1200PLC通過PTO方式(最常用方式)控制步進和伺服電機詳解(上)!
2020-12-04 工控小楊分享小知識S7-1200PLC運動控制根據連接驅動器方式的不同，可以分成三種控制方式，如下圖所示：
PROFIdrive方式：S7-1200 PLC通過基於PROFIBUS/PROFINET的PROFIdrive方式與支持PROFIdrive的驅動器連接，進行運動控制。PTO方式：S7-1200 PLC通過發送PTO脈衝串的方式控制驅動器，信號類型可以是 PTO（脈衝 A 和方向 B）、PTO（向上脈衝 A 和向下脈衝 B）、PTO（脈衝和方向（已取消選擇方向））等。模擬量輸出（AQ）：S7-1200 PLC通過輸出模擬量來控制驅動器。接下來我們講解最常用的運動控制方式：1200PLC通過發送PTO脈衝串的方式控制步進電機和伺服電機。
PTO控制方式是目前為止所有版本的S7-1200 CPU都具有的運動控制方式，該控制方式由CPU向軸驅動器發送高速脈衝信號（以及方向信號）來控制軸的運行。這種控制方式是開環控制，PLC只管發送脈衝和方向信號，伺服電機尾部的編碼器只與伺服驅動器相連，反饋給伺服驅動器伺服電機轉子速度、轉子位置和機械位置等信號。
用戶還可以選擇增加編碼器，利用S7-1200 高速計數功能（HSC）來採集編碼器信號使PLC控制器得到軸的實際速度或是位置實現閉環控制。如下圖所示：
PTO控制方式是最常用的運動控制方式還有一個原因就是：步進電機只支持脈衝接口（脈衝信號PUL+,PUL-;方向信號DIR+，DIR-）；出於製作成本的考慮，一些伺服驅動器只支持PTO方式做運動控制。
那麼為了實現S7-1200運動控制功能，我們按以下四步走：
主要硬體設備：伺服驅動器和伺服電機（不額外添加編碼器）、1200PLC（CPU1214C DC/DC/DC 不添加信號板）。硬體輸出的組態，CPU通過本體集成的硬體輸出點，輸出一串佔空比為50%的脈衝串，CPU通過改變脈衝串的頻率來實現其加速/減速的目的，例如每秒輸出1600個脈衝或每秒輸出3200個脈衝。做如下操作：啟用一個脈衝發生器，設置該脈衝發生器的信號類型為脈衝+方向，輸出脈衝和方向的Q點確定為脈衝Q0.0+方向Q0.1。
在CPU屬性裡啟用一個脈衝發生器
設置信號類型
組態硬體輸出點
PTO(脈衝A和方向B)信號類型講解這裡補充一點額外知識，西門子PLC高速脈衝輸出的形式有兩種：高速脈衝串輸出 PTO : ( Pulse Train Output )和寬度可調脈衝輸出 PWM :( Pulse Width Modulation )
我們選用高速脈衝串輸出 PTO3.組態工藝對象，類似於200SMART裡面的運動控制嚮導：
3.1新增對象-運動控制，選擇-工藝對象「定位軸」(TO_PositioningAxis)
3.2常規參數組態，填寫軸名稱（默認或自定義，我直接默認），選擇PLC與驅動器連接方式（我選擇通過PTO方式控制驅動器），測量單位組態為mm(，線性工作檯選mm，旋轉工作檯選°，不管是什麼情況也可以直接選脈衝）。測量單位是一個很重要的參數，後面軸的參數和指令中的參數都是基於該單位進行設定的。
3.3PLC與驅動器硬體接口組態，解說看圖：
3.4組態電機機械參數，電機每轉一圈需要PLC發出多少個脈衝，電機轉一圈工作檯移動多少距離，所允許的方向為雙向。
裡面有個反向信號是什麼意思呢？在沒有勾選時，我們做正向旋轉的指令時，可能方向位Q0.1為1，勾選後我們同樣做正向旋轉的指令時，方向位Q0.1為0。若我們設置驅動器接收到方向位為1時，電機正方向旋轉（這裡問大家一個問題，電機正方向旋轉是不是從電機軸向看，電機順時針旋轉？其實在伺服驅動器說明書裡有詳細說明）。那麼勾選反向信號就可以達到電機旋轉方向取反的效果！
3.5我們作正向旋轉指令時，要確保工作檯移動方向是朝我們組態的硬體上限位開關傳感器方向，因為作正向旋轉指令時，只有遇到上限位開關才會停止。限位一般為常閉點（常亮），所以電平模式我們選擇低電平有效，也可以啟用軟限位雙保險。
3.6設置電機最大轉速，啟動停止速度，加減速時間，是否激活加加速度限制。
3.7急停時間，當我們遇到限位開關的時候需要用到急停時間這個參數，遇到限位開關後需要在急停時間內停下來以免撞到物理停止點。使用MC_Power指令禁用軸時，工作檯會在急停時間內停止。
3.8回原點，若不設置「起始位置偏移量」那麼原點位置就是軸上原點限位開關所在的位置，若設置「起始位置偏移量」為10mm，那麼原點位置就在原點開關向正方向10mm處。所謂的回原點就是工作檯去找這個原點位置，找到後停下來。（回原點不一定是找原點開關）
組態結束，下面可以進入調試控制面板，試一下滑塊是否以設定方式運行，可以手動測試查找原點位置（即參考點）、走一個絕對位置、走一個相對位置、正向點動以及反向點動、遇到限位開關是否停止。如果控制面板點動測試都沒有問題就已經成功了一大半了。我們還可以在診斷面板查看軸的狀態查看是否有報錯。
好了，今天的文章就和大家分享到這裡，滿滿乾貨，建議大家收藏！下期給大家帶來控制面板點動測試演示以及運動控制指令講解！喜歡我的文章的朋友可以點個關注
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