步进电机控制器--说明书

电机,伺服电机可编程控制器AKS-01Z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A操作和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、 CP、CW、OPTP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： CP————步进脉冲信号 CW————电机转向电平信号 OPTO————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、 A操作和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“A操作”和“B操作”。以“A操作”为例，工作流程为：当程序在运行时，如果“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“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、 COM+、COM—输入输出开关量外部电源，本电源为DC12V/0.3A,COM+为正端，COM—为负端，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”、“A操作”、“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（+12V）相互独立，并没有电联系，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：

开关量输出电路：

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

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》。

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。

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）

00 SPEED 02900 ；给下面的运行赋值速度2.9KHZ 01 G-LEN 00098765 ；电机正向运行98765步 02 SPEED 15000 ；给下面的运行赋值速度15KHZ 03 G-LEN －0008765；电机反向运行8765步 04 END ；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）

00 OUT nnno ；使蜂鸣器响一短声

01 SPEED 39000 ；给下面的运行赋值速度39KHZ 02 G-LEN 01234567 ；电机正向运行1234567步 03 OUT 101n ；使3个输出量为101状态 04 DELAY 0055900 ；延时55.9秒

05 OUT n11n ；使后二位输出状态为11 06 PAUSE ；程序在此处暂停

07 GOTO-0000888 ；电机返回起始点的另一侧第888步的位置 08 OUT nnn1 ；使蜂鸣器响一长声 09 END ；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）

00 SPEED 02900 ；给下的运行赋值速度2，9KHZ 01 G-LEN 00000100 ；电机向前运行100步 02 OUT 010n ；使输出状态为010

03 SPEED 15000 ；INI≠0，则赋值新的速度15KHZ 04 G-LEN 00010000 ；再向前运行1000步 05 OUT nnn0 ；使蜂鸣器短声报警

06 SPEED 35000 ；给下面返回参考点的运行赋值速度35KHZ 07 GOTO 00000100 ；电机以15KHZ速度返回参考点

08 LOOP 03 00000 ；电机作无限循环，直到INI=0才返回零点 09 SPEED 02900 ；赋值返回零点的速度2.9KHZ 10 GOTO 00000000 ；电机以2.9KHZ速度返回零点 11 OUT nnn1 ；返回零点后蜂鸣器长声报警 12 END ；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）

00 SPEED 39000 ；赋值速度39KHZ

01 G-LEN 0099000 ；先高速接近，但不能碰上行程开关 02 SPEED 00400 ；低速值频率要低于起跳频率

03 G-LEN 07999999 ；任意设置一个大位移量去接确行程开关 04 SPEED 39000 ；A操作入口，赋值回零速度39KHZ 05 GO-AB —A ；按反方向，运行相同位移量，回零 06 END ；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A操作入口地址n4=03、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） 00 CNT-0 ；计数器清零

01 SPEED 00400 ；赋值速度400HZ（低于起跳频率500HZ，以保证在行程开关处不过冲） 02 G-LEN —7999999 ；先以低速向A运动，直到碰到行程开关A 03 CNT-1 ；A操作入口，讲数器加1

04 J-CNT 00 800 ；往复次数到800次，转移；不到800次，运行下一条指令 05 SPEED 20000 ；赋值速度20KHZ

06 G-LEN 0099000 ；以高速20KHZ向B点运行 07 SPEED 00400 ；低速值要低于起跳频率

08 G-LEN 07999999 ；快到B点时，改为低速去接触B点行程开关 09 SPEED 20000 ；B操作入口，赋值速度20KHZ 10 G-LEN —0099000 ；以高速20KHZ向A点运行 11 SPEED 00400 ；低速值要低于起跳频率

12 G-LEN —07999999 ；快到A点时，改为低速去接触A点行程开关 13 OUT NNN1 ；往复次数己到800次，蜂鸣器长声报警 14 END ；程序结束

例六：一台AKS-01Z控制器分时控制二台步进电机控制器

运行要求： 二台步进电机不同时工作，1 # 电机以7KHZ的速度运行7777步，停止1秒后，2 # 电机以8KHZ的速度运行8888步，停止5秒，再分别以9KHZ的速度返回零点，结束。

设计分析：由于二台步进电机不同时工作，我们可以用一个单刀双掷小继电器来切换CP脉冲，如果要求切换很快，可以选用电子开关。用控制器的输出口（DC12V）作为控制端。

参数设定：（进入参数设定状态）本例省略。

示意图

程序清单：

00 OUT ONNN ；把CP信号切换至1#电机（本例用OUT1作为切换控制端） 01 SPEED 07000 ；为1#电机赋值速度7KHZ 02 G-LEN 777 ；1#电机运行777步 03 OUT 1NNN ；先把CP信号切换至2#电机 04 DELAY 1000 ；再延时1秒

05 SPEED 08000 ；为2#电机赋值速度8KHZ

06 G-LEN 8888 ；2#电机运行8888步 07 OUT 0NNN ；把CP信号切换至1#电机 08 DELAY 5000 ；延时5秒

09 SPEED 09000 ；为1#和2#电机赋值回零速度9KHZ 10 G-LEN —7777 ；1#电机先回零

11 OUT 1NNN ；把CP信号切换至2#电机

12 DELAY 0500 ；延时0。5秒（主要考虑继电器切换时间） 13 G-LEN —8888 ；2#电机回零 14 END ；程序结束

例七：AKS-01Z——更先进的自动制袋机控制器

系统配置：AKS-01Z控制器二相步进电机130BYG250A、驱动器、可选配AC220A 隔离变压器。压轮周长200MM。

操作面板除了AKS-01Z以外，还配有：1、有效/无效按键（为自锁按键）：当此键按下后才能启动电机运行；在此键抬起状态，即使有光电开关信号，电机也不动作。2、印刷/定长选择按键（为自锁按键）：按下为印刷方式；抬起为定长方式。

运行要求：我们以袋长500MM为例，在定长方式下，每启动一次，高速运行500MM。在印刷方式下，每启动一次，先高速运行480MM，

再改为低速运行去寻找色标，找到色标立即停车。如果运行了510MM，仍未找到色标，则认为是故障运行，马上停车报警（短声100次）。另外要求切纸5万张，则长声报警10次。这时计数器需清零重新开始。在控制按键中，有计数器清零按键[∨]和计数器存储键[＞]，可随时使用。

设计分析：以二相电机为例，使驱动器工作在20细分状态，这时的步距角为0。09度，脉冲当量为：每毫米20个CP脉冲。 参数设定：（进入参数设定状态）

JF=1000，RS=H，CC=0，HL=10，HF=1000，BF=1000，NA=12，NB=00上述参数可以根据具体的制袋机有所调整。

说明：我们提供的程序可能和您的要求有些出入，但我们会免费帮您设计您满意的程序和硬件配置！

程序清单：（控制器上电后，使其显示方式为计数方式）

00 J-BIT 18 1 1 ；如果有效/无效按键为无效状态（未按下，1N1=1），则程序返回 01 SPEED 28000 ；假设高速运行速度28KHZ

02 J-BIT 05 2 0 ；如果印刷/定长按键为印刷方式（按下，1N2=0），则转至05行程序 03 G-LEN 10000 ；在定长的方式下，电机运行500MM（10000步） 04 JUMP 12 ；转至第12行程序

05 G-LEN 9600 ；在印刷方式下，电机先高速运行480MM（9600步） 06 SPEED 1000 ；假设低速寻找色标时的速度为1KHZ

07 G-LEN 600 ；以低速运行去寻找色标，如找到则转入A操作入口 08 OUT NNN0 ；运行510MM，仍未找到色标，则短声报警（100次） 09 DELAY 200 ；延时0。2秒 10 LOOP 07 100 ；短声报警100次 11 JUMP 18 ；转至 12 CNT-1

13 J-CNT 15 50000 14 JUMP 18 15 OUT NNN1 16 DELAY 200 17 LOOP 07 10 18 END

例八：AKS-01Z——更先进的自动切分机控制器

系统配置：AKS-01Z控制器、两相步进电机130BYG250A（或三相130BC3100A）、驱动器、可选配AC220A隔离变压器。压轮周长200mm。操作面板除了AKS-01Z以外，还配有：1、有效/无效按键（自所按键）。当此按键按下后才能启动电机运行；在此按键抬起状态，即使有光电开关信号，电机也不动作。

运行要求：我们切纸长度500mm为例，每启动一次，高速运行500mm。另外要求切纸5万张，则长声报警10次。这时计数器需清零重新开始。在控制按键中，有计数器清零按键[∨]和计数器存储键[＞]，可随时使用。

设计分析：以二相电机为例，使驱动器工作在20细分状态，这时的步距角为0。09度，脉冲当量为：每毫米20个CP脉冲。 参数设定：（进入参数设定状态）

JF=1000，RS=H，CC=0，HL=10，HF=1000，BF=1000，NA=00，NB=00上述参数可以根据具体的制袋机有所调整。

说明：我们提供的程序可能和您的要求有些出入，但我们会免费帮您设计您满意的程序和硬件配置！ 程序清单：（控制器上电后，使其显示方式为计数方式）

00 J-BIT 09 1 1 ；如果有效/无效按键为无效状态（未按下，1N1=1），则程序返回 01 SPEED 28000 ；假设高速运行速度28KHZ 02 G-LEN 10000 ；电机运行500MM（10000步）

03 CNT-1 ；计数器加1

04 J-CNT 06 50000 ；计数器=5万，转至长声报警10次 05 JUMP 09 ；计数值不到5万，转至结束 06 OUT NNN1 ；计数值已到5万，长声报警10次 07 DELAY 200 ；延时0.2秒 08 LOOP 07 10 ；长声报警10次 09 END

例九：AKS-01Z——更先进的粉剂包装控制器

系统配置：AKS-01Z控制器、两相步进电机110BYG250A（或三相110BC380）、驱动器，可选配AC110V/AC220A隔离变压器。操作面板除了AKS-01Z以外，还配有：1、有效/无效按键（自所按键）。当此按键按下后才能启动电机运行；在此按键抬起状态，即使有光电开关信号，电机也不动作。

运行要求：我们以主轴运行速度每秒2圈为例，主轴每转1圈，启动步进电机一次，步进电机要在0.25秒内带动蜗杆旋转一周。要求包装5万袋，则长声报警10次。这时计数器需清零重新开始。在控制按键中，有计数器清零按键[∨]和计数器存储键[＞]，可随时使用。

设计分析：以二相电机为例，使驱动器工作在20细分状态，这时的步距角为0。09度，脉冲当量为：步进电机每运行一周需4000个CP脉冲。

参数设定：（进入参数设定状态）

JF=1000，RS=H，CC=0，HL=10，HF=1000，BF=1000，NA=00，NB=00上述参数可以根据具体的切分机有所调整。

说明：我们提供的程序可能和您的要求有些出入，但我们会免费帮您设计您满意的程序和硬件配置！ 程序清单：（控制器上电后，使其显示方式为计数方式）

00 J-BIT 09 1 1 ；如果有效/无效按键为无效状态（未按下，1N1=1），则程序返回 01 SPEED 38000 ；假设高速运行速度38KHZ 02 G-LEN 4000 ；电机运行一周（4000步）

03 CNT-1 ；计数器加1

04 J-CNT 06 50000 ；计数器=5万，转至长声报警10次 05 JUMP 09 ；计数值不到5万，转至结束 06 OUT NNN1 ；计数值已到5万，长声报警10次 07 DELAY 200 ；延时0.2秒 08 LOOP 07 10 ；长声报警10次 09 END

十二、指令搜查表

参数速查表:

按键速查表