第七章第七章脈沖輸出功能脈沖輸出伺服系統(tǒng)步進(jìn)系統(tǒng)步進(jìn)系統(tǒng)第一節(jié)步進(jìn)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成使用、控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成控制系統(tǒng)，其方框圖如下：第一節(jié)步進(jìn)系統(tǒng)PLC對(duì)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的控制以XC3-24RT和DP504為例。DP504介紹DP504：電源電壓20-40V直流，輸出電流有效值5.0A。第一節(jié)步進(jìn)系統(tǒng)DP504的硬件接口第一節(jié)步進(jìn)系統(tǒng)與上位機(jī)接線

思考一下，知道了步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的接口接線圖，與XC系列PLC的連接應(yīng)該如何做呢？第一節(jié)步進(jìn)系統(tǒng)與電機(jī)接線第一節(jié)步進(jìn)系統(tǒng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置1、細(xì)分設(shè)置

利用細(xì)分來改變步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能，降低低頻振動(dòng)和噪音，同時(shí)，細(xì)分也能夠提高相對(duì)控制精度，也就是相對(duì)不細(xì)分的情況下的控制精度。第一節(jié)步進(jìn)系統(tǒng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置2、電流設(shè)置

增大電流設(shè)置可以增大步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩，但是不可設(shè)置得比電機(jī)標(biāo)簽所注的電流更大。第一節(jié)步進(jìn)系統(tǒng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置3、半流/全流的設(shè)置

在步進(jìn)電機(jī)靜止時(shí)，可以將驅(qū)動(dòng)器設(shè)置為半流來降低步進(jìn)電機(jī)停止時(shí)的發(fā)熱。第一節(jié)步進(jìn)系統(tǒng)伺服系統(tǒng)第二節(jié)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)，由控制器、被控對(duì)象、反饋測量裝置等部分組成。其結(jié)構(gòu)如圖所示：第二節(jié)伺服系統(tǒng)PLC對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的控制以XC3-24RT和DS2-20P4-AS為例。第二節(jié)伺服系統(tǒng)端子排布第二節(jié)伺服系統(tǒng)第二節(jié)伺服系統(tǒng)端子功能說明L1/L2/L3主電路電源輸入端子單相或三相交流200～240V,50/60Hz接地端子與電機(jī)接地端子連接，進(jìn)行接地處理P+、PB再生制動(dòng)電阻連接端子在P+、PB間連接外置式再生電阻U、V、W電機(jī)連接端子連接至電機(jī)接地端子與電機(jī)接地端子連接，進(jìn)行接地處理端口標(biāo)號(hào)線色U棕色V黑色W藍(lán)色PE黃綠主電路端子及說明第二節(jié)伺服系統(tǒng)CN0端子及說明編號(hào)名稱說明編號(hào)名稱說明1P-脈沖輸入PUL-8SI2輸入端子22P+5V5V差分輸入接入9SI3輸入端子33P+24V集電極開路接入10SI4輸入端子44D-方向輸入DIR-11+24V輸入+24V5D+5V5V差分輸入接入12SO1輸出端子16D+24V集電極開路接入13SO2輸出端子27SI1輸入端子114COM輸出端子地第二節(jié)伺服系統(tǒng)CN2端子及說明CN2：編碼器插頭引腳定義

驅(qū)動(dòng)器接口電機(jī)編碼器接口名稱驅(qū)動(dòng)器接口電機(jī)編碼器接口名稱60、80、90系列110、130、180系列60、80、90系列110、130、180系列194A+245B+376Z+4610U+51112W+6137A-7148B-859Z-9813U-101515W-1111接屏蔽1233GND13225V141011V+151214V-

與上位機(jī)接線

思考一下，知道了伺服驅(qū)動(dòng)器的接口接線圖，與XC系列PLC的連接應(yīng)該如何做呢？第二節(jié)伺服系統(tǒng)PLC、數(shù)控、單片機(jī)等

伺服驅(qū)動(dòng)器具體參數(shù)設(shè)置請(qǐng)參照《DS2系列伺服調(diào)試步驟》！伺服\DS2系列伺服調(diào)試步驟.pdf第二節(jié)伺服系統(tǒng)PLC如何發(fā)脈沖來控制步進(jìn)或伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)呢？脈沖輸出功能XC3系列和XC5系列PLC一般具有2個(gè)脈沖輸出。通過使用不同的指令編程方式，可以進(jìn)行無加速/減速的單向脈沖輸出，也可以進(jìn)行帶加速/減速的單向脈沖輸出，還可以進(jìn)行多段、正反向輸出等等，輸出頻率最高可達(dá)200KHz。

選型時(shí)需注意必須選擇帶晶體管輸出的PLC。

第三節(jié)脈沖輸出

脈沖功能通常應(yīng)用于需要控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的場合，如圖所示。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器第三節(jié)脈沖輸出指令助記符功能脈沖輸出PLSY無加減速時(shí)間變化的單向定量脈沖輸出PLSF可變頻率脈沖輸出PLSR帶加減速的定量脈沖輸出PLSNEXT/PLSNT脈沖段切換STOP脈沖停止PLSMV脈沖數(shù)立即刷新ZRN原點(diǎn)回歸DRVI相對(duì)位置控制DRVA絕對(duì)位置控制PLSA絕對(duì)位置多段脈沖控制PTO相對(duì)位置多段脈沖控制PTOA絕對(duì)位置多段脈沖控制PSTOP脈沖停止PTF可變頻率單段脈沖輸出脈沖輸出相關(guān)指令一覽第三節(jié)脈沖輸出

可以看到，脈沖指令非常多，歸納起來主要有以下5個(gè)特征，分別是①無限量脈沖輸出和限量脈沖輸出；②帶加減速時(shí)間的脈沖輸出和不帶加減速時(shí)間的脈沖輸出；③帶方向的脈沖輸出和不帶方向的脈沖輸出；④相對(duì)位置脈沖輸出和絕對(duì)位置脈沖輸出；⑤單段脈沖輸出和多段脈沖輸出。第三節(jié)脈沖輸出1、可變頻率連續(xù)脈沖輸出PLSF可變頻率連續(xù)脈沖輸出是以可變頻率的形式產(chǎn)生連續(xù)脈沖的指令。指令說明如圖所示：當(dāng)M0觸點(diǎn)閉合時(shí)，PLC的輸出端口Y0以寄存器D0內(nèi)的數(shù)值為頻率無限量發(fā)送脈沖，當(dāng)M0觸點(diǎn)斷開時(shí)則Y0停止法脈沖。第三節(jié)脈沖輸出①頻率范圍：5Hz~32767Hz（當(dāng)設(shè)定頻率低于5Hz時(shí)，以5Hz的頻率輸出）；②脈沖只可在具有高速晶體管輸出的端口輸出；③脈沖輸出時(shí)，隨著D0中設(shè)定頻率的改變，從Y0輸出的脈沖頻率也跟著變化。當(dāng)脈沖頻率為0Hz時(shí)，則結(jié)束脈沖輸出。④頻率跳變時(shí)無加減速時(shí)間。第三節(jié)脈沖輸出2、相對(duì)位置多段脈沖控制[PLSR]相對(duì)位置多段脈沖控制是以指定的頻率和加減速時(shí)間分段產(chǎn)生定量脈沖的指令。指令說明如圖所示：第三節(jié)脈沖輸出

當(dāng)M0觸點(diǎn)閉合時(shí)，在與D100中的數(shù)值相等的時(shí)間內(nèi)（單位ms），PLC的輸出端口Y0以從0HZ加速到與D0中的數(shù)值相等的目標(biāo)頻率，之后以目標(biāo)頻率發(fā)送脈沖。發(fā)送脈沖的總個(gè)數(shù)與D1中的數(shù)值相等。第三節(jié)脈沖輸出①

參數(shù)地址是以Dn或FDn為起始地址的一段區(qū)域。上例（16位指令形式）：D0設(shè)定第1段脈沖的最高頻率、D1設(shè)定第1段脈沖的個(gè)數(shù)，D2設(shè)定第2段脈沖的最高頻率、D3設(shè)定第2段脈沖的個(gè)數(shù)，……

以Dn設(shè)定第(n+2)/2段脈沖的最高頻率、Dn+1設(shè)定第(n+2)/2段脈沖的個(gè)數(shù)的設(shè)定值都為0表示分段結(jié)束，一共設(shè)定了(n+2)/2-1段脈沖；段數(shù)不受限制。②

對(duì)32位指令DPLSR，D0（雙字）設(shè)定第1段脈沖的最高頻率、D2（雙字）設(shè)定第1段脈沖的個(gè)數(shù)，D4（雙字）設(shè)定第2段脈沖的最高頻率、D6（雙字）設(shè)定第2段脈沖的個(gè)數(shù)……以Dn設(shè)定第(n+4)/4段脈沖的最高頻率、Dn+2設(shè)定第(n+4)/4段脈沖的個(gè)數(shù)的設(shè)定值都為0表示分段結(jié)束，一共設(shè)定了(n+4)/4-1段脈沖；段數(shù)不受限制。③

操作數(shù)S2中存放的是脈沖輸出的加減速時(shí)間，加減速時(shí)間是指從開始到第一段最高頻率的加速時(shí)間，同時(shí)也定義了所有段的頻率與時(shí)間的斜率，從而后面的加減速都按照這個(gè)斜率來加速/減速。④脈沖只可在具有高速晶體管輸出的端口輸出；⑤當(dāng)為n段脈沖時(shí)，第1段、第2段、第3段……第n段每段的脈沖頻率和脈沖數(shù)的地址必須是依次連續(xù)的，且第n+1段的脈沖頻率與脈沖數(shù)的地址必須為0，用來判斷脈沖段是否結(jié)束；加減速時(shí)間的地址不能夠緊跟在第n段后面。第三節(jié)脈沖輸出名稱頻率設(shè)定值(Hz)脈沖數(shù)設(shè)定值第1段脈沖5001000第2段脈沖10002400第3段脈沖3001600加減速時(shí)間100ms例：現(xiàn)需要發(fā)送3段脈沖，脈沖端子為Y0，每段的脈沖頻率、脈沖數(shù)與加減速時(shí)間如下表所示：第三節(jié)脈沖輸出則要求輸出的波形如下圖所示：第三節(jié)脈沖輸出名稱頻率設(shè)定值(Hz)頻率地址脈沖數(shù)設(shè)定值脈沖數(shù)地址第1段脈沖500D01000D1第2段脈沖1000D22400D3第3段脈沖300D41600D5加減速時(shí)間100msD50使用16位指令PLSR，地址分配如下表：第三節(jié)脈沖輸出

梯形圖如右圖所示：第三節(jié)脈沖輸出3、絕對(duì)位置單段脈沖控制[DRVA]絕對(duì)位置單段脈沖控制是以指定的頻率和加減速時(shí)間產(chǎn)生單段定量脈沖的指令。指令說明如圖所示：第三節(jié)脈沖輸出相應(yīng)寄存器（D8230、D8232……）=上升時(shí)間（ms）×100K設(shè)定頻率①加減速時(shí)間：在寄存器D8230（單字，ms）中設(shè)定。根據(jù)公式：例如：上例中要設(shè)定上升時(shí)間為100ms，則寄存器D8230（單字）中設(shè)定的值為3333=[100(ms)×100K(Hz)]÷3K(Hz)。②方向端子編號(hào)可以任意指定，當(dāng)D8170的當(dāng)前位置小于目標(biāo)位置時(shí)，D8170的值是增大的，方向端子為OFF，當(dāng)D8170的當(dāng)前位置大于目標(biāo)位置時(shí)，D8170的值是減小的，方向端子為ON。第三節(jié)脈沖輸出思考練習(xí)題1、生產(chǎn)流水線裝置如圖所示：

要求當(dāng)光電開關(guān)感應(yīng)到有產(chǎn)品進(jìn)入傳送帶上時(shí)，伺服電機(jī)將旋轉(zhuǎn)5圈，將產(chǎn)品送到蓋章處進(jìn)行蓋章，蓋章動(dòng)作持續(xù)時(shí)間為2秒。編寫梯形圖實(shí)現(xiàn)上述功能。思考與練習(xí)PLC軟元件控制說明X0光電傳感器，遮擋時(shí)，X0狀態(tài)為OnY0脈沖輸出Y2蓋章動(dòng)作T0蓋章時(shí)間設(shè)置思考與練習(xí)【控制程序】思考與練習(xí)當(dāng)感應(yīng)到產(chǎn)品時(shí)，光電檢測開關(guān)X0由Off→On變化一次，SET指令執(zhí)行，M0被置位為On，其常開接點(diǎn)閉合，PLSR指令執(zhí)行，Y0開始輸出頻率為10KHZ的脈沖。當(dāng)Y0輸出脈沖個(gè)數(shù)達(dá)到50000時(shí)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)5圈，產(chǎn)品被運(yùn)送到蓋章處，標(biāo)志位M8170=On，則Y2=On，執(zhí)行加工動(dòng)作。同時(shí)，T0線圈得電并開始計(jì)時(shí)，T0計(jì)時(shí)達(dá)到2秒時(shí)，T0的常開接點(diǎn)閉合，M0被復(fù)位。則PLSR指令Off，M8170=Off，Y2=Off，加工完畢，產(chǎn)品在流水線上被送走，等待下一個(gè)產(chǎn)品的加工。當(dāng)X0再次觸發(fā)時(shí)，PLSR指令又為On，Y0又重新開始脈沖輸出，并重復(fù)上述動(dòng)作。注意：對(duì)本程序來說，X0觸發(fā)時(shí)刻必須在前一個(gè)產(chǎn)品被加工完畢之后，否則不能保證加工的正常進(jìn)行。思考與練習(xí)設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡圖如下:步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，滾珠絲杠也旋轉(zhuǎn)一周，工作臺(tái)將水平移動(dòng)一個(gè)絲距，這樣，電機(jī)的圓周運(yùn)動(dòng)就可以轉(zhuǎn)化為工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)，固定在工作臺(tái)上的定位鐵片也將水平左右運(yùn)動(dòng)。圖中所示設(shè)備的絲杠絲距為5mm。思考與練習(xí)控制要求：

將接近開關(guān)2作為原點(diǎn)，1和5分別為左右極限