Abstract: This paper takes SIEMENS S7-1200 series PLC, stepper motor and KTP700PN touch screen as the research object. Taking stepper motor as an example, we use TIA Portal V13 programming software to do hardware configuration and software programming. The function of PLC and touch screen to control the stepping motor is realized.

Key words: SIEMENS   PLC   stepping motor   touch screen

【中图分类号】TJ810.3+76 【文献标识码】B  文章编号1606-5123（2018）05-0000-00

1 引言

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。本文利用TIA Portal V13编程软件以实例介绍了西门子S7-1200系列及触摸屏控制步进电机的实时运动。

2 项目描述

2.1 项目开发平台

利用西门子TIA Portal V13编程软件，实现PLC(S7-1200系列：CPU1214C AC/DC/RLY)对步进电机的控制，以及PLC与触摸屏之间的以太网通讯，触摸屏应能控制步进电机的运动方向速度以及距离。具体内容如下：

2.2 运动控制功能

(1)本文主要实现了利用西门子S7-1200PLC、KTP700PN触摸屏及步进电机实现机械轴的往复运动。

(2)要求按下启动按钮后，机械轴自动向左寻原点(SQ1)，寻到原点后向右移动一定距离x后开始进行往复运动，往复运动距离为y，要求x和y的值及速度值均可在触摸屏进行修改。 

 

3 西门子博途组态

3.1 创建博途项目

要实现PLC对步进电机的控制，先对PLC的硬件进行组态。打开博途软件，创建项目，命名为“项目1”，打开“项目1”，在“项目1”下添加新设备，选择控制器，找到S7-1200CPU下面的CPU 1214 AC/DC/RLY 6ES7-214-1BG40-0XB0型号的PLC，点击确定，如图2所示。

首先添加硬件目录中的信号板一栏中DQ分类里的DQ 4×24VDC，然后选中CPU，点击属性中的以太网地址，设定IP地址为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0，点击启用该脉冲发生器，选中脉冲发生器第一栏出现如图3所示画面。参照图内更改参数。

3.2 创建博途对象

接下来创建工艺对象，在“项目1”中工艺对象插入新对象，在运动控制中选择第一个轴对象，确认后出现如图3所示画面，参照图4组态工艺对象。

查看步进电机，观察步进电机驱动器侧边细分状态，下图位SH-2024驱动器的细分表，以三个开关的开关状态组合确定细分选择，分别参见图5、图6所示。

根据驱动器的细分进行更改，如上图所示，三个开关的开合状态决定了电机转动一圈所需要发出的脉冲数目，例如本实例所用的为1.8°的步进电机开关组合细分为8，所以电机转动一圈需要的脉冲为1600，再仔细测得丝杠两个螺纹之间的间距为1mm，就写入机械组态中，如图7所示。

输入结束后，其他单元参数可默认不变，按需求更改，当参数调整完毕时可以在调试界面进行调试，检测PLC组态机械参数的准确度以及步进电机本身和接线问题。

3.3 功能块参数设置

(1)下面再对块参数进行设置，如图8所示。

PLC的编程的主要内容如上所示，其中数据块可在程序块内添加，更改数据块属性，确保数据换算无误。

4 博途触摸屏通信

在“目1”下添加新设备，选择HMI，在SIMATIC面板下找到KTP700PN，点击确定，出现如图11所示，连接PLC,然后点击属性里的以太网地址，选择子网PN/IE-1，填写IP地址192.168.0.2，子网掩码255.255.255.0，至此，触摸屏的硬件组态已经完成。

5 结束语

本文以实例介绍了西门子S7-1200系列PLC对于步进电机的控制以及触摸屏与PLC之间的以太网通信。通过触摸屏对PLC之间进行通信来进行实时控制步进电机，具有通信速度快、稳定性好、设置方便、编程简单等特点，这将是未来电机控制的主流。

参考文献

[1]西门子S7-1200PLC用户手册.

[2]西门子S7-300PLC用户手册.

[3]西门子触摸屏用户手册.

作者简介

陈建新 （1997-） 男 本科在读 研究方向：自动化专业