PDF《西门子 S7-200 驱动步进电机心得》

西门子 西门子 西门子 西门子 S7-200 驱动步进电机心得 驱动步进电机心得 驱动步进电机心得 驱动步进电机心得 ? 作者:不详 ? 供稿:西门子运动控制部 西门子运动控制部 西门子运动控制部 西门子运动控制部 ? 阅读人次:10 ? 发布时间:2010-1-7 ? 应用领域:

1 项目简介 项目简介 项目简介 项目简介 某公司有多台薄膜卷绕机需要进行自动化控制改造.

原设备采用机械式计数,卷绕动力采用离合器传动,元件卷绕的起动、停止、圈数控制等均由人工操作控 制,因此存在产品参数离散性大、产品质量与生产效率因人而异等不足之处. 工艺要求简述:由于卷制材料是

10 几微米的薄膜,要求卷轴平稳起动,均匀加速,以使用张力平稳;

中间 在某些位置需要停顿,作一些必要的处理,再继续卷绕;

和起动一样,停顿或停止时,必须均匀减速,保 持张力平稳;

要求最后圈数准确.

2 控制系统构成 控制系统构成 控制系统构成 控制系统构成 很自然地想到 S7-200PLC 应该能够实现项目要求的控制功能. S7-200CPU 本体已含有高速脉冲输出功能,普通型号的 CPU 脉冲输出频率达 20KHz,而224XP(CN) 更是高达 100kHz,可以用来驱动步进电机或伺服电机,再由电机直接驱动卷绕主轴旋转,完成工艺所要求 的动作. 步进电机在成本上具有优势,但是步进电机的运转平稳性不如伺服电机,而两者的定位精度(圈数)的控 制,在本工艺里都可以达到要求.我们考虑先试用步进电机的方案. 步进电机的驱动,实际上是由相应的步进电机驱动器负责的,所以步进电机的相数齿数等等问题由相应的 驱动器解决,选择步进电机要考虑的主要是体积、转矩、转速等,不是本文的重点;

PLC 向驱动器送的仅为代表速度与位置的脉冲,这里要考虑的是步进电机在规定的转速下是否足够平稳, 是否适合作为薄膜卷绕的动力. 我们作了一个模型机进行试验,采用细分型的驱动器,在50 齿的电机上达到

10000 步/转,经17:25 齿 的同步带减速传动(同时电机的振动也可衰减),结果运转很平稳,粗步确定可以达到工艺要求.于是正 式试制一台,也获得成功,性能达到工艺要求,目前已经按此方案批量进行改造. CPU 选择 224XPCN DC/DC/DC,系统构成如下: 224XP*

1、步进电机*

2、细分型驱动器*

2、TD200*

1、LED 显示屏*

1、编码器*1. 2.1 PTO0(Q0.0)输出一路高速脉冲,负责驱动卷绕主轴的旋转;

2.2 PTO1(Q0.1)输出一路高速脉冲,负责驱动主轴的水平直线移动;

2.3 一个正交增量型编码器装在主轴上,作为卷绕圈数的反馈;

2.4 TD200 作为人机界面,用于设定参数 2.5 一个 LED 显示屏用于显示实时的卷绕圈数.在实际生产中,工人需要时时参考卷绕的进度,LED 显示 比LCD 醒目,所以这里放置了一个自制的 LED 显示屏.LED 屏和 PLC 的连接方式,可参考本人在

2003 年的专家论文集中的文章.

3 控制系统完成的功能 控制系统完成的功能 控制系统完成的功能 控制系统完成的功能 3.1 控制系统首先要实现的功能,是卷绕的平稳起动、加速、减速、平稳停止.在新版的 S7-200 中,支持 高速输出口 PTO0/PTO1 的线性加/减速,通过 MicroWin 的向导程序,非常容易实现.实际上,以目前的 情况,线性加减速只能使用向导生成的程序,Siemens 没有公开独立可使用的指令. 3.2 使用位置控制向导生成以下四个子程序(仅限 CPU 内的 PTO,不包括专用模块的情况),以PTO0 为例: 3.2.1 PTO0_CTRL:每周期调用一次,可以控制 PTO0 的行为;