知识点2步进电机基础二、步进电机结构原理1、步进电机的结构步进电机是由一组缠绕在电机固定部件--定子齿槽上的线圈驱动的。通常情况下，一根绕成圈状的金属丝叫做螺线管，而在电机中，缠绕在齿上的金属丝则叫做绕组、线圈、或相。步进电机的转子表面和定子靠近转子的内表面均有细齿，定子绕组通电后产生磁场，在该磁场的作用下，转子的齿就会旋转一定角度与定子的齿对齐。步进电机的结构如图所示。

知识点2步进电机基础二、步进电机结构原理2、步进电机工作原理步进电机属于一种感应电机，但是基于电磁铁原理，将电能转换为机械能。它是一种可以自由回转的电磁铁。其动作原理是利用电子电路，分时供给电机各相定子绕组直流电源，产生脉动旋转磁场，步进电机转子才能一步一步旋转。步进电机驱动器就是为步进电机分时供电的，是一种时序控制器。

知识点2步进电机基础二、步进电机结构原理2、步进电机工作原理下图是一只三相反应式步进电动机的原理图。定子铁心为凸极式，共有三对（六个）磁极，每两个空间相对的磁极上绕有一相控制绕组。当A相控制绕组通电，其余两相均不通电，电机内建立以定子A相极为轴线的磁场。由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点，使转子齿1、3的轴线与定子A相极轴线对齐，如图所示。

知识点2步进电机基础二、步进电机结构原理2、步进电机工作原理若A相控制绕组断电、B相控制绕组通电时，转子在反应转矩的作用下，逆时针转过30°，使转子齿2、4的轴线与定子B相极轴线对齐，即转子走了一步，如左图（b）所示。

知识点2步进电机基础二、步进电机结构原理2、步进电机工作原理若再断开B相，使C相控制绕组通电，转子逆时针方向又转过30°，使转子齿1、3的轴线与定子C相极轴线对齐，如图（c）所示。如此按A—B—C—A的顺序轮流通电，转子就会一步一步地按逆时针方向转动