基于plcs7-300的步進(jìn)電機(jī)開環(huán)設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-10-03 18:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，即可改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 本課程設(shè)計(jì)采用的是雙四拍的通電方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩項(xiàng)步進(jìn)電機(jī)的正反?？刂频模约翱梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電 機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的精確控制。 步進(jìn)電機(jī)控制方式 典型的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)如圖 2所示： 圖 2 典型的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移或者線位移的數(shù)模轉(zhuǎn)換元件。在經(jīng)歷了一個(gè)大的發(fā)展階段后，日前其發(fā)展趨向平緩。然而，其基本原理是不變的，即：是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件，每當(dāng)對(duì)其施加一個(gè)電脈沖時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的角度。步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量與輸入脈沖個(gè)數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與單位時(shí)間內(nèi)輸入的 脈沖數(shù) (即脈沖頻率 )成正比，其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組的脈沖順序有關(guān)。所以只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率及電機(jī)繞組通電的順序，便可控制步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量、速度和轉(zhuǎn)向。步進(jìn)電機(jī)的機(jī)理是基于最基本的電磁鐵作用，可簡單地定義為，根據(jù)輸人的脈沖信號(hào)，每改變一次勵(lì)磁狀態(tài)就前進(jìn)一定角度或長度，若不改變勵(lì)磁狀態(tài)則保持一定位置而靜止的電動(dòng)機(jī) :從廣義上講，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種受電脈沖信號(hào)控制的無刷式直流電機(jī)，也可看作是在一定頻率范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速與控 6 制脈沖頻率同步的同步電動(dòng)機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)的控制和驅(qū)動(dòng)方法很多，按照使用的控制裝置來分可以分為 :普通集成電路控制、單片機(jī)控制、工業(yè)控制機(jī)控制、可編程控制器控制等幾種；按照控制結(jié)構(gòu)可分為 :硬脈沖生成器硬脈沖分配結(jié)構(gòu) (硬 硬結(jié)構(gòu) )、軟脈沖生成器軟脈沖分配器結(jié)構(gòu) (軟 軟結(jié)構(gòu) )、軟脈沖生成器硬脈沖分配器結(jié)構(gòu) (軟 硬結(jié)構(gòu) )。 1．硬 —— 硬結(jié)構(gòu) 如圖 3 所示，這種步進(jìn)電機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由硬件電路脈沖生成器、硬件電路脈沖分配器、驅(qū)動(dòng)器組成。這種控制驅(qū)動(dòng)方式運(yùn)行速度比較快，但是電路復(fù)雜，功能單一。 圖 3 硬硬結(jié)構(gòu)控制 2．軟 —— 軟結(jié)構(gòu) 如圖 4所示，這種步進(jìn)電機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由軟件程序脈沖生成器、軟件程序脈沖分配器、驅(qū)動(dòng)器組成，而軟件脈沖生成器和脈沖分配器都有微處理器或微控制器通過編程實(shí)現(xiàn)。用單片機(jī)、工業(yè)控制機(jī)、普通個(gè)人計(jì)算機(jī)、可編程序控制器控制步進(jìn)電機(jī)一般均可采用這種結(jié)構(gòu)。這種控制驅(qū)動(dòng)方法電路結(jié)構(gòu)簡單、可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，但是占用 CPU時(shí)間多，給微處理器運(yùn)行其他工作造成困難。 圖 4 軟軟結(jié)構(gòu)控制 3．軟 —— 硬結(jié)構(gòu) 如圖 5所示，這種步進(jìn)電機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由軟件脈沖生成器、硬件脈沖分配器和硬件驅(qū)動(dòng)器組成。硬件脈沖分配器是通過脈沖分配器芯片 (如 8713 芯片 )來實(shí)現(xiàn)通電換相控制的。這種控制驅(qū)動(dòng)方法電路結(jié)構(gòu)簡單、可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，同時(shí)占用 CPU時(shí)間較少，用可編程控制器全部實(shí)現(xiàn)了控制器和驅(qū)動(dòng)器的功能。在 PLC中，由軟件代替了脈沖生成器和脈沖分配器，直接對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行并行控制，并且由 PLC 輸出端口直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。如圖 所示，這是一種軟 軟結(jié)構(gòu)，脈沖生成器和脈沖分配器均有可編程序控制 器程序?qū)崿F(xiàn)。 圖 5 軟硬結(jié)構(gòu)控制 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1）能夠?qū)崿F(xiàn)兩相步進(jìn)電機(jī)以雙四拍的起動(dòng)和停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)相互切換及改變轉(zhuǎn)速。 （ 2）當(dāng)按下按鈕 SB1時(shí)，步進(jìn)電機(jī)以雙四拍方式和 500MS/步的頻率順時(shí)針方向運(yùn)行 30步后停止； 當(dāng)按下按鈕 SB2時(shí)，步進(jìn)電機(jī)以雙四拍方式和 500MS/步的頻率逆時(shí)針方向運(yùn)行 30步后停止； 當(dāng)按下按鈕 SB4時(shí)，步進(jìn)電機(jī)以雙四拍方式和 2S/步的頻率順時(shí)針方向運(yùn)行； 軟脈沖生成器 硬脈沖分配器 驅(qū)動(dòng)器 步進(jìn)電機(jī) 軟脈沖生成器 軟脈沖生成器 驅(qū)動(dòng)器 步進(jìn)電機(jī) 7
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