【文章內容簡介】 術數據如 表 22 所示。 表 22 2S110Q03999型步進電機基本技術參數 整步步距角（度） 靜態(tài)相電流（ A） 相電阻 （ ? ） 相電感 （ mH） 保持轉矩（ Nm? ） 阻尼扭矩（ Nm? ） 最大軸向負載（ N） 最大徑向負載（ N） 60 220 2H1080 型步進電機驅動器是兩相雙極整半步型步進電機驅動器。其供電電壓最大可達交流 100V，提供電機更好的高速驅動性能；采用雙極性恒流驅動方式，最大驅動電流可達每相 ，可驅動相電流小于 的任何兩相雙極型混合式步進電機；對于電機的驅動輸出相電流可通過 DIP 開關調整，以配合不同規(guī)格的電 機；具有 DIP 開關可設定電機靜態(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；采用專用驅動控制芯片，可通過 DIP 開關設定整步或半步的驅動控制方式，適合高速大力矩的應用需求；具有脫機功能，可以在必要時關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 型步進電機驅動器規(guī)格參數如 表 23 所示 。 其接線方法如 圖 24 所示 表 23 2H1080步進電機驅動器規(guī)格參數 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、一個行程開關。 光電開關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。當糖果超過設定高度時，到達行程開關位置，行程開關發(fā)出信號給 PLC， PLC 發(fā)出急停信號，整個系統停機，等待操作工人將不合格糖果剔除或技術維修人員進行維修。 10 糖果包裝機各功能模塊設計 糖果包裝機用三相異步電機驅動，由變頻器供電，轉速通過變頻調速實現。步進電機用于調整包裝紙的位置。 Y06 型糖果包裝機控制系統主要有推糖機構控制、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帶動機械結構來實現的。 供電模塊設計 圖 31 糖果包裝機控制系統供電模塊電氣原理圖 糖果包裝機系統中，設備多，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，步進電機驅動器的工作為 90V AC。 如圖 31 所示。 源由滑線引入電氣柜中，經過熔斷器后，再經由總進線空氣斷電器 QS 后供給系統的控制回路及主電機電路部分。變頻器使用 380V 交流電壓以供驅動三相異步主機工作，故直接將三相電源經繼電器送入變頻 器。 三相電源的線電壓為 380V，相電壓為 220V，因此系統取三相中的 A 相 相電壓提供 220V 交 流電壓， A 相經過交流穩(wěn)壓器后提供給環(huán)形變壓器和開關電源等設備。環(huán)形變壓器 T2 的作用是將 220V AC 變?yōu)?90V AC 供步進電機驅動器工作。 開關電源為系統提供 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防過流過載功能的斷電器保護裝置，確保在系統過載時能及時與三相電源斷開，防止設備長期處于過流或過載狀態(tài)時危及設備安全。 220V 交流在送入設備之前先通過了穩(wěn)壓設 備，防止電壓出現大幅波動時，對設備造成危害，提高了系統的可靠。 所有設備均通過 PE 線進行接地保護。接地技術可 以減小線纜等因素對設備造成的電磁干擾，提高控制的精度，保護系統 安全性，進一步提高系統的可靠性。 執(zhí)行主電機模塊設計 圖 32 主電機控制電氣原理圖 糖果包裝機控制系統中，各機械部分的驅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，驅動 電機在相應頻率在工作。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?？刂菩盘枺鋵冾l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，是指電能從電機側流到變頻器側（或供電電源側），此時電機轉速高于同步轉速。常用 12 的制動方法是在變頻器側安裝制動電阻，將制動產生的能耗以熱量的形式消耗掉。 為了保證在系統故障時，能及時對電機進行剎車制 動，根據臺達變頻器技術手冊選用了 300W 70? 的 BR300W070 型制動電阻，其具體參數如 表 31 所示。 主電機在啟動之前，應斷開不必要的負載，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，實現高速運轉。若機器出現故障，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%代表電阻值瓦特數及使用的頻率。 表 31 臺達變頻器剎車電阻選用參數 電壓 適用馬達 全載輸出轉矩 KGM 應用電阻規(guī)格 制動單元 制動電阻料號 用量 制 動 轉矩10%ED% 最小電阻值 hP kW 型式VFDB 用 量 230V 3 300W 70? BR300W070 1 125 35? 為了保證主電機轉速的精度，系統中使用了光電編碼器采集實際轉速值，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， 影響產品包裝質量。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的機械結構來完成的。在包裝紙傳送系統中加入了一臺步進電機和 SICK KT3 WN1116 型（ NPN）色標傳感器，與 PLC 聯動，構成一個閉環(huán)系統，實行色標補償。當色標探測到包裝紙位置不正確時， PLC 會向步進電機驅動器發(fā)送脈沖，驅動步進電機對其位置進行調整，從而保證包裝的質量。 步進電機及其驅動器電氣原理圖如圖 33 所示。 13 圖 33 步進電機及其驅動器