【正文】 接到 或 ?？刂曝?fù)載的輸出信號也有不同的形式，同樣要選擇合適的輸出接口。網(wǎng)絡(luò)讀寫指令的應(yīng)用詳見前面 S7200指令介紹，通信程序見程序清單。提高系統(tǒng)的處理能力和安 全性，這對于大型的控制系統(tǒng)和控制對象相對分散的情況很有實用價值。在編程時，用網(wǎng)絡(luò)讀寫指令 NETR 和 NETW 進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞。 在 S7200系列 PLC中，一臺 PLC中只有兩個高速脈沖輸出端，但是控制系統(tǒng)要有四個 PWM脈沖輸出來控制三臺步進(jìn)電機(jī)和一臺直流電機(jī)，因此必須選兩個 PLC才能進(jìn)行控制。 5. 如果需要急停時，按下急停按鈕，四臺電機(jī)全部停止。 2. 清淤機(jī)器人在工作過程中，通過高速計數(shù)指令完成載體打滑、電機(jī)過載、遇大障及工作位置輸出的檢測。由于短路將產(chǎn)生大量熱量 ， 因此 ， 實際 使用時 ， LMD18200必須配備面積足夠大的散熱器 。該端最高電壓 12V。 6） 芯片過熱報警輸出和自動關(guān)斷。 8腳 ： 電流取樣輸出端 ， 提供電流取樣信號。剎車時 ， 將該腳置邏輯高電平 ， 并將 PWM信號輸入端 （ 腳 5） 置邏輯高電平 ， 腳 3的邏輯狀態(tài)決定于短路馬達(dá)所用器件。 LMD18200 的 5 腳為 PWM 波輸入端，通過改變 PWM 的占空比就可調(diào)節(jié)電機(jī)的速度，改變 3 腳的高低電平即可控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 下面為脈沖、方向信號時序圖： 3A 3B 3Astepright leftPU LE S ：DI R ：2 2 1脈寬定義：脈寬和脈沖間隔 2 . 5 u s ；占 空 比：可選用任意占空比的脈沖；輸入信號：采用光耦隔離；切換時間：轉(zhuǎn)動方向的切換時間 0 u s ；1Hold tim e 2 . 5 u s2 Se tu p ti me 0u s3A M in im um p ul se w id th 2. 5u s3B M in im um p ul se p au se 2. 5u s 圖 15 脈沖、方向信號時序圖 5. 控制信號連接 上位機(jī)的控制信號可以高電平有效，也可以低電平有效。 CCW：反轉(zhuǎn)信號，每個脈沖使電機(jī)反向轉(zhuǎn)動一步。 7）比同樣尺寸的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)所產(chǎn)生的功率大 20%左右。這兩個驅(qū)動器的電氣性能基本相同。功率放大器的主要功用是根據(jù)電機(jī)或負(fù)載的需要，將環(huán)行分配器輸出的各相電信號進(jìn)行放大。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源 大家知道，步進(jìn)電動機(jī)的控制指令是單一碼，就是一串脈沖方波。也就是說，轉(zhuǎn)子運(yùn)動的速度主要取決于脈沖信號的頻率而轉(zhuǎn)子運(yùn)動的 總位移量則取決于總的脈沖信號；誤差不長期積累。 從電機(jī)元件本身來看只要在各相繞組內(nèi)輪流通電，就能產(chǎn)生步進(jìn)運(yùn)動。 NETR 指令可以從遠(yuǎn)程站 點上讀 16 個字節(jié)的數(shù)據(jù)。s，周期值保存在（ SMW68 或 SMW78）中，周期的變化范圍是 50181。 3. 脈沖輸出指令 其梯形圖表示如下： 圖 8 脈沖輸出指令 IN TONR PT IN TOF PT PLS EN ENO 2 清淤機(jī)器人控制系統(tǒng)分析 13 對于 S7200 系列的 CPU，如果 CPU 模塊上的輸出類型為 DC 型（晶體管輸出），那么在其 和 上可以產(chǎn)生高速脈沖串和脈沖寬度可調(diào)的波形，頻率可以達(dá)到 20kHz。每個定時器均有一個 16 位當(dāng)前值寄存器及一個 1 位的狀態(tài)位（反映其觸點 的狀態(tài)）。 2）模擬量擴(kuò)展模塊 模擬量擴(kuò)展模塊提供了模擬量輸入 /輸出的功能，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，12 位的分辨率和多種輸入 /輸出范圍能夠不用外加放大器而與傳感器和執(zhí)行器直接相連，例如， EM235 模塊可直接與 PT100 熱電阻相連。一個特殊模塊可能不能全部尋址 8 個點，例如， CPU224 有 10 個輸出點，但它占用邏輯輸出區(qū)的 16 全點地址。 2 清淤機(jī)器人控制系統(tǒng)分析 9 1）模塊數(shù) 量。 4）通信端口允許將 S7200CPU 同編程器 或其他 — 些設(shè)備連接起來。全部采用整體式結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)小巧，可靠性高，運(yùn)行速度快，有豐富的指令集，只有強(qiáng)大的多種集成功能和實時特性，配有豐富的功能擴(kuò)展模塊，在各行各業(yè)中的應(yīng)用迅速得到推廣，在規(guī)模不太大的控制領(lǐng)域是較為理想的控制器。 按下啟動按鈕， M1正轉(zhuǎn)， M4反轉(zhuǎn)， M2延時后正轉(zhuǎn)；載體打滑時， M3正轉(zhuǎn)，直到不打滑時 M3停止，若壓緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)到極限位置還打滑，則 M3停止，則按下手動返回按鈕返回；若電機(jī)過載時，則按下手動返回按鈕返回；遇大障礙時，則按下手動返回按鈕返回；若需要急停時，則按下急停按鈕；若到達(dá)下一井口，行程開關(guān)動作，載體返回。因此，研究唐山的排水管道結(jié)構(gòu)和管道清淤方式具有很重要的意義。在一個采樣周期內(nèi) ， PLC速度控制程序需處理以下工作以調(diào)節(jié)電機(jī)穩(wěn)速運(yùn)行；用定時器設(shè)定采樣時間；調(diào)用高速計數(shù)指令采樣電機(jī)位置信號；調(diào)用除法程序求電機(jī)速度；設(shè)置值和實測值做減法求偏差值；調(diào)用比例積分微分（ PID）子程序?qū)ζ钸M(jìn)行控制調(diào)節(jié)；通過寫 PWM指令控制字調(diào)節(jié)PWM輸出占空比調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。縱觀國外管道清洗機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)大同小異，性能水平也沒太大的差別： 1. 大多采用輪式或雙履帶式移動機(jī)構(gòu)，管道適應(yīng)性并不強(qiáng)； 2. 配有高速旋轉(zhuǎn)的清掃機(jī)構(gòu)，用來把管內(nèi)的灰塵打落、清除。國外相繼開展研制了多種類型的管內(nèi)檢測移動機(jī)器人。設(shè)計要求利用 S7200PLC對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，其中包括：步進(jìn)電機(jī)和其驅(qū)動器的選擇；步進(jìn)電機(jī)與其驅(qū)動器的連接； PLC對步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)方向、速度控制，從而可以實現(xiàn)對排水管道清淤機(jī)器人前進(jìn) /返回控制，變速控制，以提高清淤機(jī)器人的工作效率。管道機(jī)器人是一種可沿細(xì)小管道內(nèi)部或外部自動行走、攜帶一種或多種傳感器及操作機(jī)械，在工作人員的遙控操作或計算機(jī)自動控制下，進(jìn)行一系列管道作業(yè)的機(jī)、電、儀一體化系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 可編程控制器；步進(jìn)電機(jī)；驅(qū)動器 Abstract 2 Abstract The this article main introduction settles silt robot’s the development condition at present and by using PLC to control the robot it make the robot independently to plete the task. We went to the Tangshan pipe work center for investigation, the staff there warmly has received us, and introduced to us the silting up type in the drainage channel, the present city drainage channel clear silt method and question. Also by the library and the work, I checked some reference related step motor controls. I have determined this paper the content, the research plan and the research goal: The robot interior has three stepping motor, there is a step motor in the ground. PLC controls four motor to controls the robot. This article in detail introduced how PLC control motor’s direction, speed, electric current and the programming technology, including PLC and the driver’s selection, step motor and the driver’s connection and the control program and so on. The clear silt robot development’s significance lies in: May realize the cleanup drainage channel。 I 河北理工大學(xué)畢業(yè)論文 課題名稱： 管道清淤機(jī)器人及控制系統(tǒng)研究 姓 名 : 劉 剛 工程領(lǐng)域 : 機(jī)械工程 所屬學(xué)院 : 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)校導(dǎo)師 : 王豐 教授 2020 年 6 月 24 日 II 目 錄 摘 要 ..................................................................................................................... １ Abstract.......................................................................................................................... 2 1 管道清淤機(jī)器人概述 ................................................................................................ 3 課題綜述 .......................................................................................................... 3 國內(nèi)外管道清淤機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀 .................................................................. 3 國外的技術(shù)現(xiàn)狀 ................................................................................... 3 國內(nèi)的技術(shù)現(xiàn)狀 ................................................................................... 4 本市管道清淤技術(shù)現(xiàn)狀 .................................................................................. 6 管道清淤機(jī)器人總體控制方案 ...................................................................... 6 2 清淤機(jī)器人控制系統(tǒng)分析 ....................................................................................... 7 控制系統(tǒng)控制器的選擇 .................................................................................. 7 S7200 系列 PLC 概述 ..................................................................................... 7 S7200 系列 PLC 簡介 .......................................................................... 7 程序設(shè)計中用到的 PLC 指令 ............................................................ 11 步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動器簡介 ............................................................................ 15 步進(jìn)電機(jī) ............................................................................................. 15 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源 ............................................................................. 16 電機(jī)驅(qū)動器的選擇 ........................................................................................ 17