【文章內(nèi)容簡介】 術(shù)數(shù)據(jù)如 表 22 所示。 表 22 2S110Q03999型步進電機基本技術(shù)參數(shù) 整步步距角（度） 靜態(tài)相電流（ A） 相電阻 （ ? ） 相電感 （ mH） 保持轉(zhuǎn)矩（ Nm? ） 阻尼扭矩（ Nm? ） 最大軸向負載（ N） 最大徑向負載（ N） 60 220 2H1080 型步進電機驅(qū)動器是兩相雙極整半步型步進電機驅(qū)動器。其供電電壓最大可達交流 100V，提供電機更好的高速驅(qū)動性能；采用雙極性恒流驅(qū)動方式，最大驅(qū)動電流可達每相 ，可驅(qū)動相電流小于 的任何兩相雙極型混合式步進電機；對于電機的驅(qū)動輸出相電流可通過 DIP 開關(guān)調(diào)整，以配合不同規(guī)格的電 機；具有 DIP 開關(guān)可設(shè)定電機靜態(tài)鎖緊狀態(tài)下的自動半流功能，可以大大降低電機的發(fā)熱；采用專用驅(qū)動控制芯片，可通過 DIP 開關(guān)設(shè)定整步或半步的驅(qū)動控制方式，適合高速大力矩的應(yīng)用需求；具有脫機功能，可以在必要時關(guān)閉給電機的輸出電流；控制信號的輸入電路采用光耦器件隔離，降低外部電氣噪聲干擾的影響。 2H1080 型步進電機驅(qū)動器規(guī)格參數(shù)如 表 23 所示 。 其接線方法如 圖 24 所示 表 23 2H1080步進電機驅(qū)動器規(guī)格參數(shù) 說明 最小值 典型值 最大值 單位 供電電壓 60 90 100 V(AC) 輸出相電流 A 控制信號輸入電流 6 20 mA 9 圖 24 H1080 驅(qū)動器典型接線圖 傳感器選擇 傳感器分為 NPN 和 PNP 型。 NPN 與 PNP 傳感器的區(qū)別 ： 常用的傳感器可分為 4 個分類，即 NPNNO、 NPNNC、 PNPNO 與 PNPNC。 NPN 是指當有觸發(fā)信號時，信號輸出線動作于 L+這條高電平的電源線。對于 NO 型，在沒有觸發(fā)信號時，輸出線是懸空的；有觸發(fā)時則發(fā)出與 L+電源線相同的電平（實際是這兩條線連通了）。對于 NC 型，在沒有觸發(fā)信號時，信號輸出線與 L+電源線是連通的（同電平） ；當有觸發(fā)信號后，輸出線就懸空了（相當于與 L+電源線斷開了）。對于 PNP 型傳感器來說，信號輸出線是作用于 L這條低電平的電源線的，其中 NO 和 NC 型 的原理是與上面說的一樣。 系統(tǒng)中 PLC s/s 端接 +24V，故選擇 NPN 型傳感器。糖果包裝機中，共需要 3個傳感器：一個色標傳感器、一個光電開關(guān)、一個行程開關(guān)。 光電開關(guān)傳感器位于糖果包裝機的入口處，當有糖果到來時，發(fā)出信號，并傳送給 PLC， PLC 控制位于傳感器附近的 推糖 電磁閥吸合，推糖機構(gòu)向下運動，將糖果推入糖果托盤。當糖果進入糖果托盤三個周期后， PLC 發(fā)出指令， 吸合控制糖果包裝紙運動的 送紙 電磁閥，開始送包裝紙進行糖果包裝。 接近開關(guān)傳感器位于傳送帶入口處，用于檢測糖果是否合格。當糖果超過設(shè)定高度時，到達行程開關(guān)位置，行程開關(guān)發(fā)出信號給 PLC， PLC 發(fā)出急停信號，整個系統(tǒng)停機，等待操作工人將不合格糖果剔除或技術(shù)維修人員進行維修。 10 糖果包裝機各功能模塊設(shè)計 糖果包裝機用三相異步電機驅(qū)動，由變頻器供電，轉(zhuǎn)速通過變頻調(diào)速實現(xiàn)。步進電機用于調(diào)整包裝紙的位置。 Y06 型糖果包裝機控制系統(tǒng)主要有推糖機構(gòu)控制、糖果檢測、糖果包裝與糖果包裝紙同步控制等。各加工工位的動作是由三 相異步電機通過齒輪機構(gòu)帶動機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。 供電模塊設(shè)計 圖 31 糖果包裝機控制系統(tǒng)供電模塊電氣原理圖 糖果包裝機系統(tǒng)中，設(shè)備多，工作電壓也不盡相同。三相異步電機工作電壓為 380V AC， PLC 的工作電壓為 220V AC，人機界面等的工作電壓為 24V DC，步進電機驅(qū)動器的工作為 90V AC。 如圖 31 所示。 源由滑線引入電氣柜中，經(jīng)過熔斷器后，再經(jīng)由總進線空氣斷電器 QS 后供給系統(tǒng)的控制回路及主電機電路部分。變頻器使用 380V 交流電壓以供驅(qū)動三相異步主機工作，故直接將三相電源經(jīng)繼電器送入變頻 器。 三相電源的線電壓為 380V，相電壓為 220V，因此系統(tǒng)取三相中的 A 相 相電壓提供 220V 交 流電壓， A 相經(jīng)過交流穩(wěn)壓器后提供給環(huán)形變壓器和開關(guān)電源等設(shè)備。環(huán)形變壓器 T2 的作用是將 220V AC 變?yōu)?90V AC 供步進電機驅(qū)動器工作。 開關(guān)電源為系統(tǒng)提供 24V DC 電壓，為人機界面提供工作電壓， PLC 的輸入、輸出點提供基準電壓。 11 主電路及各分電路均有帶有預(yù)防過流過載功能的斷電器保護裝置，確保在系統(tǒng)過載時能及時與三相電源斷開，防止設(shè)備長期處于過流或過載狀態(tài)時危及設(shè)備安全。 220V 交流在送入設(shè)備之前先通過了穩(wěn)壓設(shè) 備，防止電壓出現(xiàn)大幅波動時，對設(shè)備造成危害，提高了系統(tǒng)的可靠。 所有設(shè)備均通過 PE 線進行接地保護。接地技術(shù)可 以減小線纜等因素對設(shè)備造成的電磁干擾，提高控制的精度，保護系統(tǒng) 安全性，進一步提高系統(tǒng)的可靠性。 執(zhí)行主電機模塊設(shè)計 圖 32 主電機控制電氣原理圖 糖果包裝機控制系統(tǒng)中，各機械部分的驅(qū)動是由一臺三相異步電機提供的。三相異步電機的具體參數(shù)見 表 21。 如圖 32 所示 電機的控制電氣原理圖。 三相電源分別通過線路 1 1 13 接入變頻器的 R、 S、 T 端子為變頻器及主電機提供工作電源。正常工作時，變 頻器通過 RS485 口與 PLC 通信取得電機工作頻率，驅(qū)動 電機在相應(yīng)頻率在工作。過流和過載時，主電機持續(xù)發(fā)熱，熱繼電器 斷開，主電機與電源被切斷，立即停止工作。急停時， PLC 發(fā)出急停控制信號，其對應(yīng)變頻器繼電器被斷開，主電機停止動作，等待維修人員進行故障排除。 為了保證在系統(tǒng)故障時，能及時對電機進行剎車、制動。所謂制動，是指電能從電機側(cè)流到變頻器側(cè)（或供電電源側(cè)），此時電機轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速。常用 12 的制動方法是在變頻器側(cè)安裝制動電阻，將制動產(chǎn)生的能耗以熱量的形式消耗掉。 為了保證在系統(tǒng)故障時，能及時對電機進行剎車制 動，根據(jù)臺達變頻器技術(shù)手冊選用了 300W 70? 的 BR300W070 型制動電阻，其具體參數(shù)如 表 31 所示。 主電機在啟動之前，應(yīng)斷開不必要的負載，確保主電機輕載啟動。按下啟動按鈕后，電機在變頻器的控制下，逐步提高速度，實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn)。若機器出現(xiàn)故障，立即切斷電源，并且進行機械制動，確保機器的安全。 表 31 中 ED%代表電阻值瓦特數(shù)及使用的頻率。 表 31 臺達變頻器剎車電阻選用參數(shù) 電壓 適用馬達 全載輸出轉(zhuǎn)矩 KGM 應(yīng)用電阻規(guī)格 制動單元 制動電阻料號 用量 制 動 轉(zhuǎn)矩10%ED% 最小電阻值 hP kW 型式VFDB 用 量 230V 3 300W 70? BR300W070 1 125 35? 為了保證主電機轉(zhuǎn)速的精度，系統(tǒng)中使用了光電編碼器采集實際轉(zhuǎn)速值，并將其傳送給 PLC，再由 PLC 與變頻器進行通訊不斷的進行修正。 包裝紙同步控制模塊設(shè)計 包裝紙的傳送在糖果包裝中相當重要，傳送過快或過慢均會造成包裝紙位置不合適， 影響產(chǎn)品包裝質(zhì)量。在 Y06 型糖果包裝機中，糖果包裝紙動作是由三相異步電機帶動相應(yīng)的機械結(jié)構(gòu)來完成的。在包裝紙傳送系統(tǒng)中加入了一臺步進電機和 SICK KT3 WN1116 型（ NPN）色標傳感器，與 PLC 聯(lián)動，構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)，實行色標補償。當色標探測到包裝紙位置不正確時， PLC 會向步進電機驅(qū)動器發(fā)送脈沖，驅(qū)動步進電機對其位置進行調(diào)整，從而保證包裝的質(zhì)量。 步進電機及其驅(qū)動器電氣原理圖如圖 33 所示。 13 圖 33 步進電機及其驅(qū)動器