Tìm hiểu cách điều khiển động cơ bước bằng S7200 chi tiết

Tác giả: ChungTu

Cập nhật lúc: 30/09/2025

Bạn đang tìm kiếm một giải pháp điều khiển chuyển động chính xác, ổn định và tiết kiệm chi phí cho hệ thống tự động hóa của mình? Việc điều khiển động cơ bước bằng S7200 chính là câu trả lời. Bài viết này Thành Thái Motor sẽ cung cấp hướng dẫn chi tiết từ A-Z, giúp bạn nắm vững cách kết nối phần cứng, lập trình và ứng dụng vào thực tế một cách hiệu quả, ngay cả khi bạn mới bắt đầu tìm hiểu về PLC và các loại động cơ điện công nghiệp.

PLC S7200 của Siemens là một bộ điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Controller) nhỏ gọn nhưng mạnh mẽ, được ưa chuộng trong các ứng dụng tự động hóa vừa và nhỏ. Nhờ sự linh hoạt, độ tin cậy và giá thành hợp lý, S7200 đã trở thành một lựa chọn hàng đầu cho nhiều kỹ sư và doanh nghiệp tại Việt Nam. Việc điều khiển các loại mô tơ điện, đặc biệt là động cơ bước (step motor), là một trong những thế mạnh của dòng PLC này.

Thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt trong các tủ điện có không gian hạn chế.
Hiệu suất xử lý cao với bộ vi xử lý mạnh mẽ, đáp ứng tốt các bài toán điều khiển thời gian thực.
Hỗ trợ ngõ ra phát xung tốc độ cao (PTO/PWM), là yếu tố then chốt để điều khiển động cơ bước và servo một cách chính xác.
Khả năng mở rộng linh hoạt với các module I/O, module analog, module truyền thông, giúp thích ứng với nhiều yêu cầu khác nhau của hệ thống.
Phần mềm lập trình Simatic STEP 7 MicroWin trực quan, dễ sử dụng.
Ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống băng tải, máy đóng gói, máy cắt, máy dán nhãn, và các dây chuyền sản xuất tự động cần điều khiển vị trí và tốc độ của động cơ điện (motor điện).

Giới thiệu chung về thiết bị PLC Siemens S7200 và các ưu điểm nổi bật đối với quy trình tự động hóa

Để khai thác tối đa sức mạnh của PLC Siemens S7200 trong việc điều khiển động cơ bước bằng S7200, việc nắm rõ thông số kỹ thuật cơ bản là vô cùng quan trọng. Những thông số này không chỉ giúp bạn lựa chọn đúng model phù hợp với nhu cầu, mà còn đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, chính xác và an toàn. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết các thông số nổi bật của PLC S7200 ngay dưới đây.

CPU: Các dòng phổ biến như CPU 222, CPU 224, CPU 226 với số lượng I/O và bộ nhớ khác nhau.
Nguồn cấp: Thường là 24VDC hoặc 220VAC.
Số lượng I/O: Tích hợp sẵn một số lượng ngõ vào/ra số và có thể mở rộng thêm.
Ngõ ra phát xung (PTO): Các CPU S7200 thường có 2 ngõ ra phát xung tốc độ cao (Q0.0 và Q0.1) để điều khiển motor điện.
Bộ nhớ: Bao gồm bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu.
Cổng truyền thông: Tích hợp cổng RS-485 hỗ trợ các giao thức như PPI, MPI.

Để hệ thống hoạt động ổn định và chính xác, việc kết nối phần cứng là bước quan trọng nhất trong quá trình điều khiển động cơ bước bằng S7200. Chỉ cần một sai sót nhỏ trong đấu dây hay cấp nguồn cũng có thể khiến động cơ không vận hành đúng hoặc gây hỏng thiết bị. Trong phần này, bạn sẽ được hướng dẫn chi tiết cách kết nối PLC S7200 với driver và động cơ bước theo từng bước rõ ràng, giúp hệ thống hoạt động mượt mà, bền bỉ và an toàn ngay từ lần đầu tiên triển khai.

Cách kết nối thiết bị PLC Siemens S7200 với phần cứng trong quá trình sử dụng

Cấp nguồn cho PLC: Nối nguồn 24VDC vào các chân L+ và M của PLC.
Kết nối PLC với Driver:
- Ngõ ra phát xung của PLC (ví dụ Q0.0) nối với chân PUL+ (hoặc CP+) của driver.
- Ngõ ra chiều quay của PLC (ví dụ Q0.1) nối với chân DIR+ của driver.
- Chân 0V (M) của PLC nối chung với các chân PUL- và DIR- của driver.
Cấp nguồn cho Driver và Động cơ điện (motor điện):
- Nối nguồn DC (phù hợp với driver) vào các chân V+ và GND của driver.
- Nối các dây pha của động cơ bước (A+, A-, B+, B-) vào các ngõ ra tương ứng trên driver.

Sử dụng nguồn riêng cho PLC và cho driver để tránh nhiễu.
Đấu nối đúng chân, đặc biệt là các chân tín hiệu PUL và DIR.
Đảm bảo tất cả các chân âm (GND, M) được nối chung với nhau (nối đất chung).
Sử dụng dây tín hiệu có bọc kim chống nhiễu và đi dây tín hiệu cách xa dây động lực để đảm bảo tín hiệu điều khiển không bị sai lệch.

Sau khi kết nối phần cứng, chúng ta sẽ tiến hành lập trình cho PLC. Đây là bước quyết định cách thức hoạt động của động cơ điện (motor điện).

Simatic STEP 7 MicroWin là phần mềm chuyên dụng của Siemens để lập trình cho dòng PLC S7200. Phần mềm có giao diện thân thiện, hỗ trợ ngôn ngữ lập trình LAD, FBD, STL, giúp người dùng dễ dàng xây dựng và gỡ lỗi chương trình. Đặc biệt, nó tích hợp sẵn các wizard (trình hướng dẫn) giúp cấu hình ngõ ra phát xung PTO một cách nhanh chóng.

Cách dùng phần mềm Simatic STEP 7 MicroWin để điều khiển và lập trình PLC Siemens S7200

Trong S7200, việc điều khiển động cơ bước chủ yếu dựa vào chức năng phát xung tốc độ cao (PTO). Bạn có thể sử dụng Wizard trong STEP 7 MicroWin để cấu hình các thông số như:

Chọn ngõ ra phát xung (PTO0 hoặc PTO1 tương ứng Q0.0 hoặc Q0.1).
Cài đặt tốc độ (số xung/giây).
Cài đặt số xung cần phát (để điều khiển vị trí).
Cấu hình các chế độ hoạt động khác nhau.

Sự kết hợp giữa PLC S7200 và motor điện bước tạo ra nhiều giải pháp tự động hóa hiệu quả trong ngành động cơ điện công nghiệp.

Trong các máy trộn nguyên liệu, động cơ bước có thể được sử dụng để xoay thùng trộn một góc chính xác. Trong các hệ thống vít me, động cơ bước điều khiển vít me để di chuyển một cơ cấu đến vị trí mong muốn. Các loại motor điện pha 220V thường không đáp ứng được yêu cầu về điều khiển vị trí này.

Dữ liệu từ PLC S7200 có thể được truyền lên hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) thông qua các module truyền thông. Điều này cho phép người vận hành giám sát trạng thái của motor điện, cài đặt vị trí, tốc độ từ xa. Mặc dù ít phổ biến, trong một số trường hợp, S7200 cũng có thể dùng PID để điều khiển tốc độ của motor.

PLC S7200 có thể điều khiển hầu hết các loại động cơ bước phổ biến trên thị trường, từ động cơ bước 2 pha, 3 pha cho đến các dòng motor bước công suất lớn. Chỉ cần chọn driver phù hợp và thiết lập xung PTO chính xác, hệ thống sẽ hoạt động ổn định và chính xác.

Có. Động cơ bước thường được dùng cho ứng dụng cần điều khiển vị trí chính xác với chi phí thấp, trong khi servo motor phù hợp với các hệ thống cần tốc độ cao, tải nặng và độ chính xác tuyệt đối. Tuy nhiên, với PLC S7200, cả motor bước và servo đều có thể được điều khiển hiệu quả.

Có. PLC S7200 chỉ phát ra xung điều khiển (PUL/DIR), vì vậy bắt buộc phải có driver trung gian để khuếch đại tín hiệu và cấp dòng điện phù hợp cho động cơ bước. Driver chính là “cầu nối” giữa PLC và motor bước, giúp hệ thống vận hành mượt mà.

Bạn cần dựa vào dòng điện định mức, điện áp và số pha của động cơ bước để chọn driver. Ngoài ra, hãy kiểm tra driver có hỗ trợ tín hiệu PUL/DIR tương thích với PLC S7200 hay không. Một driver phù hợp sẽ giúp motor hoạt động bền bỉ và tránh lỗi quá tải.

STEP 7 MicroWin không hỗ trợ mô phỏng trực tiếp chuyển động động cơ bước, nhưng bạn có thể quan sát tín hiệu xung PTO trên PLC hoặc kết nối với motor thật để kiểm tra. Nhờ giao diện trực quan và wizard cấu hình, việc lập trình trở nên nhanh chóng và dễ dàng.

Việc điều khiển động cơ bước bằng S7200 là một giải pháp mạnh mẽ, linh hoạt và kinh tế cho rất nhiều bài toán tự động hóa. Bằng cách nắm vững kiến thức về phần cứng, kết nối và lập trình, bạn hoàn toàn có thể tự xây dựng các hệ thống điều khiển chuyển động chính xác và hiệu quả. Việc lựa chọn một motor điện tốt nhất và một bộ PLC phù hợp là chìa khóa thành công.

Nếu bạn đang có nhu cầu mua motor, mua mô tơ điện hay bất kỳ loại động cơ điện nhập khẩu nào, hãy liên hệ với các nhà cung cấp uy tín để được tư vấn sản phẩm chất lượng và nhận báo giá motor cạnh tranh. Các đơn vị chuyên bán mô tơ điện sẽ giúp bạn chọn được thiết bị phù hợp nhất cho ứng dụng của mình.