1、步進電機啟停PLC控制教學目標與任務01相關理論知識02訓練任務03課堂練習04步進電機啟停PLC控制教學目標與任務01相關理論知識02訓練1.掌握高速計數器指令與高速脈沖輸出指令的功能及應用編程2.熟悉S7-200系列PLC的結構和外部I/O接線方法3.熟悉STEP7-Micro/WIN編程軟件的使用方法4.熟悉步進電機啟停PLC控制工作原理和程序設計方法【教學目標】【教學任務】練習高速計數器指令與高速脈沖輸出指令的基本使用方法，能夠正確編制步進電機啟停PLC控制程序；能夠獨立完成步進電機啟停PLC控制線路的安裝；按規定進行通電調試，出現故障時，能根據設計要求獨立檢修，直至系統正常工作。教學

2、目標與任務1.掌握高速計數器指令與高速脈沖輸出指令的功能及應用編程【教主機CPU 221CPU 222CPU 222CPU226可用HSC數量4466HSC地址HSC0、HSC3HSC5HSC0、HSC3HSC5HSC0HSC5HSC0HSC5相關理論知識1.高速計數器類別主機CPU 221CPU 222CPU 222CPU226可圖1 內部方向輸入信號的單相加/減計數相關理論知識2.高速計數器計數方式 內部方向輸入信號的單相加/減計數器（工作模式02），可用高速計數器的控制字節的第3位控制加計數或減計數。該位為1時為加計數，0為減計數。圖1 內部方向輸入信號的單相加/減計數相關理論知識2.高

3、 外部方向輸入信號的單相加/減計數器（工作模式35），方向輸入信號為1時為加計數，為0時為減計數。圖2 外部方向輸入信號的單相加/減計數相關理論知識2.高速計數器計數方式 外部方向輸入信號的單相加/減計數器（工作模式35）圖3 兩路脈沖輸入信號的單相加/減計數 有加計數時鐘脈沖和減計數時鐘脈沖輸入的雙相計數器（工作模式68），若加計數器脈沖和減計數器脈沖的上升沿出現的時間間隔不到0.3ms，高速計數器會認為這兩個事件是同時發生的，當前值不變，也不會有計數方向變化的指示。反之，高速計數器就能夠捕捉到每一個獨立事件。相關理論知識2.高速計數器計數方式圖3 兩路脈沖輸入信號的單相加/減計數 有加計數

4、時鐘 A/B相正交計數器（工作模式911），它的兩路計數器脈沖的相位互差90o，正轉時A相時鐘脈沖比B時鐘脈沖超前90o，反轉時A相時鐘脈沖比B相時鐘脈沖滯后90o，可實現正傳時加計數，反轉時減計數，如圖4，5。相關理論知識2.高速計數器計數方式圖4 兩路脈沖輸入信號的雙相正交加/減計數1模式 A/B相正交計數器（工作模式911），它的兩路計數圖5 兩路脈沖輸入信號的雙相正交加/減計數4模式 A/B相正交計數器（工作模式911），它的兩路計數器脈沖的相位互差90o，正轉時A相時鐘脈沖比B時鐘脈沖超前90o，反轉時A相時鐘脈沖比B相時鐘脈沖滯后90o，可實現正傳時加計數，反轉時減計數，如圖4，5

5、。相關理論知識2.高速計數器計數方式圖5 兩路脈沖輸入信號的雙相正交加/減計數4模式 相關理論知識3.高速計數器工作模式及其外部輸入端子HSC編號及其對應端子HSC工作模式功能說明占用的輸入端子及功能HSC0I0.0I0.1I0.2HSC4I0.3I0.4I0.5HSC1I0.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1HSC5I0.40單路脈沖輸入的內部方向控制加/減計數SM37.3=0，減計數SM37.3=1，加計數脈沖輸入端12復位端3單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計數方向控制端=0，減計數方向控制端=1，加計數脈沖輸入端方向控制端復位端起動45復

6、位端6兩路脈沖輸入的單相加/減計數加計數端有脈沖輸入，加計數減計數端有脈沖輸入，減計數加計數脈沖輸入端減計數脈沖輸入端復位端起動78復位端9兩路脈沖輸入的雙相正交計數A相脈沖超前B相脈沖，加計數A相脈沖滯后B相脈沖，減計數A相脈沖輸入端B相脈沖輸入端10復位端11復位端起動相關理論知識3.高速計數器工作模式及其外部輸入端子HSC編指令格式功能描述高速計數器定義指令，使能輸入有效時，為指定的高速計數器分配一種工作方式高速計數器指令，使能輸入有效時，根據高速計數器的特殊存儲器位的狀態，并按照HDEF指令指定的模式，設置高速計數器并控制其工作相關理論知識4.指令格式及功能指令格式功能描述高速計數器定

7、義指令，使能輸入有效時，為指定的狀態字節寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC5描述SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5當前計數方向：0=減計數；1=加計數SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.60=當前值不等于預置值；1=等于SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.70=當前值不大于預置值；1=大于相關理論知識5.特殊功能存儲器狀態字節寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC控制字節寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC5描述SM37.0

8、SM47.0SM57.0- -SM147.0- -0=復位信號高電平有效；1=低電平- -SM47.1SM57.1- - - -0=啟動信號高電平有效；1=低電平SM37.2SM47.2SM57.2- -SM147.2- -0=2計數速率；1=1計數速率SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.30=減計數；1=加計數相關理論知識5.特殊功能存儲器控制字節寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC控制字節寄存器SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4寫入計數方向：0=不更新；1=更新SM37.5SM47.5SM5

9、7.5SM137.5SM147.5SM157.5寫入預置值：0=不更新；1=更新SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6寫入當前值：0=不更新；1=更新SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7HSC允許：0=禁止；1=允許相關理論知識5.特殊功能存儲器控制字節寄存器SM37.4SM47.4SM57.4SM137當前值、預設值地址寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC2HSC5描述SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158新的當前值SMD42SMD52SMD62SMD142SMD152SMD

10、162新的預置值相關理論知識5.特殊功能存儲器當前值、預設值地址寄存器HSC0HSC1HSC2HSC3HS6.高速計數器工作模式及其外部輸入端子相關理論知識HSC編號及其對應端子HSC工作模式功能說明占用的輸入端子及功能HSC0I0.0I0.1I0.2HSC4I0.3I0.4I0.5HSC1I0.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1HSC5I0.40單路脈沖輸入的內部方向控制加/減計數SM37.3=0，減計數SM37.3=1，加計數脈沖輸入端12復位端3單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計數方向控制端=0，減計數方向控制端=1，加計數脈沖輸入端方向控

11、制端復位端起動45復位端6兩路脈沖輸入的單相加/減計數加計數端有脈沖輸入，加計數減計數端有脈沖輸入，減計數加計數脈沖輸入端減計數脈沖輸入端復位端起動78復位端9兩路脈沖輸入的雙相正交計數A相脈沖超前B相脈沖，加計數A相脈沖滯后B相脈沖，減計數A相脈沖輸入端B相脈沖輸入端10復位端11復位端起動6.高速計數器工作模式及其外部輸入端子相關理論知識HSC編訓練任務：步進電機啟停PLC控制1.任務引入步進電機啟停PLC控制：步進電機運行控制過程如圖8所示，從A點到B點為加速階段，B點到C點為恒速階段，C點到D點為減速階段。訓練任務：步進電機啟停PLC控制1.任務引入步進電機啟停訓練任務：步進電機啟停P

12、LC控制2.任務分析根據根據任務要求，PLC需要輸出一定數量的多串脈沖來控制步進電機運行，可以采用高速脈沖發生器為Q0.0，并且確定PTO為三段脈沖管線（AB段、BC段與CD段）。 （1）三段PTO脈沖序列：即AB階段，約200個脈沖，其初始頻率為2kHz，周期為500s，最終頻率為10kHz，周期為200s；BC階段，約3600個脈沖，其初始與最終頻率均為10kHz，周期為100s；CD階段，約200個脈沖，其初始頻率為10kHz，周期為100s，最終頻率為2kHz，周期為500s。訓練任務：步進電機啟停PLC控制2.任務分析根據根據任務訓練任務：步進電機啟停PLC控制2.任務分析 （2）脈

13、沖的周期增量：設每段最終脈沖周期為Tf，初始周期為Ti，每個脈沖的周期增量為，脈沖數為P，脈沖的周期增量可以表示為=(Tf Ti)/P，則三段PTO脈沖序列的脈沖周期增量分別為-2s、0s和2s。 （3）PTO控制包絡表：設包絡表的表地址為VB200，建立的PTO控制包絡表見表8。訓練任務：步進電機啟停PLC控制2.任務分析 （2V內存地址參數存放地址空間名稱參數值說明VB200VB200表地址3段總數VB201VW201段1500s初始周期VB203VW203-2s每個脈沖的周期增量VB205VDW205200脈沖數VB209VW209段2100s初始周期VB211VW2110s每個脈沖的周

14、期增量VB213VDW2133600脈沖數VB217VW217段3100s初始周期VB219VW2192s每個脈沖的周期增量VB221VDW221200脈沖數訓練任務：步進電機啟停PLC控制2.任務分析V內存地址參數存放地址空間名稱參數值說明VB200VB200訓練任務：步進電機啟停PLC控制3.任務實施1）設備配置連接導線若干05PC/PPI電纜04裝有STEP7-Micro/WIN編程軟件的PC機03彩燈顯示控制模塊（L1 L16）021臺S7-200 CPU224 PLC01訓練任務：步進電機啟停PLC控制3.任務實施1）設備配置連接輸 出編程元件地址功能Q0. 0 步進電機運行交流接觸

15、器KM1Q1. 0 步進電機運行停止顯示指示燈L13.任務實施2）I/O分配及功能訓練任務：步進電機啟停PLC控制輸 出編程元件地址功能Q0. 0 步進電機運行交流接觸器KM訓練任務：步進電機啟停PLC控制3.任務實施3）PLC接線示意圖訓練任務：步進電機啟停PLC控制3.任務實施3）PLC接線示4）編寫圖形程序訓練任務：步進電機啟停PLC控制3.任務實施4）編寫圖形程序訓練任務：步進電機啟停PLC控制3.任務實施訓練任務：步進電機啟停PLC控制3.任務實施4）編寫圖形程序訓練任務：步進電機啟停PLC控制3.任務實施4）編寫圖形程序4）編寫圖形程序訓練任務：步進電機啟停PLC控制3.任務實施4

16、）編寫圖形程序訓練任務：步進電機啟停PLC控制3.任務實施調試：在老師的現場監護下進行通電調試，驗證是否符合設計要求。 （1）編寫梯形圖程序，編譯后將編譯好的梯形圖程序下載到PLC中。 （2）觀察Q0.0輸出端口連接的步進電機是否為啟動加速運行，然后勻速運行，最后減速停止。檢修：如果故障檢修，學生應獨立完成檢修調試，直至能夠正常工作。 （1）檢修線路連接是否正確。 （2）梯形圖程序編寫中包絡表初始化、PTO控制字節設置及輸出端子使用是否正確。訓練任務：步進電機啟停PLC控制5）通電調試，驗證是否符合設計要求調試：在老師的現場監護下進行通電調試，驗證是否符合設計要求。課堂練習1.練習任務PWM輸出控制：從PLC的Q0.0端子輸出PWM脈沖波，脈沖寬度初始值為0.5s，周期固定為5s。當PWM脈沖輸出啟動后，其脈寬每周期遞增0.5s，當脈寬達到4.5s時，改為每周期遞減0.5s，當脈寬達到0.5s時又開始遞增，不斷重復執行。PWM脈沖輸出的停止由I0.2的上升沿控制。課堂練習1.練習任務PWM輸出控制：從PLC的Q考核內容滿分評分要求備注選擇輸入輸出設備及地址10設備及端口地址選擇正確每