步进电机控制器说明手册1.docx

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步进电机控制器说明手册1

步进电机,伺服电机可编程控制器KH-01使用说明

一、系统特点

●控制轴数：

单轴；

●指令特点：

任意可编程（可实现各种复杂运行：

定位控制和非定位控制）；

●最高输出频率：

40KHz（特别适合控制细分驱动器）；

●输出频率分辨率：

1Hz；

●编程条数：

99条；

●输入点：

6个（光电隔离）；

●输出点：

3个（光电隔离）；

●一次连续位移范围：

—7999999~7999999；

●工作状态：

自动运行状态，手动运行状态，程序编辑状态，参数设定状态；

●升降速曲线：

2条（最优化）；

●显示功能位数：

8位数码管显示、手动/自动状态显示、运行/停止状态显示、步数/计数值/程序显示、编辑程序，参数显示、输入/输出状态显示、CP脉冲和方向显示；

●自动运行功能：

可编辑，通过面板按键和加在端子的电平可控制自动运行的启动和停止；

●手动运行功能：

可调整位置（手动的点动速度和点动步数可设定）；

●参数设定功能：

可设定起跳频率、升降速曲线、反向间隙、手动长度、手动速度、中断跳转行号和回零速度；

●程序编辑功能：

可任意插入、删除可修改程序。

具有跳转行号、数据判零、语句条数超长和超短的判断功能；

●回零点功能：

可双向自动回到零点；

●编程指令：

共14条指令；

●外操作功能：

通过参数设定和编程，在（限位A）A操作和（限位B）B操作端子上加开关可执行外部中断操作；

●电源：

AC220V（电源误差不大于±15%）。

一、前面板图

前面板图包括：

1、八位数码管显示

2、六路输入状态指示灯

3、三路输出状态指示灯

4、CP脉冲信号指示灯

5、CW方向电平指示灯

6、按键：

共10个按键，且大部分按键为复合按键，他们在不同状态表示的功能不同，下面的说明中，我们只去取功能之一表示按键。

后面板图及信号说明：

后面板图为接线端子，包括：

1、方向、脉冲、+5V为步进电机驱动器控制线，此三端分别连至驱动器的相应端，其中：

脉冲————步进脉冲信号

方向————电机转向电平信号

+5V————前两路信号的公共阳端

CP、CW的状态分别对应面板上的指示灯

2、启动：

启动程序自动运行，相当于面板上的启动键。

3、停止：

暂停正在运行的程序，相当于面板上的停止键，再次启动后，程序继续运行。

4、（限位A）A操作和（限位B）B操作是本控制器的一大特点：

对于步进电机，我们一般进行定量定位控制，如控制电机以一定的速度运行一定的位移这种方式很容易解决，只需把速度量和位移量编程即可。

但还有相当多的控制是不能事先定位的，例如控制步进电机从起始点开始朝一方向运行，直到碰到一行程开关后停止，当然再反向运行回到起始点。

再例如要求步进电机在两个行程开关之间往复运行n次，等等。

在这些操作中，我们事先并不知道步进电机的位移量的具体值，又应当如何编程呢？

本控制器利用：

“中断操作”，我们称之为“（限位A）A操作”和“（限位B）B操作”。

以“（限位A）A操作”为例，工作流程为：

当程序在运行时，如果“（限位A）A操作”又信号输入，电机作降速停止，程序在此中断，程序记住了中断处的座标，程序跳转到“（限位A）A操作”入口地址所指定的程序处运行程序。

5、输入1和输入2通过开关量输入端。

6、输出1、输出2和输出3通过开关量输出端。

7、+24V、地—输入输出开关量外部电源，本电源为DC24V/0.2A,此电源由控制器内部隔离提供。

8、~220V控制器电源输入端。

输入信号和输出信号接口电路：

本控制器的“启动”、“停止”、“（限位A）A操作”、“（限位B）B操作”、“输入1”、“输入2”为输入信号，他们具有相同的输入接口电路。

“输出1”、“输出2”、“输出3”称为输出信号。

他们具有相同的输出接口电路。

输入和输出电路都有光电隔离，以保证控制器的内部没有相互干扰，控制器内部工作电源（+5V）和外部工作电源（+24V）相互独立，并没有联系，这两组电源由控制器内部变压器的两个独立绕组提供。

开关量输入信号输出信号的状态，分别对应面板上的指示灯。

对于输入量，输入低电平（开关闭合时）灯亮，反之灯灭；对于输出量，输出0时为低电平，指示灯灭，反之灯亮。

开关量输入电路：

三，控制器联接示意图:

四、操作流程图:

控制器总是工作在四种状态之一：

自动状态、手动状态、程序编辑状态、参数设定状态。

上电或按[复位]后，控制器处于自动待运行状态且使坐标于零点，这时可以启动程序自动运行或切换到手动状态，程序编辑状态和参数设定状态只能在手动状态下切换。

程序编辑完成或参数设定完成后，按[退出]键退回到手动状态（程序将自动被保护）。

在手动状态下，如要切换到程序编辑状态，只需按[编辑]键，如要切换到参数设定状态，需按[编参]键2秒以上。

（注：

上述所说的按键[编辑]、[编参]、[退出]其实是同一个按键，由三个功能复合，我们介绍某一功能时，按键的名字只取其一，下同）

五，参数设定：

参数设定状态的进出方式为：

在手动状态下，按住[编参]键2秒以上，直到进入参数设定状态后才能松开。

参数设定完成后按[退出]键返回到手动状态（参数将被自动保护）。

参数分两行显示，第一行显示参数的名称，第二行显示参数数据。

参数修改方式：

进入参数设定状态后，首先显示第一行[JF-------]。

且前2位的参数名称闪动显示：

如按[∧]、[∨]，将会显示下一个或上一个参数名称。

如按[回车]键，将进入（下一行）参数数据的编辑修改状态，这时数据的第一位闪动显示，如按[∧]、[∨]，数据将被改变。

如按[＜]、[＞]键，将移至下一位进行修改，如此类推。

数据修改后，按[回车]确认，按[取消]放弃修改。

总之，参数的设定通过[∧]、[∨]、[＜]、[＞]、[回车]、[取消]六个按键完成的：

通过移动左右键使光标移至相应位上，这时数码将跳动显示，再通过上下键改变数值；用回车键进入数据修改状态，数据修改完成后，再用回车键确认退出或用取消键放弃修改。

请参考《操作流程速查表》。

序号

名称

参数显示形式

数据范围（单位）

参数说明

1

起跳频率

JF－－－－－－

JF×××××

400---39999

（Hz）

如果设定值小于400HZ，系统将报警提示；用户根据自己的实际情况设定不同的起跳频率。

2

升降曲线

rS－－－－－－

rS×

L、H

（条）

控制器内部存有两条最优化的升降速曲线，L为较慢的曲线；H为较快的曲线，可根据实际的负载情况选择不同的升降速曲线。

3

间隙补偿

CC－－－－－－

CC××××

0---9999

（脉冲数）

主要用于补偿转动机构（如丝杠、齿轮等）反向间隙所引起的误差，补偿的位移量平不在控制器上显示

4

手动增量

HL－－－－－－

HL××××××

1---999999

（脉冲数）

在手动状态下，手动操作时步进电机的位移量；如果设定值等于0，系统将报警提示。

5

手动速度

HF－－－－－－

HF×××××

1---39999

（Hz）

在手动状态下，手动操作时步进电机的运行速度；如果设定值等于0，系统将报警提示。

6

回零速度

bF－－－－－－

bF×××××

1---39999

（Hz）

回零操作时步进电机的运行速度；如果设定值等于0，系统将报警提示。

7

（限位A）A操作

入口地址

nA－－－－－－

nA××

00---99

（行号）

当程序正在运行时，如果“（限位A）A操作”端有信号输入，电机作降速停止，程序在此中断，程序记住了中断处的坐标值，程序跳转此行号所指定的程序处运行程序。

8

（限位B）B操作

入口地址

nB－－－－－－

nB××

00---99

（行号）

当程序正在运行时，如果“（限位B）B操作”端有信号输入，电机作降速停止，程序在此中断，程序记住了中断处的坐标值，程序跳转此行号所指定的程序处运行程序。

9

脉冲方式

CP－－－－－－

CP×

0、1

CP=0表示为单脉冲输出，后面板的CP端输出步进脉冲，CW端输出方向电平；

CP=1表示为双脉冲输出，后面板的CP端输出正转步进脉冲，CW端输出反转步进脉冲

一、程序编辑及指令详解：

程序编辑状态的进出方式为：

在手动状态下，按[编辑]键。

即可进入到程序编辑状态。

程序编辑完成后，按[退出]键返回到手动状态（参数将自动保存）。

本控制器的程序区最多可以编辑99条指令，程序中每一条指令有一个行号。

行号为自动编号，从00开始按顺序排列，您可以在程序中插入或删除某行，但行号会重新分配。

程序格式是：

每一条程序分两行显示（无参数程序除外），第一行显示行号和指令名称，第二行显示指令数据。

程序的最后一条指令固定为“END”。

总之，程序的修改通过[∧]、[∨]、[＜]、[＞]、[插入]、[删除]、[回车]、[取消]八个键来完成；通过移动左右键使光标移至相应位上，这时数码将跳动显示，再通过上下键改变数值：

用回车键进入数据修改状态，数据修改完成后，再用回车键确认退出或用取消键放弃修改。

请参与《操作流程速度表》。

程序编辑操作说明

程序编辑

操作步骤

进入编辑状态

在手动状态下，按[编辑]键。

退出编辑状态

在程序编辑状态的行号闪动状态下，按[退出]键，返回到手动状态，程序将自动保存。

清空程序区

在程序编辑状态的行号闪动状态下，按住[清程]键2秒以上，第00行的指令变为END即可。

录入新程序

先清空程序区，这时只剩下一条程序，即第00行的END指令，然后按[插入]键，第00行程序的指令变成了PAUSE，且闪动显示；按[∧]、[∨]，指令名称被改变；直到找出所需要的指令，按[回车]进入指令的数据区（对于无参数指令，回车后即完成本条程序的录入），按上下左右箭头修改，改好后按回车键，此行程序录入完毕。

可以看到下一行变成了END指令，再按[插入]键，用相同的办法录入程序，直到所有程序录入完毕。

新程序的录入过程也就是在最后一条程序（END）上不断插入新程序的过程。

特别注意：

在录入新程序时明明是很正确的程序，控制器却报警出错，这种情况出现在跳转指令中；如JUMP指令、J—BIT指令、J—CNT。

如果这三条指令中的跳转行号大于本指令所在的当前行号，由于跳转的目标尚未录入，控制器会误判录入行号有错。

为了避免这种情况，我们要求在录入新程序时，把这三条指令中所出现的跳转行号暂时用00代替，等程序录入完毕再修改过来。

修改程序

参考上面“录入新程序”的办法，对当前行程进行修改。

插入程序

在程序编辑状态的行号闪动状态下，按[插入]键，将在当前行的上方插入一条新程序，对新程序进行修改操作即可。

删除程序

在程序编辑状态的行号闪动状态下，按[删除]键，本行程序被删除，下面的程序自动上移。

浏览程序

在程序编辑状态的行号闪动状态下，按[∧]、[∨]，可以浏览每一行程序的指令名称，但您想快速看一下指令参数，怎么办？

你只需按[＜]键，本行参数将会闪动1秒钟。

指令详解（HH---------行号，×××××-----数据）

序号

指令名称

指令

显示形式

说明

1

暂停指令

HH_PAUSE

无参数,

程序暂停，等待面板启动按键或端子启动信号或（限位A）A操作、（限位B）B操作信号。

2

位移指令

HH_G-LEN

±×××××××

执行此指令时，控制器将按最新SPEED指令所赋值的速度，本指令所指定的位移量参数设置中所设定的起跳频率、升降速曲线、间隙补偿等，控制电机运行；

如果此指令无SPEED语句，则以起跳频率作为默认值；

参数的第一位为符号位，0为正位移、—为负位移；

参数范围：

—7999999~~+7999999单位：

脉冲数

若参数为0，将会报警提示。

3

速度赋值

指令

HH_SPEED

×××××

此程序以下的所有运行都将以此指令所设定的速度运行，直到下一个速度赋值指令出现为止；

参数范围：

1—39999单位：

脉冲数/秒（HZ）

若参数为0，将会报警提示。

4

延时指令

HH_DELAY

×××××××

延时时间；参数范围：

1---7999999单位：

毫秒；

如果参数设定值为0，系统将报警提示。

5

无条件跳

转指令

HH_JUMP

××

无条件跳转指令，参数××表示要跳转的程序行号；当××行号超过END指令行号时，将报警提示。

6

循环指令

HH_LOOP

×××××××

从当前行到指定行执行循环；前两位为行号（要求小于当前行），后五位为循环次数（0定义为无限次）。

行号超过当前行号时，系统将报警提示。

7

运行到

某一位置

HH_GOTO

±×××××××

运行到指定位置，在实际应用中，此位置一般为系统的参考点；参数的第一位为符号位，正数表求此点位于零点的正方向、负数表示此点位于零点的负方向；

若参数值=0，表示返回零点；

参数范围：

—7999999~~+7999999单位：

脉冲数

8

输出指令

HH_OUT

××××

参数的前三位从左到右依次对应输出端子的（输出1—输出3）；同时对应前面板的三个输出指示灯1---3。

每位有三个选项：

0、1、N：

0-----对应输出端子为高电平，负载不导通，面板指示灯灭

1-----对应输出端子为低电平，负载导通，面板指示灯亮

N----保持上一个状态

参数的最后一位，专门为控制器内部的蜂鸣器所设计：

0-----执行此指令时，蜂鸣器响一短声；（注意：

响声结束后才能执行下一条程序）

1-----执行些指令时，蜂鸣器响一长声；（注意：

响声结束后才能执行下一条程序）

N-----执行此指令时，蜂鸣器不响。

9

测位跳转

HH_J-BIT

××××

前两位为行号，指明所跳转的位置，第五位为输入口（输入1—输入2）的其中之一；第八位为跳转条件（0或1）；当所测定的输入口为所设定的状态时跳转到指令行号，否则，顺序执行。

行号超过END指令行号时，将报警提示。

10

计数跳转

HH_J—CNT

××××××

本指令为计数器指令，前两位为行号，指明程序所跳转的位置；后五位为设定值。

当计数器计数到或大于设定数值时，则跳转到指定行号，否则顺序执行。

行号超过END指令行号时，将报警提示。

11

变量位移

HH_GO—AB

±×

本指令为位移指令，运行方式和HH_G--LEN±×××××××××相同，所不同的是此指令的位移量并不是一个固定的、己知的常数，而是一个变量，此变量产生于中断操作，本控制器发生最新的中断操作时，步进电机作降速停止后，这时的坐标值即是此变量，由于有A、B两个中断操作，所以此指令的第八位以A、B分别表示各自操作所产生的变量，C变量表示为当最新的一个中断发生时，被中断的位移指令剩余的位移量，此变量为有符号数，此指令的第七位为符号位，0表示参数和变量相同，—表示参数和变量符号相反。

12

计数器加1

HH_CNT—1

无参数

本指令为计数器指令，控制器内总有一计数器单元，容量为999999，计数器的值可实时的计数显示状态下显示；计数器的值在断电时不会自动保存，除非您手动按一下计数器存贮键[＞]，控制器上电后，会自动把最新存贮的值调入计数器单元，本指令对计数器进行加1操作。

13

计数器清零

HH_CNT—0

无参数

本指令为计数器指令；

本指令把计数器清零。

除了本指令外还可以通过计数器清零按键随时可以把计数器清零（在自动状态下），清零按键为：

[∨]。

14

坐标清零

HH_CLR

执行些指令，当前坐标及显示都被清零，电机以些位置为新零点。

15

结束指令

HH_END

无参数

程序结束行，程序运行到此指令时，表示本控制器自动运行结束控制器返回自动待运行状态。

该指令不可编辑，且总是位于程序的最后一行。

二、手动运行方式：

在自动状态下按[自动/手动]将进入手动状态，前二位数码管将显示为┥┝，以表示为手动状态。

按

[＞]或[＜]，电机将按不同的方向手动运行，手动运行的位移量和速度由参数庙宇状态下的HL和HF值决定，请参考“控制器操作流程图”。

三、自动运行方式：

控制器上电或按复位键后，自动使坐标值清零，并以此作为坐标零点，在把上一次的手动存盘的计数器的值调入计数器单元，然后处于自动待运行状态，按[启动]键或从端子上输入启动信号后，控制器将从第00行程序开始运行，直至运行到最后一条程序END，这时自动运行结束，控制器返回自动待运行状态。

请参考“控制器操作流程图”

在自动状态下，又有3种不同的子状态：

1、自动待运行状态，表示控制器准备运行程序，只需按[启动]键或端子上输入启动信号即可，程序完成运行后也将处于此状态；

2、自动运行状态，表示控制器正在运行程序；

3、自动运行停止状态，表示控制器正在运行程序时被[停止]键或端子上输入的停止信号中断运行程序将在断点处等待再次被启动。

在自动状态下，又有三种不同的显示方式：

（通过按同一个键[步数]、[计数]、[∧]进行切换）

1、步数显示方式：

控制器显示当前的坐标值，单位：

脉冲数；

2、计数显示方式：

控制器显示当前计数器单元的计数值，单位：

个数；

3、程序显示方式：

控制器显示当前所处的程序行及程序名。

为了能在显示上很好的区分自动状态的三个子状态以及三种显示方式，我们用显示器前两位的不同显示方式来区别：

（见下表）

显示

对应状态

说明

L—12345

步数（坐标值）显示

方式，在自动待运行方式

显示位数为后六位（包括符号位），如果实际坐标值超过六位，将用截头留尾的方式显示。

N123456

计数显示方式，

在自动待运方式

显示位数为后六位，如果计数器的值超过六位，将用截头留尾的方式显示。

P00SPD

程序显示方式，

在自动待运方式

显示位数为后六位，为了用六位数简单明了的表示当前的程序行，我们用了3、4位显示当前行号；第5位空；第6、7、8位显示指令简称（参考《指令速查表》的指令简称）

[]

步数、计数、程序

三种显示方式

在自动运行状态

三种显示方式在自动运行状态下前两位显示都相同，即[]表示程序正在执行。

[]

步数、计数、程序

三种显示方式

在自动停止状态

前两位闪动。

[]即表未程序被中断，正在断点处等等。

四、外形尺寸及安装尺寸：

本控制器采用嵌入仪表外壳，体积小重量轻（500G），前面板为71MM*71MM的方形，长度为120MM，具体尺寸见下图：

十一、编辑及应用举例：

例一：

参数要求：

起跳频率2.5KHZ,升降速较快,间隙补偿为0;

运行要求：

以2.9KHZ的速度运行98765步，再以15KHZ的速度反向运行8765步，停止。

参数清单：

（进入参设定状态修改）JF=02500，rS=H，CC=0000。

清序清单：

（进入程序编辑状态）

00SPEED02900；给下面的运行赋值速度2.9KHZ

01G-LEN00098765；电机正向运行98765步

02SPEED15000；给下面的运行赋值速度15KHZ

03G-LEN－0008765；电机反向运行8765步

04END；程序结束

例二：

参数要求：

起跳频率2.5KHZ，升降速较慢。

间隙补偿为12；

运行要求：

启动时要求蜂鸣器响一短声后以39KHZ的速度运行1234567步，使3个输出量为101状态，延时55.9秒后使后二位输出状态为11，程序在此处暂停，直到再次启动后使用电机以同样的速度返回起始点的另一侧第888步的位置，到位后发出一长声通知，结束。

参数清单：

（进入参数设定状态修改）JF=02500，rS=L，CC=0012。

程序清单：

（进入程序编辑状态）

00OUTnnno；使蜂鸣器响一短声

01SPEED39000；给下面的运行赋值速度39KHZ

02G-LEN01234567；电机正向运行1234567步

03OUT101n；使3个输出量为101状态

04DELAY0055900；延时55.9秒

05OUTn11n；使后二位输出状态为11

06PAUSE；程序在此处暂停

07GOTO-0000888；电机返回起始点的另一侧第888步的位置

08OUTnnn1；使蜂鸣器响一长声

09END；程序结束

例三：

运行要求：

（参数设定省略）有一物体，从零点以2.9KHZ的速度向前运行100步（此点作为物体的参考点）；在参考点停止后输出010；检测输入位，若INI=0，电机同速度返回零。

若INI≠0，电机以15KHZ的速度再向前运行10000步后使蜂鸣器短声报警；再以35KHZ的速度返回参考点。

若这时INI=0，则返回零点，否则继续按第一次的方式循环，以此类推。

要求返回零点后，蜂鸣器响长声报警。

程序清单：

（进入程序编辑状态）

00SPEED02900；给下的运行赋值速度2，9KHZ

01G-LEN00000100；电机向前运行100步

02OUT010n；使输出状态为010

03SPEED15000；INI≠0，则赋值新的速度15KHZ

04G-LEN00010000；再向前运行1000步

05OUTnnn0；使蜂鸣器短声报警

06SPEED35000；给下面返回参考点的运行赋值速度35KHZ

07GOTO00000100；电机以15KHZ速度返回参考点

08LOOP0300000；电机作无限循环，直到INI=0才返回零点

09SPEED02900；赋值返回零点的速度2.9KHZ

10GOTO00000000；电机以2.9KHZ速度返回零点

11OUTnnn1；返回零点后蜂鸣器长声报警

12END；程序结束

例四：

运行要求：

（参数设定省略）某一物体从零点处以高速39KHZ向前运行直到碰到前方的行程开关，再同速返回至零点处，结束。

（假设此系统的起跳频率为500HZ，零点至接近开关的距离大于100000步，小于100010）。

设计分析：

此运动的位移量并不知道其精确值，而只是知道一个大概范围（属于未知变量控制）。

我们采用中断操作解决这一问题。

我们把行程开关连接至（限位A）A操作端口，由于中断操作时电机降速停止，如果以高速直接运行至行程开关，必然会关生过冲，为了避免过冲，我们采用先高速后低速（低速低于起跳频率）。

参数设定：

（进入参数设定状态改变）设定（限位A）A操作入口地址nA=04，其他参数略。

程序清单：

（进入程序编辑状态）

00SPEED39000；赋值速度39KHZ

01G-LEN0099000；先高速接近，但不能碰上行程开关

02SPEED00400；低速值频率要低于起跳频率

03G-LEN07999999；任意设置一个大位移量去接确行程开关

04SPEED39000；（限位A）A操作入口，赋值回零速度39KHZ

05GO-AB—A；按反方向，运行相同位移量，回零

06END；程序结束

例五：

运行要求：

（参数设定省略）某一物体在两个行程开关之间（A---B）往复运动。

A、B之间的距离大于100000步，小于100010，起始位置随机（但要求先移动到A点）往返次数800次后停在A点，蜂鸣器长声报警表示结束。

要求计数器显示往复次数，运行速度20KHZ，起跳频率为500HZ,。

设计分析：

由于起始位置为坐标零点，假设零点至B点为正位移、零点到A为负位移，此运动和例四一样属于未知变量控制。

参数设定：

（进入参数设定状态）设定（限位A）A操作入口地址n4=03、（限位B）B操作入口地址n8=09，其他参数略。

程序清单：

（进入程序编辑状态录入程序，运行程序前，把控制器设定为计数显示方式）

00CNT-0；计数器清零

01SPEED00400；赋值速度400HZ（低于起跳频率500HZ，以保证在行程开关处不过冲）

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