基于plc的步進電機控制word格式-預覽頁
【正文】 電脈沖個數成正比；因此，只要簡單地改變輸入脈沖的數目，就能控制步進電機的轉子運行角度，從而達到位置控制的目的。 步進電機是一種將電子數字脈沖信號轉變?yōu)闄C械運動的電磁增量運動器件。這種計算機程序實現的 “軟繼電器 ”，與繼電器系統(tǒng)中的物理結構在功能上某些相似之處。但在本實驗中因為要求不是很高，所以只要采取最簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)，用來實現步進電動機的正轉、反轉、加速、減速 、定位 ?？刂葡到y(tǒng)對電動機轉子位置進行檢測，并將信號反饋至控制單元，使得系統(tǒng)對步進電機發(fā)出的走步命令，只有得到相應實際位置響應后，方告完成。這種開 環(huán)控制形式省去了昂貴的位置傳感器件，只需對輸入指令脈沖信號計數，就能知道電機的位置。 3 方案論證與對比 方案一 步進電機的控制方式采用開環(huán)控制方式，即步進電機驅動系統(tǒng)的輸入脈沖不依賴與轉子的位置 ,而是事先按一定規(guī)律給定的。 軟件 PLC（ SoftPLC，也稱為軟邏輯 SoftLogic）是一種基于基于 PC 機開發(fā)結構的控制系統(tǒng)，它具有硬 PLC 在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特點，利用軟件技術可以將標準的工業(yè) PC 轉換成全功能的 PLC 過程控制器。 步進電機是機電一體化的關鍵產品，廣泛應用于各種自動化控制系統(tǒng)和機電一體化設備中。 2 1 引言 步進電動機是一種用電脈沖信號進行控制 ,并將電脈沖信號轉換成相應的角位移或線位移的執(zhí)行機構。步進電機為二相混合式，供電電壓 24VDC，功率 30 W，電流 （或 ），轉矩 ,步矩角 176。 此次設計是利用 PLC 的控制方法，上位機的監(jiān)控功能，在試驗室進行模擬實現的。例如，在儀器儀表，機床設備以及計算機的外圍設備中（如打印機和繪圖儀等），凡需要對轉角進行精確控制的情況下，使用步進電機最為理想。步進電機作為制執(zhí)行元件，是電氣自動化的關鍵產品之一 , 廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)和精密機械等領域。用 PLC 控制步進電機的定位、轉向、調速、細分有很大的優(yōu)勢與前景 。 1 基于軟 PLC的步進電機控制 設計要求 本系統(tǒng)由軟 PLC 控制器、步進電機對象、自動化控制軟件平臺等組成，設計出軟 PLC 的控制程序，實現步進電機的速度、方向、定位、細分等控制功能 。主要內容包括： 1. 設計出硬件系統(tǒng)的結構圖、接線圖、時序圖等； 2. 系統(tǒng)有啟動、停止功能； 3. 運用功能指令進行 PLC 控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序； 4. 用組態(tài)王監(jiān)控組態(tài)軟件，設計出上位監(jiān)控系統(tǒng)； 5. 程序結構與控制功能自行創(chuàng)新設計； 6. 進行系統(tǒng)調試，實現步進電機的控制要求。通過改變通電順序 ,從而達到改變電機旋轉方向的目的。利用 PLC 控制步進電機，其脈沖分配可以有軟件實現，也可由硬件組成。并以三菱的 FN2 系列的 PLC 為例，討論步進電機的 PLC 控制系統(tǒng)的硬件和軟件設計方法，以及利用組態(tài)設計，通過上位機進行監(jiān)控與 PLC 進行通信，從而實現對系統(tǒng)的控制。 P L C步 進 電 機 驅 動 器 步 進 電 機自 整 角 機轉 換 器圖 步進電機閉環(huán)控制框圖 4 方案對比與選擇 通過 對比 ， 步進電機的最顯著的優(yōu)勢是不需要位置反饋信號就能夠進行精確的位置控制。這時候，可以對步進電機進行位置閉環(huán)控制。并且一般采用直接監(jiān)視負載位置的方法，因此發(fā)生失步的可能性大大減小。 可編程序控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的， 它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入、輸出繼電器等。 若繞組在控制脈沖的作用下，通電方向按照A A B? B ? A A? B B 四個狀態(tài)周而復始進行變化，電機科順時針轉動；通電順序為 AA ? B B? A A B? B 時，電機就逆時針轉動。脈沖的頻率決定電機的轉速。驅動器的作用是對控制脈沖進行環(huán)形分配、功率放大，使步進電機繞組按一定順序通電，控制電機轉動。連續(xù)的脈沖序列產生與其對應同頻率的步序列。 根據設計要求該系統(tǒng) 要實現對步進電機的速度、方向、定位、細分等控制功能，要設計相應的程序才能使之實現， 而 快速與慢速、以及定位功能的實現 都是靠 PLC 發(fā)出的高速脈沖來控制的，改變脈沖的寬度即頻率來實現快慢，產生脈沖個數的多少來實現準確的定位，所以控制的關鍵是控制產生的脈沖。由于本 系統(tǒng)是 PLC 與組態(tài)王間進行通訊，因此將 PLC的生產廠家、設備名稱、通訊方式等填入相應的對話框即可。 12 系統(tǒng)功能調試與性能分析 系統(tǒng)調試中的問題 及解決方案 軟件調試 系統(tǒng)開始運行但沒有響應，經試驗分析是輸入頻率過高，所以應輸入適當的脈沖 頻率，脈沖 低電平的持續(xù)時間不應少于 300ns。 、 組態(tài)設計中的問題 在設計實現上位機控制設計組態(tài)時注意 I/O 配置必需設置好，要與 PLC 上的設備配套起來，另外就是設置串口實現上位機與 PLC 的通信，只有設置好了才能進行正常的通信，實現監(jiān)控。 這次畢業(yè)設計不僅增強了我的專業(yè)方面的能力，在與小組成員的合作中，我們也學會了溝通和合作，學會共同解決問題，互幫互助。使我們能更好的完成課程設計。特別要感謝導師劉老師在整個的畢業(yè)設計過程中對我們的耐心盡責的輔導，以及各方面的鼓
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