步進電動機的PLC控制14-4月-251任務3.2觸摸屏控制步進電動機任務3.1步進電動機控制工作臺定位2項目三

步進電動機的PLC控制任務3.1步進電動機控制工作臺定位圖3-1所示是步進電動機控制工作臺實現定位，其中工作臺安裝在直線絲杠上能左右滑行，步進電動機則由S7-1200PLC和步進驅動器控制。根據如下要求進行電氣連接并編程：1.工作臺定位裝置設有左限位（限位開關1）、原點（限位開關2）、右限位（限位開關3）。1.工作臺定位裝置設有左限位（限位開關1）、原點（限位開關2）、右限位（限位開關3）。【任務描述】圖3-1任務3.1控制示意2.操作盒設有4個選擇開關和4個按鈕，其中SA1為允許進行步進電動機控制（ON為允許、OFF為禁止）、SA2為手動/自動選擇開關（OFF為手動、ON為自動）、SA3為位置選擇開關1、SA4為位置選擇開關2。3.在SA2=OFF時，可以通過SB1進行左行點動運行或SB2進行右行點動運行，也可以通過SB3進行回零命令。4.在SA2=ON時，通過SA3和SA4的四個狀態可以選擇絕對位置1-4的距離分別是-35mm、-7.5mm、+12mm、+46mm，此時按下按鈕SB1可以自動進行絕對位置定位。5.當步進控制系統故障時，可以按下SB4進行復位。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務描述】任務3.1步進電動機控制工作臺定位由于步進電動機具有反應快、慣性小和速度高等優點，廣泛應用在雕刻機、激光制版機、貼標機、激光切割機、噴繪機、數控機床、機械手等各種自動化設備和儀器中。【任務探究】3.1.1步進電動機工作原理圖3-2步進電動機工作原理任務3.1步進電動機控制工作臺定位步進電動機種類很多，根據運轉方式可分為旋轉式、直線式和平面式，其中旋轉式應用最為廣泛。旋轉式步進電動機又分為反應式、永磁式、混合式三種。永磁式步進電動機的轉子采用永久磁鐵制成，反應式步進電動機的轉子采用軟磁性材料制成，混合式步進電動機則是混合了永磁式和反應式的優點。【任務探究】3.1.2步進電動機的種類任務3.1步進電動機控制工作臺定位1.三相六極反應式步進電動機圖3-3所示是一個三相六極反應式步進電動機，它主要由凸極式定子、定子繞組和帶有4個齒的轉子組成。【任務探究】3.1.2步進電動機的種類圖3-3三相六極反應式步進電動機工作原理反應式步進電動機工作原理分析如下。①當A相定子繞組通電時，如圖3-3（a）所示，繞組產生磁場，由于磁場磁感線力極。通過磁阻最小的路徑，在磁場的作用下，轉子旋轉使齒1、3分別正對A、A'極。②當B相定子繞組通電時，如圖3-3（b）所示，繞組產生磁場，在繞組磁場的作用下，轉子旋轉使齒2、4分別正對B、B'極。③當C相定子繞組通電時，如圖3-3（c）所示，繞組產生磁場，在繞組磁場的作用下，轉子旋轉使齒3、1分別正對C、C'極。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.2步進電動機的種類從圖3-3中可以看出，當A、B、C相按A→B→C順序依次通電時，轉子逆時針旋轉，并且轉子齒1由正對A極運動到正對C'；若按A→C→B順序通電，轉子則會順時針旋轉。給某定子繞組通電時，步進電動機會旋轉一個角度；若按A→C→B→A→B→C→…順序依次不斷給定子繞組通電，轉子就會連續不斷地旋轉。圖3-3中的步進電動機為三相單三拍反應式步進電動機，其中“三相”是指定子繞組為3組，“單”是指每次只有一相繞組通電，“三拍”是指在一個通電循環周期內繞組有3次供電切換。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.2步進電動機的種類2.步距角步進電動機的定子繞組每切換一相電源，轉子就會旋轉一個固定角度，該角度稱為步距角。圖3-3中步進電動機定子圓周上平均分布著6個凸極，任意2個凸極之間的角度為60°，轉子每個齒由一個凸極移到相鄰的凸極需要前進2步，因此該轉子的步距角為30°。步進電動機的步距角θs可用下面的公式計算：任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.2步進電動機的種類（式3-1）式中，Z為轉子的齒數，N為一個通電循環周期的拍數。圖3-3中的步進電動機的轉子齒數Z=4，一個通電循環周期的拍數N=3，則步距角θs=30°。因此，步進電動機的步距角表示控制系統每發送一個脈沖信號時電動機所轉動的角度。步進電動機的角位移量或線位移量與電脈沖數成正比，即步進電動機的轉動距離正比于施加到驅動器上的脈沖數。步進電動機轉動（即電動機出力軸轉動角度）和脈沖數的關系如下所示：任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.2步進電動機的種類（式3-2）3.轉速控制脈沖頻率，可控制步進電動機的轉速，因為步進電動機的轉速與施加到步進電動機驅動器上的脈沖信號頻率成比例關系。在整步模式下，電動機的轉速[r/min]與脈沖頻率[Hz]的關系如下：任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.2步進電動機的種類（式3-3）4.三相單雙六拍反應式步進電動機三相單三拍反應式步進電動機的步距角較大，穩定性較差；而三相單雙六拍反應式步進電動機的步距角較小，穩定性更好。三相單雙六拍反應式步進電動機結構示意如圖3-4所示。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.2步進電動機的種類圖3-4三相單雙六拍反應式步進電動機結構示意三相單雙六拍反應式步進電動機工作原理分析如下。①當A相定子繞組通電時，如圖3-4圖（a）所示，繞組產生磁場，由于磁場磁感線力通過磁阻最小的路徑，在磁場的作用下，轉子旋轉使齒1、3分別正對A、A'極。②當A、B相定子繞組同時通電時，繞組產生圖3-4（b）所示的磁場，在繞組磁場的作用下，轉子旋轉使齒2、4分別向B、B'極靠近。③當B相定子繞組通電時，如圖3-4（c）所示，繞組產生磁場，在繞組磁場的作用下，轉子旋轉使齒2、4分別正對B、B'極。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.2步進電動機的種類④當B、C相定子繞組同時通電時，如圖3-4（d）所示，繞組產生磁場，在繞組磁場的作用下，轉子旋轉使齒3、1分別向C、C'極靠近。⑤當C相定子繞組通電時，如圖3-4（e）所示，繞組產生磁場，在繞組磁場的作用下，轉子旋轉使齒3、1分別正對C、C'極。從圖3-4中可以看出，當A、B、C相按A→AB→B→BC→C→CA→A…順序依次通電時，轉子步進逆時針旋轉，每一個通電循環分6拍，其中3個單拍通電，3個雙拍通電，因此這種反應式三相單雙六拍電動機稱為三相單雙六拍反應式步進電動機。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.2步進電動機的種類5.四相步進電動機拍數參考三相步進電動機，四相步進電動機最常見的逆時針通電方式有四相單四拍(A-B-C-D-A)、四相雙四拍(AB-BC-CD-DAAB)、四相單雙八拍(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)。由此也可以看出，步進電動機的正反轉控制，實際上是通過改變通電順序實現的。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.2步進電動機的種類不管是三相單三拍步進電動機還是三相單雙六拍步進電動機，它們的步距角都比較大，若用它們作為傳動設備動力源時往往不能滿足精度要求。為了減小步距角，實際的步進動機通常在定子凸極和轉子上開很多小齒。步進電動機的結構示意圖如圖3-5所示。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.3步進電動機的結構14-4月-25圖3-5三相步進電動機的結構示意步進電動機運行模式分為整步、半步、細分。以二相、轉子齒為50齒的步進電動機為例，四拍運行時步距角為θs=360°/(50x4)=1.8°，俗稱整步；八拍運行時步距角為θs=360°/(50x8)=0.9°，俗稱半步。為了將步距角變得更小，可以進行細分。對比圖3-6可以看出某種規律：細分越多，電流矢量分割圓越來越稠密，因為細分驅動是將全部驅動時的各相電流以階梯狀n步逐漸增加，使吸引轉子的力慢慢改變，每次轉子在該力的平衡點靜止，將步距角作n個細分，可使轉子運轉效果光滑。如圖3-6c，這是4細分驅動的分割圖。圖中還可以看出，這時每相電流的曲線較半步驅動時的電流曲線更加細膩，近似正弦波。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.3步進電動機的結構14-4月-25

a)

b)c)

圖3-6細分驅動細分驅動方式是降低振動極為有效的方法，有以下要點需要注意：（1）細分驅動在低速運行時效果越好，如果輸入頻率太快，對細分波形來說，由于不能得到希望的電流波形，會使電動機跟蹤精度變差。（2）理論上細分數越多，降低振動的效果越明顯，但實際到8細分是效果變化并不大。通過實際測試不同細分數的電流波形和電動機轉動角，發現8細分與16細分以上不會有效果的差別。（3）細分的角度雖然能定位，但其精度不高，因此定位控制時，用細分的2相或1相導通方式來定位。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.3步進電動機的結構任務3.1步進電動機控制工作臺定位3.1.4步進驅動器步進電動機工作時需要提供脈沖信號，并且提供給定子繞組的脈沖信號要不斷切換，這些需要專門的電路來完成。為了使用方便，通常將這些電路做收成一個成品設備——步進驅動器。如圖3-7所示，步進驅動器的功能就是在控制設備（如PLC或單片機）的控制指令下，通過步進驅動器的脈沖發生控制單元、功率驅動單元、反饋與保護單位為步進電動機提供工作所需的幅度足夠的電信號。【任務探究】3.1.4步進驅動器圖3-7步進驅動器的工作原理步進驅動器種類很多，使用方法大同小異，下面主要以圖3-8所示的通用步進驅動器為例進行說明。步進驅動器有三種輸入信號，分別是脈沖信號、方向信號和使能信虧，這些信號來自控制器（如PLC、單片機等）。在工作時，步進驅動器的環形分配器將輸入的脈沖信號多路脈沖，再送到功率放大器進行功率放大，然后輸出大幅度脈沖去驅動步進電動機；方向信號的功能是控制環形分配器分配脈沖的順序，比如先送A相脈沖再送B相脈沖會進電動機逆時針旋轉，那么先送B相脈沖再送A相脈沖則會使步進電動機順時針旋轉；使能信號的功能是允許或禁止步進驅動器工作當使能信號為禁止時，即使輸入脈沖信號和方向信號，步進驅動器也不會工作。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.4步進驅動器圖3-8通用步進驅動器的組成步進驅動器的接線包括輸入信號接線、電源接線和電動機接線。步進驅動器的典型接線如圖3-9所示，圖3-9（a）為某通用步進驅動器與NPN三極管輸出型控制器的接線圖，圖3-9（b）為某通用步進驅動器與PNP三極管輸出型控制器的接線圖。通用步進驅動器輸入信號有6個接線端子，這6個端子分別是ENA+、ENA-、DIR+、DIR-、PUL+和PUL-。ENA+、ENA-（ENA）端子：使能信號。此信號用于使能和禁止，ENA+接+5V~24V（不同驅動器電源略有不同），ENA-接低電平時，驅動器切斷電動機各相電流使電動機處于自由狀態，此時步進脈沖不被響應。如不需要這項功能，懸空此信號輸入端子即可。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.4步進驅動器DIR+、DIR-（DIR）端子：單脈沖控制方式時為方向信號，用于改變電動機的轉向；雙脈沖按制方式時為了保證電動機可靠響應，方向信號應先于脈沖信號至少5us建立。PUL+、PUL-（PUL）端子：單脈沖控制時為步進脈沖信號，此脈沖上升沿有效；雙脈沖控制時為正轉脈沖信號，脈沖上升沿有效。脈沖信號的低電平時間應大于3us，以保證電動機可靠響應。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.4步進驅動器a）步進驅動器與NPN三極管輸出型控制器的接線b）步進驅動器與PNP三極管輸出型控制器的接線圖3-9通用步進驅動器的典型接線S7-1200可以實現運動控制的基礎在于集成了高速計數口、高速脈沖輸出口等硬件和相應的軟件功能。如圖3-10所示為S7-1200PLC的運動控制應用，即CPU輸出脈沖（即脈沖串輸出，PulseTrainOutput，簡稱PTO）和方向到步進驅動器，驅動器再將從CPU輸入的給定值進行處理后輸出到步進電動機或伺服電動機，帶動絲杠機構，通過控制電動機加速、減速和移動到制定位置；同時PLC也可以從HSC口獲得位置實際脈沖信號，用于閉環控制或位置檢測。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.5步進電動機定位控制應用圖3-10定位控制應用S7-1200的高速脈沖輸出包括脈沖串輸出PTO和脈沖調制輸出PWM，前者可以輸出一串脈沖（占空比50%），用戶可以控制脈沖的周期和個數（如圖3-11a）；后者可以輸出連續的、占空比可以調制的脈沖串，用戶可以控制脈沖的周期和脈寬（如圖3-11b）。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.5步進電動機定位控制應用a）PTO

b）PWM圖3-11高速脈沖PTO和PWM需要注意的是：目前S7-1200的CPU輸出類型只支持PNP輸出、電壓為24VDC的脈沖信號（圖3-12所示），繼電器的點不能用于PTO功能，因此在與步進驅動器連接的過程中尤其要關注。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.5步進電動機定位控制應用圖3-12CPU輸出脈沖和方向西門子S7-1200PLC支持步進控制，在工藝指令中可以獲得如圖3-13所示的一系列運動控制指令，具體為：MC_Power啟用/禁用軸；MC_Reset確認錯誤；MC_Home使軸回零，設置參考點；MC_Halt停止軸；MC_MoveAbsolute絕對定位軸；MC_MoveRelative相對定位軸；MC_MoveVelocity以速度預設值移動軸；MC_MoveJog在點動模式下移動軸；MC_CommandTable按運動順序運行軸命令；MC_ChangeDynamic更改軸的動態設置；MC_WriteParam寫入工藝對象的參數；MC_ReadParam讀取工藝對象的參數。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令圖3-13運動控制指令1.MC_Power指令使用運動控制指令MC_Power（圖3-14所示）可啟用或禁用軸。如果啟用了軸，則分配給此軸的所有運動控制指令都將被啟用；如果禁用了軸，則用于此軸的所有運動控制指令都將無效，并將中斷當前的所有作業流程。MC_Power指令必須在程序里一直調用，并保證MC_Power指令在其他運動指令的前面調用。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令圖3-14MC_Power指令在使用MC_Power指令時，需要注意如下幾點：（1）EN引腳與Enable引腳不同，前者是指令的使能端，不是軸的使能端；后者是外部驅動器使能，即當Enable端變高電平后，PLC就按照工藝對象中組態好的方式使能外部驅動器，而當Enable端變低電平后，PLC就按照StopMode中定義的模式進行停車。（2）StartMode是Int類型，0為速度控制，1為位置控制。（3）StopMode也是Int類型，0：緊急停止，按照緊急停止速度運行，如圖3-15所示；1：立即停止（PLC立即停止發送脈沖）；2：有加速度變化率控制的緊急停止，如果用戶組態了加速度變化率，則軸在減速時會把加速度變化率考慮在內，減速曲線變得平滑，如圖3-15所示。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令a)StopMode=0

b)StopMode=2圖3-15StopMode不同值時的速度時間曲線（4）ErrorID是Word類型，表示錯誤ID，具體如表3-1所示；ErrorInfo也是Word類型，表示錯誤ID的細節信息，即同一個ErrorID會有1個或多個ErrorInfo值，詳細情況請參考《S7-1200運動控制功能手冊》，這里給了ErrorID與ErrorInfo對應關系樣表（表3-2）。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令錯誤名稱ErrorID伴隨軸停止的運行錯誤16#8000-16#8013不伴隨軸停止的運行錯誤16#8200-16#820C塊參數錯誤16#8400-16#8412軸的組態錯誤16#8600-16#864B命令表的組態錯誤16#8700-16#8704內部錯誤16#8FF表3-2ErrorID與ErrorInfo對應關系樣表2.MC_Reset指令如果在運動控制中存在一個需要確認的錯誤，可通過如圖3-16所示調用MC_Reset指令進行，即上升沿激活Execute端，進行復位。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令圖3-16MC_Reset指令在使用MC_Home指令時，需要注意如下幾點：（1）Postion為Real類型的位置值，它是根據Mode值來變化。當Mode=0、2、3完成回原點指令后為軸的絕對位置；當Mode=1時，為當前軸的校正值。（2）Mode為Int類型，表示回零模式。模式0：絕對式直接回零。無論參考原點位置是什么數值，都可以設置軸位置。在不取消其它激活運動控制和軸處于停止狀態下，立即激活MC_Home指令中的Position參數值作為軸的參考點和位置值。圖3-18所示為絕對式直接回零執行回零指令案例。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令14-4月-25任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令a)StopMode=0

b)StopMode=2圖3-15StopMode不同值時的速度時間曲線模式1：相對式直接回零。適用于參考點和軸位置的規則，即新的軸位置

=

當前軸位置

+Position參數的值。圖3-19所示為相對式直接回零執行回零指令案例。圖3-18絕對式直接回零執行回零指令案例模式2：被動回零。在被動回零模式下，運動控制語句MC_Home不執行參考點逼近，不取消其它激活的運動，逼近參考點開關必須由用戶通過運動控制語句或由機械運動執行。模式3：主動回零。在主動回零模式下，運動控制語句MC_Home執行所需要的參考點逼近，并取消其它所有激活的運動。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令圖3-19相對式直接回零執行回零指令案例4.MC_Halt指令如圖3-20所示的MC_Halt指令為停止軸的運動，即每個被激活的軸運動指令，都可執行該命令進行停止，具體動作為：上升沿使能Execute后，軸會立即按照組態好的的減速曲線停車。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令圖3-20MC_Halt指令5.MC_MoveAbsolute指令圖3-21所示的MC_MoveAbsolute指令為絕對位置移動，它需要在定義好參考點、建立起坐標系后才能使用，通過指定參數Position和Velocity可到達機械限位內的任意一點，當上升沿使能Execute選項后，系統會自動計算當前位置與目標位置之間的脈沖數，并加速到指定速度，在到達目標位置時減速到啟動/停止速度。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令圖3-21MC_MoveAbsolute指令在使用MC_MoveAbsolute指令時，需要注意如下幾點：（1）Position和Velocity都是Real類型，表示絕對目標位置值和軸的運動速度。（2）Direction為Int類型，0：速度符號定義方向；1：正向速度運動控制；2：反向運動控制；3：距離目標最短的運動控制。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令6.MC_MoveRelative指令如圖3-22所示的MC_MoveRelative語句表示相對位置移動，它的執行不需要建立參考點，只需定義運行距離、方向及速度。當上升沿使能Execute端后，軸按照設置好的距離與速度運行，其方向根據距離值的符號決定。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令圖3-22MC_MoveRelative指令絕對位置移動指令與相對位置移動的主要區別在于：是否需要建立起坐標系統（即是否需要參考點）。絕對位置移動指令需要知道目標位置在坐標系中的坐標，并根據坐標自動決定運動方向而不需要定義參考點；而相對位置移動只需要知道當前點與目標位置的距離（Distance），用符號正負來表示方向，無需建立坐標系。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令7.MC_MoveVelocity指令圖3-23所示為速度運行指令，即使軸以預設的速度運行。當設定Velocity數值為0.0時，觸發MC_MoveVelocity指令后，軸會以組態的減速度停止運行，相當于MC_Halt指令。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令圖3-23MC_MoveVelocity指令在使用MC_MoveAbsolute指令時，需要注意如下幾點：（1）Direction為Int類型，其中0：旋轉方向取決于參數Velocity值的符號；1：正方向旋轉，忽略參數Velocity值的符號；2：反方向旋轉，忽略參數Velocity值的符號。（2）Current為Bool類型，其中FALSE表示“保持當前速度”已禁用，將使用參數Velocity和Direction的值；TRUE表示“保持當前速度”已啟用，不考慮參數Velocity和Direction的值。當軸繼續以當前速度運動時，參數InVelocity返回值TRUE。（3）Busy的值在減速過程中為TRUE，并且隨InVelocity一起變為FALSE。如果將參數Execute設置為TRUE，則InVelocity和Busy處于鎖定狀態。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令14-4月-258.MC_MoveJog指令圖3-24所示為點動指令，即在點動模式下以指定的速度連續移動軸。在使用該指令的時候，正向點動和反向點動不能同時觸發。正向點動，不是用上升沿觸發，JogForward為1時，軸運行；JogForward為0時，軸停止。類似于按鈕功能，按下按鈕，軸就運行，松開按鈕，軸停止運行。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務探究】3.1.6運動控制相關的指令圖3-24MC_MoveJog指令本任務中PLC選型為西門子CPU1215CDC/DC/DC，輸入接四個選擇開關、四個按鈕和三個限位開關，輸出接步進驅動器的脈沖和方向。表3-3所示為PLC端子控制的I/O分配。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.7PLCI/O分配與步進控制電路設計表3-3輸入輸出定義

PLC軟元件元件符號名稱輸入I0.0SA1步進使能開關I0.1SA2手動OFF/自動ONI0.2SA3位置選擇1I0.3SA4位置選擇2I0.4SB1手動左行按鈕&自動啟動按鈕I0.5SB2手動右行按鈕I0.6SB3回零按鈕I0.7SB4復位按鈕I1.0LS1右限位（NO）I1.1LS2原點（NO）I1.2LS3左限位（NO）輸出Q0.0-PTO脈沖輸出Q0.1-方向圖3-25所示為電氣接線，其中步進驅動器國產通用驅動器、步進電動機采用57兩相系列。需要注意，步進驅動器如果不能接收24V脈沖信號，而只能接收5V脈沖信號，此時要考慮串接電阻（如2K歐姆）。國產步進驅動器的端子說明如下：（1）步進脈沖PUL：該端子是將控制系統發出的脈沖信號轉化為步進電動機的角位移。驅動器每接受一個脈沖信號，就驅動步進電動機旋轉一個步距角，PLS的頻率和步進電動機的轉速成正比，PLS的脈沖個數決定了步進電動機旋轉的角度。（2）方向電平DIR：此端子決定電動機的旋轉方向。此信號為高電平時，電動機為順時針旋轉；信號為低電平時，電動機則為反方向逆時針旋轉。（3）電動機釋放ENA：此端子為選用信號，并不是必須要用的，只在一些特殊情況下使用，此端為高電平或懸空不接時，此功能無效，電動機可正常運行，此功能若用戶不采用，只需將此端懸空即可。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.7PLCI/O分配與步進控制電路設計步進電動機驅動器采用共陰極接法，即將PUL-、DIR-連在一起，與24V電源的GND端相連；PUL+和DIR+分別與PLC的輸出相連。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.7PLCI/O分配與步進控制電路設計圖3-25步進電動機控制系統電氣接線1.工藝對象軸組態準備工作工藝對象軸是用戶程序與步進驅動器之間的接口，用于接收用戶程序中的運動控制命令后執行這些命令并監視運行情況。運動控制命令在用戶程序中通過運動控制語句啟動。在進行工藝對象軸組態之前，先要在PLC的屬性中進行PTO設定（如圖3-26所示），即脈沖A和方向B。這里選用PTO1/PWM1，則脈沖輸出為Q0.0、方向輸出為Q0.1（圖3-27所示）。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-26啟用脈沖發生器任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-27PTO的脈沖選項除此之外，還需要定義好輸入的限位開關和按鈕，如圖3-28所示。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-28輸入定義2.工藝對象軸TO_PositioningAxis組態如圖3-29所示，新增對象軸TO_PositioningAxis，版本為V6.0，名稱為“步進軸”（根據用戶自行定義）。工藝對象“定位軸”（TO_PositioningAxis）用于映射控制器中的物理驅動裝置，可使用運動控制指令，通過用戶程序向驅動裝置發出定位命令。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-29新增對象軸在創建了軸對象后，即可在項目樹的“工藝對象”中找到“步進軸”，可以進行組態、調試、診斷，此處首先進行組態，如圖3-30所示。需要注意的是

符號表示需要重新進行參數。本任務是采用PTO驅動器，因此在“PTO、模擬驅動裝置接口、PROFIdrive”中選擇PTO。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-30

工藝軸組態在圖3-31所示的“驅動器”組態中，與CPU的硬件配置一致，即選擇脈沖發生器為Pulse_1、脈沖輸出為Q0.0、方向為Q0.1，不選擇軸使能信號，同時將“選擇就緒輸入”參數設為“TRUE”。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-31驅動器組態機械組態的參數如圖3-32所示，選項“電動機每轉的脈沖數”為電動機旋轉一周所產生的脈沖個數；選項“電動機每轉的運載距離”為電動機旋轉一周后生產機械所產生的位移，該值可以根據實際情況進行修改。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試根據實際情況修改圖3-33所示為位置限制組態，它可以設置兩種限位，即軟件限位和硬件限位。本任務啟用硬限位開關，正確輸入硬件下限開關輸入（這里設置LS1右限位I0.0）、硬件上限開關輸入（這里設置左限位I0.2）、激活方式（高電平）。在達到硬件限位時，軸將使用急停減速斜坡停車（圖3-34）；在達到軟件限位時，激活的“運動”將停止，工藝對象報故障，在故障被確認后，軸可以恢復在原工作范圍內運動。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-34急停圖3-35所示為動態常規參數，它包括速度限值的單位、最大速度、啟動和停止速度、加速度、加速與減速時間。加減速度與加減速時間這兩組數據，只要定義其中任意一組，系統就會自動計算另外一組數據。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-35

常規在圖3-36所示的主動回零組態中，需要輸入參考點開關（本任務選擇為LS2原點I1.1）。“允許硬限位開關處自動反轉”選項使能后，在“軸”碰到原點之前碰到了硬件限位點，此時系統認為原點在反方向，會按組態好的斜坡減速曲線停車并反轉，若該功能沒有被激活切換且“軸”碰到硬件限位，則回零過程會因為錯誤被取消，并緊急停止。逼近方向定義了在執行原點過程中的初始方向，包括正逼近速度和負逼近速度兩種。逼近速度為進入原點區域時的速度；減小的速度為道道原點位置時的速度。原點位置偏移量則是當原點開關位置和原點實際位置有差別時，在此輸入距離原點的偏移量。除了主動回零，還可以選擇被動回零，它是按照一個方向運行，因此需要設置歸位開關一側是上側還是下側。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-36主動回零3.工藝對象軸的調試在對工藝軸進行組態后，將PLC的硬件配置和軟件全部下載到實體PLC之后，用戶就可以選擇“調試”功能，使用控制面板調試步進電動機及驅動器，以測試軸的實際運行功能。如圖3-37所示為軸控制面板，圖中顯示了選擇調試功能后的控制面板最初狀態，除了“激活”指令外，所有的指令都是灰色。需要注意的是，為了確保調試正常，建議清除主程序，但需要保留工藝對象軸。選擇主控制按鈕中的“激活”，此時會跳出提示窗口（圖3-38），即提醒用戶在采用主控制前，先要確認是否已經采取了適當的安全預防措施。同時設置一定的監視時間，如3000ms，如果未動作，則“軸”處于未啟用狀態，需重新“啟用”。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-37軸控制面板圖3-38激活主控制在安全提示后，在軸控制面板中選擇“啟用”。如圖3-39所示，出現所有的命令和狀態信息都是可見的，而不是灰色的，軸狀態為“已啟用”和“就緒”，信息性消息為“軸處于停止狀態”。此時可以根據提示進行點動、定位和回原點調試（圖3-40到圖3-42），為確保調試安全，可以啟用“激活加加速度限值”。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-40設置命令類型、速度、加速度圖3-41點動命令執行中任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-42回原點（回零）絕對定位只能在回零執行完成后，才可以進行；而相對定位則可以在任何時候進行。如圖3-43所示是定位命令。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.8工藝對象軸的組態與調試圖3-43定位命令圖3-44所示為PLC控制步進電動機的OB1梯形圖。程序段1：通過SA1步進使能開關進行軸啟用，采用運動控制指令MC_Power啟用“步進軸”。程序段2：SA2=OFF手動情況下可以左行、右行點動，調用運動控制指令MC_MovJog。需要注意的是，當達到左、右限位時會出現報錯，此時需要進行復位才能動作。程序段3：采用SB4按鈕進行故障復位功能，調用運動控制指令MC_Reset。程序段4：SA2=OFF手動情況下，可以采用SB3進行回零動作，調用運動控制指令MC_Home，這里選擇主動回零，即Mode=3。需要注意的是，本任務也可以選擇其他的回零方式。程序段5：在SA2=ON時，通過SA3和SA4的組合開關來實現4個絕對位置值。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.9PLC控制步進電動機的編程程序段6：自動情況下進行4個絕對位置定位，調用MC_MoveAbsolute指令進行絕對位置移動控制，其中位置值是MD10，是實數數據類型。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.9PLC控制步進電動機的編程任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務實施】3.1.9PLC控制步進電動機的編程根據任務實施的情況，如實填寫表3-4所示的任務3.1實施記錄表。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務記錄】14-4月-25任務實施步驟實際執行情況說明計劃時間/分鐘實際時間/分鐘PLCI/O分配與步進控制電路設計

工藝對象軸的組態與調試

PLC控制步進電動機的編程

表3-4任務3.1實施記錄表按要求完成考核任務3.1，評分標準如表3-5所示，具體配分可以根據實際考評情況進行調整。任務3.1步進電動機控制工作臺定位【任務評價】14-4月-25序號考核項目考核內容及要求配分得分1職業道德與課程思政遵守安全操作規程，設置安全措施15％

認真負責，團結合作，對實操任務充滿熱情

正確認識國產驅動器的發展歷程

2方案制定步進電動機控制方案合理15％

控制電路圖正確

3操作能力根據電氣圖正確選擇元器件20％

根據圖紙接線，美觀且可靠

4編程能力獨立完成軸工藝對象的組態與調試20％

獨立完成PLC梯形圖編程并下載

5實踐效果系統工作可靠，滿足工作要求20％

PLC運動控制指令調用正確

按規定的時間完成任務

6創新實踐在本任務中有另辟蹊徑、獨樹一幟的實踐內容10％

合計100％表3-5評分標準如圖3-45所示，在項目3.1的基礎上，用KTP700觸摸屏來替代PLC外接的所有選擇開關和按鈕，工作臺3個限位開關LS1、LS2和LS3繼續接入PLC，要求實現如下功能：1.觸摸屏實現步進控制使能、手動/自動切換、故障指示和復位按鈕功能。2.觸摸屏能輸入在自動情況下的四個絕對位置值，并能動畫顯示工作臺的實時位置變化，顯示絕對定位命令完成后的狀態。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務描述】圖3-45任務3.2控制示意帶有如MC_MoveRelative等指令的Execute輸入參數與Done之間的時序如圖3-46所示，具體描述如下：第①步：輸入參數Execute出現上升沿時啟動指令。根據編程情況，Execute在指令的執行過程中仍然可能復位為值FALSE，或者保持為值TURE，直到指令執行完成為止。第②步：激活指令時，輸出參數Busy的值將為TRUE。第③步：指令執行結束后（例如對于運動控制指令MC_Home來說就是回原點已成功），輸出參數Busy變為FALSE，Done變為TRUE。第④步：如果Execute的值在命令完成之前保持為TRUE，則Done的值也將保持為TRUE并且其值隨Execute一起變為FALSE。第⑤步：如果Execute在命令執行完成之前設置為FALSE，則Done的值僅在一個執行周期內為TRUE。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.1運動控制指令時序任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.1運動控制指令時序圖3-46MC_MoveRelative時序圖如果Execute在指令執行完成之前設置為FALSE，則Done的值僅在一個執行周期內為TRUE。因此，如果用戶用|P|指令觸發帶有Execute輸入參數的指令，則該指令的Done只在一個掃描周期內為1（即TRUE），因此在監控程序時看不到Done位為1。用戶可以通過在程序中添加指令用Done置位一個位來判斷，如圖3-47所示，用MC_MoveRelative為例進行說明，當M20.2一旦變成上升沿，就置位M20.4，因此用M20.4來判斷是否Done輸出參數從FALSE變為TRUE。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.1運動控制指令時序圖3-47判斷Done輸出參數時序變化圖3-44所示為PLC控制步進電動機的OB1梯形圖。程序段1：通過SA1步進使能開關進行軸啟用，采用運動控制指令MC_Power啟用“步進軸”。程序段2：SA2=OFF手動情況下可以左行、右行點動，調用運動控制指令MC_MovJog。需要注意的是，當達到左、右限位時會出現報錯，此時需要進行復位才能動作。程序段3：采用SB4按鈕進行故障復位功能，調用運動控制指令MC_Reset。程序段4：SA2=OFF手動情況下，可以采用SB3進行回零動作，調用運動控制指令MC_Home，這里選擇主動回零，即Mode=3。需要注意的是，本任務也可以選擇其他的回零方式。程序段5：在SA2=ON時，通過SA3和SA4的組合開關來實現4個絕對位置值。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.2執行回零指令任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.2執行回零指令圖3-48減少逼近速度和參考速度原因②：原點開關有效時間過短。對策：可以設置DI點濾波時間，例如圖3-48原點開關是I0.4（注：以實際開關為準），則在“設備視圖”中減小I0.4的濾波時間，默認情況下DI的濾波時間是6.4millisec，用戶根據DI點有效時間選擇合適的濾波時間（圖3-49所示）。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.2執行回零指令圖3-49輸入濾波器選擇2.執行回零指令時沒有掉頭找原點軸在執行主動回原點命令時，初始方向沒有找到原點，當需要碰到限位開關掉頭繼續尋找原點開關時并沒有掉頭，而是直接報錯停止軸。此時報錯原因有以下幾種可能。原因①：用戶沒有使能“允許硬件限位開關處自動反轉”選項。對策：如圖3-50所示，使能“允許硬件限位開關處自動反轉”選項。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.2執行回零指令任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.2執行回零指令圖3-50使能“允許硬件限位開關處自動反轉”的選項原因②：減速度太小。對策：如圖3-51所示，增大組態的減速度，因為軸在主動回原點期間到達硬件限位開關，軸將以組態的減速度減速（不是以緊急減速度），然后反向運行尋找原點開關。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.2執行回零指令圖3-51

增大組態的減速度原因③：硬件限位開關和機械停止塊間的距離太小。對策：增大硬件限位開關和機械停止塊間的距離。如圖3-52所示，正常情況下，軸按照圖3-的方式掉頭尋找原點開關。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.2執行回零指令圖3-52正常情況下的掉頭尋找原點開關如果硬件限位開關和機械停止塊間的過近，無論如何增大“減速度”，仍舊不能正常掉頭，如圖3-53所示增大硬件限位開關和機械停止塊間的距離，為圖中D。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.2執行回零指令圖3-53增大硬件限位開關和機械停止塊間的距離使用絕對位置編碼器的閉環軸使用MC_HOME指令的模式6、7可以實現位置的斷電保持，但對于PTO或者使用增量型編碼器的閉環軸是不能斷電保持的，CPU斷電重新上電后，軸的絕對位置會重新變成0，要實現位置保持，可按照下面的步驟操作。步驟①：在全局DB塊里分別建立一個Bool和Real類型變量，勾選位置Real變量的保持性，如圖3-54所示。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.3絕對位置斷電保持功能勾選保持性圖3-54

位置Real變量保持特性步驟②：進入設備組態界面，在系統和時鐘存儲器頁面啟用系統存儲器字節，分配系統存儲器參數時，需要指定用作系統存儲器字節的CPU存儲器字節（圖3-55）。首次循環對應的位啟動后的第一個程序循環中為1，否則為0。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.3絕對位置斷電保持功能勾選啟用圖3-55啟用系統存儲器字節圖3-44所示為PLC控制步進電動機的OB1梯形圖。程序段1：通過SA1步進使能開關進行軸啟用，采用運動控制指令MC_Power啟用“步進軸”。程序段2：SA2=OFF手動情況下可以左行、右行點動，調用運動控制指令MC_MovJog。需要注意的是，當達到左、右限位時會出現報錯，此時需要進行復位才能動作。程序段3：采用SB4按鈕進行故障復位功能，調用運動控制指令MC_Reset。程序段4：SA2=OFF手動情況下，可以采用SB3進行回零動作，調用運動控制指令MC_Home，這里選擇主動回零，即Mode=3。需要注意的是，本任務也可以選擇其他的回零方式。程序段5：在SA2=ON時，通過SA3和SA4的組合開關來實現4個絕對位置值。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.3絕對位置斷電保持功能步驟③：在圖3-56所示的OB1中先使用M1.0置位標志位，然后使用MC_Power指令啟動軸后調用MC_Home指令的Mode0，重新裝載斷電前絕對位置，然后復位標志位，將當前位置ActualPosition傳送到第一步建立的變量中。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.3絕對位置斷電保持功能圖3-56OB1程序需要注意的是：如果存在多個運動控制指令，如MC_Home指令，每個指令的背景DB塊必須單獨創建，以免產生沖突。同時根據實際工藝情況，在合適的時間點執行MC_Power指令和MC_Home指令裝載新的斷電前的絕對位置。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.3絕對位置斷電保持功能14-4月-25圖3-56OB1程序需要注意的是：如果存在多個運動控制指令，如MC_Home指令，每個指令的背景DB塊必須單獨創建，以免產生沖突。同時根據實際工藝情況，在合適的時間點執行MC_Power指令和MC_Home指令裝載新的斷電前的絕對位置。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.3絕對位置斷電保持功能MC_ReadParam指令功能是讀參數指令，其功能是可在用戶程序中讀取軸工藝對象和命令表對象中的變量。需要注意的是根據不同的參數數據類型，可以選擇的參數不同。圖3-57所示的例子讀取的是軸的實際位置值，讀到的數值放在“Value”中，該參數數據類型為Real。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.4運動控制指令MC_ReadParam圖3-57MC_ReadParam指令使用指令輸入端①Enable：可以一直使能讀取指令。下面列出了常用的軸工藝對象中部分參數：1.軸的位置和速度變量<軸名稱>.Position：軸的位置設定值<軸名稱>.ActualPosition：軸的實際位置<軸名稱>.Velocity：軸的速度設定值<軸名稱>.ActualVelocity：軸的實際速度任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.4運動控制指令MC_ReadParam2.回原點變量<軸名稱>.Homing.AutoReversal：主動歸位期間激活硬限位開關處的自動反向<軸名稱>.Homing.ApproachDirection：主動歸位期間的逼近方向和歸位方向<軸名稱>.Homing.ApproachVelocity：主動歸位期間軸的逼近速度<軸名稱>.Homing.ReferencingVelocity：主動歸位期間軸的歸位速度3.單位變量<軸名稱>.Units.LengthUnit：參數的已組態測量單位任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.4運動控制指令MC_ReadParam4.機械變量<軸名稱>.Mechanics.LeadScrew：每轉的距離5.軸StatusPositioning變量<軸名稱>.StatusPositioning.Distance：軸距目標位置的當前距離<軸名稱>.StatusPositioning.TargetPosition：軸的目標位置任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.4運動控制指令MC_ReadParam6.軸的DynamicDefaults變量<軸名稱>.DynamicDefaults.Acceleration：軸的加速度<軸名稱>.DynamicDefaults.Deceleration：軸的減速度<軸名稱>.DynamicDefaults.EmergencyDeceleration：軸的急停減速度<軸名稱>.DynamicDefaults.Jerk：軸加速斜坡和減速斜坡期間的沖擊7.PositionLimitesSW變量<軸名稱>.PositionLimitsSW.Active：軟限位開關激活<軸名稱>.PositionLimitsSW.MinPosition：軟限位開關下限位<軸名稱>.PositionLimitsSW.MaxPosition：軟限位開關上限位任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.4運動控制指令MC_ReadParam8.PositionLimitesHW變量<軸名稱>.PositionLimitsHW.Active：硬限位開關激活<軸名稱>.PositionLimitsHW.MinSwitchLevel：選擇到達下限硬限位開關時CPU輸入端存在的信號電平<軸名稱>.PositionLimitsHW.MinSwitchAddress：下限硬限位開關的符號輸入地址（內部參數）<軸名稱>.PositionLimitsHW.MaxSwitchLevel：選擇到達上限硬限位開關時CPU輸入端存在的信號電平<軸名稱>.PositionLimitsHW.MaxSwitchAddress：上限硬限位開關的輸入地址（內部參數）任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務探究】3.2.4運動控制指令MC_ReadParam電氣接線參考任務3.1的基礎上，增加24VDC接線的觸摸KTP700觸摸屏，但減少了按鈕和選擇開關。表3-6所示為S7-1200PLC的輸入定義，它只定義了三個限位開關，因為其他所有的信號都是通過PROFINET通信進行數據傳輸的。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.5電氣接線和輸入定義表3-6輸入定義

PLC軟元件元件符號/名稱輸入I1.0LS1/左限位（NO）I1.1LS2/原點限位（NO）I1.2LS3/右限位（NO）1.觸摸屏選擇與連接本任務選用觸摸屏，需要在博途軟件中“添加新設備”，選擇如圖3-58所示，選擇相應的訂貨號和版本。然后如圖3-59所示選擇跟觸摸屏相連的PLC，完成后的PLC連接如圖3-60所示。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.6觸摸屏畫面組態圖3-59選擇PLC圖3-58添加觸摸屏任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.6觸摸屏畫面組態圖3-60

完成后的PLC連接2.觸摸屏畫面組態圖3-61所示為觸摸屏畫面組態，它包括按鈕、開關、指示燈、I/O域、動畫等，具體說明如表3-7所示。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.6觸摸屏畫面組態圖3-61觸摸屏畫面組態表3-7觸摸屏變量表名稱數據類型對應PLC地址觸摸屏圖符說明故障顯示BoolM8.4

SA1步進使能開關BoolM10.0

SA2手動OFF/自動定位ONBoolM10.1任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.6觸摸屏畫面組態名稱數據類型對應PLC地址觸摸屏圖符說明SB1手動左行按鈕BoolM10.4SB2手動右行按鈕BoolM10.5

SB3回零按鈕BoolM10.6

SB4復位按鈕BoolM10.7

位署1選擇BoolM11.1

位置2選擇BoolM11.2位置3選擇BoolM11.3

位置4選擇BoolM11.4

SB5自動運行按鈕BoolM11.5

實時位置值RealMD16

轉換后位置值IntMW24

LS1限位指示BoolI1.0

LS2限位指示BoolI1.1

LS3限位指示BoolI1.2

絕對位置設定值1Real數據塊_1.pos1

絕對位置設定值2Real數據塊_1.pos2

絕對位置設定值3Real數據塊_1.pos3

絕對位置設定值4Real數據塊_1.pos4觸摸屏組態中，為了更形象地表示工作臺實時位置，采用圖3-62所示的水平移動動畫。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.6觸摸屏畫面組態圖3-62工作臺實時位置動畫表3-8所示為除了在觸摸屏上進行顯示和動作的變量之外的其余變量。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.7PLC梯形圖編程名稱數據類型地址備注故障位1BoolM8.0MC_Power運動控制指令故障故障位2BoolM8.1MC_MoveJog運動控制指令故障故障位3BoolM8.2MC_Home運動控制指令故障故障位4BoolM8.3MC_MoveAbsolute運動控制指令故障執行完成脈沖BoolM8.5MC_MoveAbsolute運動控制指令完成自動運行上升沿1BoolM8.6中間變量自動運行上升沿2BoolM8.7中間變量執行完成顯示BoolM9.0為了控制觸摸屏顯示“自動情況下，絕對定位命令已經完成！”選擇按鈕上升沿1BoolM9.1中間變量選擇按鈕上升沿2BoolM9.2中間變量選擇按鈕上升沿3BoolM9.3中間變量選擇按鈕上升沿4BoolM9.4中間變量自動運行下降沿1BoolM9.5中間變量主動回零BoolM11.0中間變量回零值IntMW12回零方式為0（直接絕對回原點）或3（主動回原點）位置選擇值IntMW14確定位置選擇1-4之間絕對定位值RealMD20與位置選擇所對應的數據塊_1中的絕對位置值表3-8PLC變量表OB1梯形圖的編程如圖3-63所示，具體解釋如下：程序段1：上電初始化，設置位置選擇值為1。程序段2：軸使能控制，MC_Power指令必須在程序里一直調用，并保證MC_Power指令在其他MotionControl指令的前面調用。其中StartMode=1：位置控制（默認）；StopMode=0：緊急停止，按照軸工藝對象參數中的“急停”速度停止軸。程序段3：SA2=OFF時手動情況下調用MC_MoveJog指令，可以左行或右行點動，點動速度為3.0mm/s。程序段4：SB4復位按鈕進行軸復位。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.7PLC梯形圖編程程序段5：當SA2=OFF時手動情況下可以執行回零命令，其中Mode=0為絕對式直接回零、Mode=3為主動回零程序。使用MC_Home運動控制指令可將軸坐標與實際物理驅動器位置匹配。這里采用回零方式選擇。程序段6：根據觸摸屏按鈕進行位置選擇值和絕對定位置賦值。程序段7：絕對定位。運動控制指令MC_MoveAbsolute啟動軸定位運動，以將軸移動到某個絕對位置。在使能絕對位置指令之前，軸必須回零。因此MC_MoveAbsolute指令之前必須有MC_Home指令。程序段8：自動定位執行完成后顯示變量復位。程序段9：讀取實時位置值，使用MC_ReadParam指令讀取“步進軸”.ActualPostion值，并保存在MD16中，最后將實數轉為整數后，用MW24來進行動畫水平移動位置。程序段10：故障顯示。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.7PLC梯形圖編程任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.7PLC梯形圖編程任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.7PLC梯形圖編程任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.7PLC梯形圖編程任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.7PLC梯形圖編程圖3-63OB1梯形圖如圖3-64所示為手動調試畫面，運行前先需要使伺服使能為ON，可以進行手動左行和右行，然后進行回零動作，此時才能進行圖3-65所示的自動調試畫面，四個選擇可以輸入相應的位置值，然后進行絕對定位，并進行動畫顯示。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務實施】3.2.8觸摸屏控制步進電動機調試圖3-64手動調試畫面圖3-65自動調試畫面根據任務實施的情況，如實填寫表3-9所示的任務3.2實施記錄表。任務3.2觸摸屏控制步進電動機【任務記錄】任務實施步驟實際執行情況說明計劃時間/分鐘實際時間/分鐘電氣接線和輸入定義