【正文】 表2輸出電流 (A)SW1SW2SW3PEAKRMSONONONOFFONONONOFFONOFFOFFONONONOFFOFFONOFFONOFFOFFOFFOFFOFF(4)半流功能半流功能是指無步進脈沖500ms后，驅(qū)動器輸出電流自動降為額定輸出電流的70%，用來防止電機發(fā)熱。用戶可以通過驅(qū)動器正面板上的撥碼開關(guān)的SWSWSWSW8位來設(shè)置驅(qū)動器的步數(shù)（如表1）： 表1SW5狀態(tài)OFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFSW6狀態(tài)ONOFFOFFONONOFFOFFONONOFFOFFONONOFFOFFSW7狀態(tài)ONONONOFFOFFOFFOFFONONONONOFFOFFOFFOFFSW8狀態(tài)ONONONONONONONOFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFOFF步數(shù)400800160032006400128002560010002000400050008000100002000025000(2)控制方式選擇撥碼開關(guān)SW4位可設(shè)置成兩種控制方式：當設(shè)置成“OFF”時，為有半流功能。高速時力矩也大大高于其它二相驅(qū)動器，定位精度高。脈沖數(shù)：用雙字長無符號數(shù)表示，脈沖數(shù)取值范圍是1~4294967295之間。脈沖列(PTO)功能提供周期與脈沖數(shù)目可以由占空比控制的占空比為50%的方波脈沖輸出。輸入輸出滯后時間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指PLC的外部輸入信號發(fā)生變化的時間到它的控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，它由輸入電路的濾波時間、輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式的滯后時間三部分組成。然后，進行相應(yīng)的運算，運算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。 程序執(zhí)行階段。 輸入采樣階段。除了執(zhí)行用戶程序外，每次循環(huán)過程中，PLC不還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5 個階段，如圖46所示。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。這也是本設(shè)計選擇其作為兩自由度XY工作臺精確定位的方案之所在。　　(4)脈沖當量的計算?！　?2)步進電機脈沖細分驅(qū)動器的選擇及參數(shù)設(shè)置。如圖2所示。為了維護步進電機以及驅(qū)動設(shè)備，要求驅(qū)動脈沖頻率也線性增大，所以，本定位控制系統(tǒng)采用多管線操作，控制電機的運行過程。為了消除電機的低頻振蕩，提高分辨率，采用了步進電機細分驅(qū)動器，176。根據(jù)控制要求，系統(tǒng)擬采用高速脈沖串輸出PTO功能，PTO功能可輸出一定脈沖個數(shù)和占空比為50%的方波信號。假設(shè)從起點到終點的運送距離為100 mm，即要求由步進電機帶動導(dǎo)軌作直線運動，定位距離為100 mm?！　★@然，利用PLC控制步進電機實現(xiàn)準確定位的關(guān)鍵是對PLC產(chǎn)生的脈沖數(shù)的設(shè)定。d為絲杠的螺紋距，它決定了絲杠每轉(zhuǎn)過一圈，工作臺面前進的距離。工作臺移動的距離與PLC脈沖數(shù)之間的關(guān)系為：　　工作原理圖如下所示：PLC控制器驅(qū)動電路步進電機工作臺（1）兩自由度XY工作臺控制系統(tǒng)的設(shè)計。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，特別是微型計算機的普及和應(yīng)用，使現(xiàn)代機械加工技術(shù)發(fā)生了深刻的變化，這種變化主要涵蓋兩個方面，一是想著提高產(chǎn)品加工的生產(chǎn)效率為主的高度自動化的方向發(fā)展，另一個是向著提高產(chǎn)品質(zhì)量為主的精度化的方向發(fā)展?！　】删幊绦蚩刂破鳎≒LC）是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種工業(yè)控制計算機，具有抗干擾能力強、可靠性極高、體積小等顯著優(yōu)點，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制裝置。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號時就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（稱為“步距角”），其旋轉(zhuǎn)以固定的角度運行。 為了在一定場合取代高成本的定位控制，實現(xiàn)精確定位控制系統(tǒng)最優(yōu)的性價比，采用西門子S7200系列PLC作為控制器，通過驅(qū)動器控制步進電機運行以實現(xiàn)準確定位。摘 要隨著高精密加工技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對工作臺的加工精度提出了越來越高的要求。本設(shè)計采用PLC基于高速脈沖的兩自由度工作臺精確定位控制系統(tǒng)，得出了精確定位控制系統(tǒng)設(shè)計與實施的關(guān)鍵，并給出了實現(xiàn)精確定位的控制方案及PLC程序?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量以達到準確定位的目的。通過對步進電機定位與PLC的深入研究，本文提出了利用PLC的高速脈沖輸出實現(xiàn)步進電機位置控制功能的有關(guān)見解與方法，介紹了步進電機加減速控制原理以及用PLC實現(xiàn)步進電機快速精確定位的方法，給出了位置控制系統(tǒng)方案及軟件設(shè)計思路，在實驗室內(nèi)運行通過，對于工礦企業(yè)實現(xiàn)相關(guān)步進電機的精確定位控制具有較高的應(yīng)用與參考價值隨著現(xiàn)代微科技技術(shù)的發(fā)展，研制定位精度高、測量范圍大、運動平面度高的二自由度工作臺，即XY移動工作臺具有重要現(xiàn)實的意義。而由于現(xiàn)代機電設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，融機、電、光、液等技術(shù)于一體，功能也越來越復(fù)雜，越來越完善，在這種情況下如何提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量成為機械行業(yè)迫切需要解決的問題，而精確定位兩自由度XY工作臺作為加工機床的關(guān)鍵部分，具有它廣泛的研究范圍和經(jīng)濟的研究價值，對于提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度等提高生產(chǎn)的方面的發(fā)展具有深刻的意義。PLC可編程控制器作為本設(shè)計的關(guān)鍵部分，必須有合理精確的程序作為控制指令?！　∈街校篘為PLC發(fā)出的控制脈沖的個數(shù)。δ為脈沖當量(定位精度)。而脈沖數(shù)與脈沖當量、傳動速比、步進電機驅(qū)動器的細分數(shù)以及脈沖頻率等都有關(guān)。為實現(xiàn)準確定位，本設(shè)計應(yīng)注意以下要求2．系統(tǒng)采用西門子S7200系列CPU224型PLC、四通57BYG250C混合式步進電機和森創(chuàng)SH20403步進電機驅(qū)動器等設(shè)備。輸出脈沖的周期以μs或ms為增量單位。/176。設(shè)直線導(dǎo)軌起始位置在A點，現(xiàn)欲從A點移至D點，其中AD=100 mm?！　。傮w到局部，小到大，軟件到硬件）(1)PLC類型的選擇?！　?3)步進電動機的選擇。 第三章設(shè)計方案論證 當今世界，隨著計算機和微機電系統(tǒng)的快速發(fā)展以及對生產(chǎn)加工的要求，實現(xiàn)對工作臺精確定位的方法也越來越多，如：基于傳感器換向的兩自由度工作臺的精確定位、利用PLC的PID指令及軟、硬件配合實現(xiàn)準確定位、利用PLC的EM253模塊實現(xiàn)的準確定位等。第四章硬件設(shè)計4．PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC有兩種工作狀態(tài)，即運行（RUN）狀態(tài)和停止（STOP）狀態(tài)。 PLC的這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。 PLC 首先掃描所有輸入端子，并將各輸入狀態(tài)存入內(nèi)存中各對應(yīng)的輸入映像寄存器中。 根據(jù) PLC 梯形圖程序”先左后右，先上后下”掃描原則進行逐句掃描。對元件映像寄存器來說，每一個元件 ( “軟繼電器” ) 的狀態(tài)會隨著程序執(zhí)行過程而變化。滯后時間與模塊的類型有關(guān)。其圖形如圖47所示。如果編程時指定脈沖數(shù)為0，則系統(tǒng)默認脈沖數(shù)為1個高速脈沖串輸出可以采用中斷方式進行控制，各種型號的PLC可用的高速脈沖串輸出的中斷事件有兩個。廣泛適用于雕刻機、數(shù)控機床