基于plc的步進電機控制word格式-預(yù)覽頁
【正文】 電脈沖個數(shù)成正比；因此，只要簡單地改變輸入脈沖的數(shù)目，就能控制步進電機的轉(zhuǎn)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(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械運動的電磁增量運動器件。這種計算機程序?qū)崿F(xiàn)的 “軟繼電器 ”，與繼電器系統(tǒng)中的物理結(jié)構(gòu)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(xiàn)步進電動機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速 、定位 ?？刂葡到y(tǒng)對電動機轉(zhuǎn)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(yīng)實際位置響應(yīng)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(shù)，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(qū)動系統(tǒng)的輸入脈沖不依賴與轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(shù)可以將標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè) PC 轉(zhuǎn)換成全功能的 PLC 過程控制器。 步進電機是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各種自動化控制系統(tǒng)和機電一體化設(shè)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(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的執(zhí)行機構(gòu)。步進電機為二相混合式，供電電壓 24VDC，功率 30 W，電流 （或 ），轉(zhuǎn)矩 ,步矩角 176。 此次設(shè)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(xiàn)的。例如，在儀器儀表，機床設(shè)備以及計算機的外圍設(shè)備中（如打印機和繪圖儀等），凡需要對轉(zhuǎn)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(guān)鍵產(chǎn)品之一 , 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)和精密機械等領(lǐng)域。用 PLC 控制步進電機的定位、轉(zhuǎn)向、調(diào)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(shè)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(shè)計出軟 PLC 的控制程序，實現(xiàn)步進電機的速度、方向、定位、細分等控制功能 。主要內(nèi)容包括： 1. 設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)計出上位監(jiān)控系統(tǒng)； 5. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計； 6. 進行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)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(zhuǎn)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(xiàn)，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(shè)計方法，以及利用組態(tài)設(shè)計，通過上位機進行監(jiān)控與 PLC 進行通信，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。 P L C步 進 電 機 驅(qū) 動 器 步 進 電 機自 整 角 機轉(zhuǎn) 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(fù)始進行變化，電機科順時針轉(zhuǎn)動；通電順序為 AA ? B B? A A B? B 時，電機就逆時針轉(zhuǎn)動。脈沖的頻率決定電機的轉(zhuǎn)速。驅(qū)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(zhuǎn)動。連續(xù)的脈沖序列產(chǎn)生與其對應(yīng)同頻率的步序列。 根據(jù)設(shè)計要求該系統(tǒng) 要實現(xiàn)對步進電機的速度、方向、定位、細分等控制功能，要設(shè)計相應(yīng)的程序才能使之實現(xiàn)， 而 快速與慢速、以及定位功能的實現(xiàn) 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(xiàn)快慢，產(chǎn)生脈沖個數(shù)的多少來實現(xiàn)準(zhǔn)確的定位，所以控制的關(guān)鍵是控制產(chǎn)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(chǎn)廠家、設(shè)備名稱、通訊方式等填入相應(yīng)的對話框即可。 12 系統(tǒng)功能調(diào)試與性能分析 系統(tǒng)調(diào)試中的問題 及解決方案 軟件調(diào)試 系統(tǒng)開始運行但沒有響應(yīng)，經(jīng)試驗分析是輸入頻率過高，所以應(yīng)輸入適當(dāng)?shù)拿}沖 頻率，脈沖 低電平的持續(xù)時間不應(yīng)少于 300ns。 、 組態(tài)設(shè)計中的問題 在設(shè)計實現(xiàn)上位機控制設(shè)計組態(tài)時注意 I/O 配置必需設(shè)置好，要與 PLC 上的設(shè)備配套起來，另外就是設(shè)置串口實現(xiàn)上位機與 PLC 的通信，只有設(shè)置好了才能進行正常的通信，實現(xiàn)監(jiān)控。 這次畢業(yè)設(shè)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(xué)會了溝通和合作，學(xué)會共同解決問題，互幫互助。使我們能更好的完成課程設(shè)計。特別要感謝導(dǎo)師劉老師在整個的畢業(yè)設(shè)計過程中對我們的耐心盡責(zé)的輔導(dǎo)，以及各方面的鼓
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