【正文】 信 號 端 1 PU+ 輸入信號光電隔離正端 接 +5V 供電電源， +5V+24V 均可驅動，高于 +5V 需接限流電阻 2 PU DP5= OFF, PU 為步進脈沖信號 下降沿有效，每當脈沖由高變低時電機走一步，輸入電阻220Ω ，要求：低電平 ，高電平 45V，脈沖寬度 DP5=ON,PU 為正相步進脈沖信號 3 DR+ 輸入信號光電隔離正端 接 +5V 供電電源 ， +5V+24V 均可驅動，高于 +5V 需接限流電阻 26 口 4 DR DP5= OFF, DR 為方向控制信號 用于改變電機轉向?？刂破骱捅豢貙ο筮B接方便。 PLC 技術之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動化的客觀需要之外，主要是因為它具有很多獨特的優(yōu)點，較好地解決了工業(yè)領域中普遍關心的可靠，安全，靈活，經濟的問題。 PLC 已被廣泛應用于各種生產機械和 生產過程的自動控制中，成為一種最重要，最普及，應用場合最多的工業(yè)控制裝置。 CPU 通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路連接。掉電時，可有效地保持存儲的信息。 PLC 內有一個穩(wěn)壓電源用于對 PLC 的 CPU 單元和 I/O 單元供電。當 PLC 處于停狀態(tài)時，只進行內部處理和通信操作服務等內容。遇到程序跳轉指令，根據(jù)跳轉條件是否滿足來決定程序的跳轉地址。對每個器件來說，器件映象寄存器中所寄存的內容，會隨著程序執(zhí)行過程而變化。 輸入處理 輸入處理也叫輸入采樣。利用編程器將用戶程序送入 PLC 的存儲器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視 PLC 的工作狀態(tài)。用這些類型存儲器固化系統(tǒng)管理程序和應用程序。 （ RAM、 ROM） 存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。從近年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)看， PLC 在應用方面更為突出。其次 PLC 編程簡單，使用方便，目前大多數(shù) PLC 采用的編程語言是梯形圖語言 ，梯形圖與電器控制線路相似，形象，直觀，不需要掌握計算機知識，很容易被廣大工程技術人員掌握。 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè) 環(huán)境下應用而設計。 表 33 常見問題和處理方法對照表 現(xiàn)象 可能的原因 措施 電機不轉 指示燈無顯示 檢查供電是否正常 故障指示燈亮 檢查驅動器是否過流、過熱、 27 缺電 機 電機軸已鎖，電機不動作。它是將先進的 DSP 控制芯片和獨特的控制電路結合一起所構成的新一代全數(shù)字步進電機驅動器。當然， 步進電機轉動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢，頻率越高，反向電動勢越大。 三相繞組完全對稱； 、渦流及鐵心損耗忽略不計； 。最佳的細分方式是恒轉矩等步距角的細分。步進電機的運行性能與它的驅動器有密切的聯(lián)系，可以通過驅動技術的改進來克服步進電機的缺點。5% 溫升 ???????? ??????????????? 80℃ Max 環(huán)境溫度 ?????? ??????????????? 20℃ ～ +50℃ 絕緣電阻 ?????? ?????????????? 100MΩ Min 500VDC 耐壓 ???????? ?????????????? 500V AC 1 minute 徑向跳動 ?????? ??????????? 最大 （ 450g 負載） 軸向跳動 ?????? ??????????? 最大 （ 450g 負載） （ Specifications） 如表 31 所示。介紹步進電機的一個技術參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉。例如，當說 ，在沒有特殊說明的情況下就指保持轉矩為 。在沒有細分驅動器時，用戶主要靠選 擇不同相數(shù)的步 進電機來滿足自己步矩角的要求。它又分為兩相和五相，兩相步進角一般為 度，而五相步進角一般為 度。驅動電路由脈沖信號來控制，因此，調節(jié)脈沖信號的頻率便可以改變電機的額轉速。因此對電動機的控 制變得越來越重要。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差 (精度為 100%)的特點，廣泛應用于各種開環(huán)控制。 步進電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要 200～ 400 毫秒。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為 2021RPM或 3000RPM）以內，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。的步進電機的脈沖當量的 1/655。、 176。如四通公司生產的一種用于慢走絲機床的步進電機，其步距角為 176。為了適應數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。 圖 26 設計程序界面 程序窗體、控件對象的主要屬性設置如表 22 所示。三菱某型號 PLC示意圖 如圖 24所示 。 PortOpen 設置或返回通訊連接端口的狀態(tài) Input 從輸入寄存器傳回并移除字符 Output 將一個字符串寫入輸出寄存器 InoutLen 指定由串行端口讀入的字符串長度 CommEvent 只要有通訊錯誤或事件發(fā)生時都會產生 OnComm 事件。 2. MSComm 控件的引用 （ 1） 創(chuàng)建新的工程 啟動 Visual Basic 在 文件 菜單中 單擊 新建工程 選擇 標準 .exe單擊確定 。以偶校驗為例，“ A”的 ASCII 碼是 41H（十六進制），將它以二進制 表示時，是 01000001，其中 1 的數(shù)目是 2，因此校驗位便是 0，使 1 的數(shù)目保持偶數(shù)。不同的情況下（看所使用的協(xié)議），會使用到不同的傳送單位，使用多少位合成一個字節(jié)必須先行確定。 通信端口的初始化必須對以下幾項參數(shù)進行設置。屬性決定對象的外觀， 有時也決定對象的行為。 它 定義對象怎樣 處理信息并響應某事件。 使創(chuàng)建 Windows 程序較為容易的關鍵技術是面向對象編程。有些語言 如匯編程序 ，可以允許直接寫這種類型的代碼。讀者也許對許多種指令熟悉， 如按菜譜烹調 特殊的食物或按指定的方向到達不熟悉的目的地。而且 VB還引入了 “ 控件 ” 的概念 使得大量已經編好的VB 程序可以被我們直接拿來使用 。許多專家把VB 的出現(xiàn)當做是軟件開發(fā)史上的一個具有劃時代意義的事件 。 BASIC 語言的問世及發(fā)展 BASIC 語言自其問世經歷了以下四個階段 。隨著 PLC 成本的降低和應用的日益廣泛，伺服電機的常規(guī)控制應用 PLC 2 技術越來越成為現(xiàn)實。 PLC 不具備驅動電機的能力，不能提供那么高的電壓和電流，它只能驅動控制器的控制信號。 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。重點介紹了運用可編程控制器這一起源于常規(guī)開關量控制的控制器來對模擬量進行常規(guī) PID 控制的實現(xiàn)方法及下位機測控系統(tǒng)的硬件構成。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術和計算機控制技術融為一體 具有靈活通用、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單、使用方便、功能強大、易于實現(xiàn)機電一體化等顯著優(yōu)點 目前已經廣泛應用于工業(yè)生產自動控制過程中。并給出了利用 MSComm 控件實現(xiàn)上位機與三菱 FX3U系列可編程控制器之間通訊的部分程序。 隨著 PLC 技術的發(fā)展，其功能越來越多，集成度也越來越高，它的型號和種類繁多，不同型號自成體系有不同的程序語言和使用方法。這兩個東西就是這么合作的 。最終設備能達到設計要求。 第三階段 80 年代中 90年代初 結構化 BASIC 語言。這使得程序員欣喜之極 都嘗試在 VB 的平臺上進行軟件創(chuàng)作。用戶認為可用 Visual Basic 快速創(chuàng)建 Windows 程序 。甚至對最簡單的任務也需要指令 ，例如如何取得擊鍵？怎樣在屏幕上放一個字母？ 怎樣在磁盤中保存訊息 ？ 幸運的是許多這樣的指令包含在處理器芯片中或內置于操作系統(tǒng)中 ， 因此用戶不必擔心它們。 即使是這些指令仍有限， 并要遵循高度定義的結構。 控件： 提供程序可見界面的可重用對象。它含有定義其特征的屬性， 定義其任務和識別它可以響應的事件的方法。 VB是程序設計人員在 Windows 環(huán)境下最常用的開發(fā)串口通信程序的編程語言。例如，在某異步串行通信中，每傳送一個 字符需要 8 位，如果采用波特率為 4800bit/s 進行傳送，則每秒可傳送 600個字符。接收端會因起始位的觸發(fā)（因電壓 由低電位升至高電位）而開始接受數(shù)據(jù)，并因停止位的通知（因電壓維持在低電位）而明確數(shù)據(jù)的字符信號已經結束。如果新的計算值有誤，那么接收端就會收到一些指示，表示此次接受的數(shù)據(jù)有誤。 8 圖 22 加入 MSComm 控件 單擊 確定 關閉 部件 對話框。但是 PLC 也有不易顯示各種實時圖表 /曲線（趨勢線）和漢字，無良好的用戶界面，不便于監(jiān)控等缺陷。 PC 與 PLC 串口通信程序設計用的軟 、 硬件 本設計用到的硬件和軟件清單如表 21所示。 “ 08”表示奇偶校驗位。 兩相混合式步進電機步距角一般為 176。、 176。以松下全數(shù)字式交流伺服電機為例，對于帶標準 2500 線編碼器的電機而言，由于驅動器內部采用了四倍頻技術，其脈沖當量為 360176。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉非常不利。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉矩過載能力。但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執(zhí)行電動機。 伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的 U/V/W 三相電形成電磁場，轉子在此磁 17 場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。 步進電機的工作原理 步進電機是一種感應電機，其工作的基本原理在于將電脈沖轉化為角位移進行輸出。同時通過控制發(fā)出脈沖的頻率來控制步進電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。電機出廠時給出了一個步矩角的值。 ：是指步進電機通電但沒有轉動時，定子鎖住轉子的力矩。 3． 步進電機的力矩會隨著轉速的升高而下降。 步進電動機以其顯著地特點，在數(shù)字化制造時代發(fā)揮重大的用途。 本次設計所使用的步進電機的型號是 BSHB3913，以它為例，步矩角是 度，那么電機轉動一周就要 300（ 360 度 / 度）個脈沖。因為常用低端步進電機伺服系統(tǒng)沒有編碼器反饋，所以隨著電機速度的升 高其內部控制電流相應減小，從而造成丟步現(xiàn)象。 三相混合式步進電機的工作原理十分類似于交流永磁同步伺服電機。電機單相繞組通電的時候，穩(wěn)態(tài)轉矩可以表達為： T=f（ i,theta）。 的三相階梯式正弦電流 三相混合式步進電機一般把三相繞組連接成星形或者三角形，按照電路基本定理，三相電流之和為零。定位精度最高可達 60000 步 /轉。 28 表 35 6位撥碼開關對照表 細分數(shù) 400 500 600 800 1000 1200 2000 3000 4000 5000 6000 10000 12000 20210 30000 60000 D1 ON ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF D2 ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF D3 ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON OFF OFF D4 ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF ON OFF D5 ON, 雙脈沖： PU為正向步進脈沖信號， DR 為反向步進脈沖信號 OFF, 單脈沖： PU為步進脈沖信號， DR 為方向控制信號 D6 自動檢測開關（ OFF 時接收外部脈沖， ON 時驅動器內部以 30 轉 /分的速度運行） 29 第 4 章 PLC 控制步進電機 PLC 的概述 可編程控制器是 60 年代末在美國首先出現(xiàn)，當時叫可編程邏輯控制器 PLC（ Programmable Logic Controller），目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產工藝，因此可在初步設計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。 因此，目前 PLC 已廣泛應用于冶金，石油，化工，建材，機械制造，電力，汽車，輕工，環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。 （ CPU） CPU 作為整個 PLC 的核心，起著總指揮的作用。常用的存儲器有 RAM、 EPROM 和 EEPROM。接到 PLC 輸入接口的輸入器件是各種開關、按鈕、傳感器等。 PLC 的工作原理 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，在 PLC 中用戶程序按先后順序存放， CPU 從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結束符后又返回第一條，如此周而復始不斷循環(huán)。接著進入程序執(zhí)行階