【文章內(nèi)容簡介】 0 ：運行中； 1 ： PTO空閑通過修改脈沖輸出（）的特殊存儲器SM區(qū)（包括控制字節(jié)），既更改PTO或PWM的輸出波形，然后再執(zhí)行PLS指令。注意：所有控制位、周期、脈沖寬度和脈沖計數(shù)值的默認值均為零。向控制字節(jié)（）的PTO/PWM允許位寫入零，然后執(zhí)行PLS指令，將禁止PTO或PWM波形的生成。（2）狀態(tài)字節(jié)的特殊存儲器除了控制信息外，還有用于PTO功能的狀態(tài)位，如表2所示。程序運行時，根據(jù)運行狀態(tài)使某些位自動置位?？梢酝ㄟ^程序來讀取相關(guān)位的狀態(tài)，用此狀態(tài)作為判斷條件，實現(xiàn)相應(yīng)的操作。 PTO的使用PTO是可以指定脈沖數(shù)和周期的占空比為50%的高速脈沖串的輸出。狀態(tài)字節(jié)中的最高位（空閑位）用來指示脈沖串輸出是否完成?？稍诿}沖串完成時起動中斷程序，若使用多段操作，則在包絡(luò)表完成時起動中斷程序。（1）周期和脈沖數(shù)周期范圍從50微秒至65,535微秒或從2毫秒至65,535毫秒，為16位無符號數(shù)，時基有μs和ms兩種，通過控制字節(jié)的第三位選擇。注意： 如果周期 2個時間單位，則周期的默認值為2個時間單位。周期設(shè)定奇數(shù)微秒或毫秒（例如75毫秒），會引起波形失真。脈沖計數(shù)范圍從1至4,294,967,295，為32位無符號數(shù)，如設(shè)定脈沖計數(shù)為0，則系統(tǒng)默認脈沖計數(shù)值為1。（2）PTO的種類及特點PTO功能可輸出多個脈沖串，現(xiàn)用脈沖串輸出完成時，新的脈沖串輸出立即開始。這樣就保證了輸出脈沖串的連續(xù)性。PTO功能允許多個脈沖串排隊，從而形成流水線。流水線分為兩種：單段流水線和多段流水線。單段流水線是指：流水線中每次只能存儲一個脈沖串的控制參數(shù)，初始PTO段一旦起動，必須按照對第二個波形的要求立即刷新SM，并再次執(zhí)行PLS指令，第一個脈沖串完成，第二個波形輸出立即開始，重復(fù)此這一步驟可以實現(xiàn)多個脈沖串的輸出。單段流水線中的各段脈沖串可以采用不同的時間基準，但有可能造脈沖串之間的不平穩(wěn)過渡。輸出多個高速脈沖時，編程復(fù)雜。 PLC的選擇選擇西門子S7200 CPU224 的PLC。 CPU224 本機集成了： (1) 14 輸入/10輸出，共24個數(shù)字量I/O點； (2) 可連接7個擴展模塊，最大可擴展至168 路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點； （3 ) 13KB程序和數(shù)據(jù)存儲空間； （4） 6個獨立的30kHZ高速計數(shù)器，2路獨立的20kHZ高速脈沖輸出； (5) 具有PID控制器； (6) 1個RS485通信/編程口； (7) 具有PPI通信協(xié)議； (8) 具有MPI通信協(xié)議； (9) 具有自由方式通信能力； (10) I/O端子排可很容易地整體拆卸。 工作方式 S7200 有3種工作方式：RUN(運行) 、STOP(停止) 、TERM(terminal ,終端) 工作方式，可通過安裝在PLC 上的方式選擇開關(guān)進行切換。(1) RUN 方式：在RUN方式下，CPU執(zhí)行用戶程序。(2) STOP 方式：在STOP方式下，不能運行用戶程序，可以向CPU裝載用戶程序或進行CPU設(shè)置。(3) TERM方式：在TERM方式下，允許使用工業(yè)編程軟件STEP 7Micro/WIN32來控制CPU的工作方式。(4) 當電源斷電又恢復(fù)后，如果方式選擇開關(guān)在TERM或STOP狀態(tài)下，CPU自動進入STOP方式；如果方式選擇開關(guān)在RUN狀態(tài)下，則CPU 自動進入RUN方式。 掃描周期在RUN方式下，系統(tǒng)周期性地循環(huán)執(zhí)行用戶程序。PLC在每次掃描工作過程中除了執(zhí)行用戶程序外，還要完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)等工作。整個掃描過程包括內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新5個階段。整個過程掃描執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期。即全部輸入輸出狀態(tài)的改變，需要一個掃描周期。 性能簡介及特點 S7200 PLC 是德國西門子公司生產(chǎn)的一種超小型系列可編程器，它能夠滿足多種自動化控制的需求，其設(shè)計緊湊，價格低廉，并且具有良好的可擴展性以及強大的指令功能，可代替繼電器用于簡單控制場合，也可用于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。 S7200系列主要有以下幾個方面的特點：(1)極高的可靠性；(2)易于掌握；(3)極其豐富的指令集；(4)便捷的操作特性；(5)實時特性；(6)豐富的內(nèi)置集成功能；(7)強大的通信能力；(8)豐富的擴展模塊。附： 圖21 S7200CPU224PLC的結(jié)構(gòu)圖 PLC技術(shù)在步進電機控制中的應(yīng)用隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器有了突飛猛進的發(fā)展，其功能已遠遠超出了邏輯控制、順序控制的范圍。繼續(xù)沿著小型化的方向發(fā)展。隨著電動機本身應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及各類整機的不斷小型化，要求與之配套的電動機也必須越來越小。對電動機進行綜合設(shè)計。即把轉(zhuǎn)子位置傳感器，減速齒輪等和電動機本體綜合設(shè)計在一起，這樣使其能方便地組成一個閉環(huán)系統(tǒng)，因而具有更加優(yōu)越的控制性。向五相和三相電動機方向發(fā)展，目前廣泛應(yīng)用的二相和四相電動機，其振動和噪聲較大，而五相和三相電動機具有優(yōu)勢性。而就這兩種電動機而言，五相電動機的驅(qū)動電路比三相電動機復(fù)雜，因此三相電動機系統(tǒng)的性能價格比要比五相電動機更好一些。目前利用可編程序控制器（PLC）可以方便地實現(xiàn)對電機速度和位置的控制，方便地進行各種步進電機的操作，完成各種復(fù)雜的工作，它代表了先進的工業(yè)自動化革命，加速了機電一體化的實現(xiàn)。用PLC對步進電機也具有良好的控制能力，利用其高速脈沖輸出功能或運動控制功能，現(xiàn)對步進電機的控制。步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件，每當對其施加一個電脈沖時，其輸出軸便轉(zhuǎn)過一個固定的角度。步進電機的輸出位移量與輸入脈沖個數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與單位時間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)(即脈沖頻率)成正比，其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進電機的各相繞組的相序有關(guān)。所以只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率及電機繞組通電的相序，便可控制步進電機的輸出位移量、速度和轉(zhuǎn)向。PLC直接控制步進電機系統(tǒng)由PLC和步進電機組成，PLC具有實時刷新技術(shù)，輸出信號的頻率可以達到數(shù)千赫茲或更高，使得脈沖分配能有很高的分配速度，充分利用步進電機的速度響應(yīng)能力，提高整個系統(tǒng)的快速性。并且，PLC有采用大功率晶體管的輸出端口，能夠滿足步進電機各相繞組數(shù)10V級脈沖電壓、1A級脈沖電流的驅(qū)動要求。第三章 步進電機步進電機是一種將脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件。步進電機的輸出位移量與輸人脈沖個數(shù)成正比，其速度與單位時間內(nèi)輸人的脈沖數(shù)(即脈沖頻率)成正比，其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進電機的各相繞組的相序有關(guān)。 步進電機的特點步進電機的特點如下：1）電動機輸出軸的角位移與輸入脈沖數(shù)成正比；轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比；轉(zhuǎn)向與通電相序有關(guān)。當它轉(zhuǎn)一周后，沒有累積誤差，具有良好的跟隨性。2）由步進電動機與驅(qū)動電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡單、廉價又非常可靠。同時，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。3）步進電動機的動態(tài)響應(yīng)快，易于起停、正反轉(zhuǎn)及變速。4）步進電動機存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對控制系統(tǒng)和機械負載采取相應(yīng)的措施。5）步進電動機自身的噪聲和振動較大，帶慣性負載的能力較差。6）速度可在相當寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得大轉(zhuǎn)矩。7）步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，它不能直接使用交流電源以及直流電源[2]。8）一般步進電機的精度為步進角的35%，且不累積。9）步進電機外表允許的最高溫度取決于不同電機磁性材料的退磁點，步進電機溫度過高時會使電機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏8090度完全正常。10）步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向