【文章內(nèi)容簡介】 圖 21 新建工程 （ 2） 加入 MSComm 控件 在 工程 菜單中 單擊 部件 顯示 部件 對話框 ， 選定 Microsoft Comm Control 控件名稱左邊的復選框 ，如圖 22所示。 8 圖 22 加入 MSComm 控件 單擊 確定 關閉 部件 對話框。 MSComm 控件將出現(xiàn)在工具框中 ， 將 MSComm 控件添加到窗體上 。如圖 23所示 圖 23 添加 MSComm 控件 9 （ 3) MSComm 控件的屬性 名稱 功能 CommPort 設置并返回通訊端口號，通訊端口范圍為 116 InBufferSize 設置并返回接收緩沖區(qū)的大小，以字節(jié)數(shù)為單位 InputMode 設置并返回數(shù)據(jù)輸入方式 ComInputModeBinary 數(shù)據(jù)通過 Input 屬性以二進制形式取回 InputModeText 數(shù)據(jù)通過 Input 屬性以文字形式取回 OutBufferSize 設置并返回輸出緩沖區(qū)的大小 ，字節(jié)數(shù)為單位 Rthreshold 設置并返回要接收的字符數(shù)。當接收緩沖區(qū)中的字符數(shù)大于等于該值時將產(chǎn)生 OnComm 事件 Setting 設置初始化參數(shù)。以字符串形式設置或返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位和停止位四個參數(shù)、其格式為“ BBBB， P， D， S” 其中 BBBB 為波特率， P為奇偶校驗方式， D為數(shù)據(jù)位數(shù)， S 為停止位數(shù)。 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(chǎn)生 OnComm 事件。 CommEvent 屬性存有該錯誤或事件的數(shù)值代碼 HandShaking 指定通訊雙方的握手協(xié)議 ComNone 0 沒有握手協(xié)議 ComXonXoff 1 Xon/Xoff 握手協(xié)議 ComRTS 2 RTS/CTS 握手協(xié)議 ComRTSXonXoff 3 RTS 和 Xon/Xoff 握手協(xié)議 Vb 與 plc通信 可編程邏輯控制器（簡稱 PLC）主要為現(xiàn)場控制而設計的，其人 機界面主要是開關，按鈕，指示燈等。其良好的適應性和可擴展能力而得到越來越廣泛的應用，采用 PLC 控制 10 系統(tǒng)或裝置具有可靠性高，易于控制，系統(tǒng)設計靈活，能模擬現(xiàn)場調(diào)試，編程使用簡單，性價比高，有良好的抗干擾能力等特點。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。 二十世紀九十年代后，許多的 PLC 都配備有計算機通信接口，通過總線將一臺 或多臺PLC 相連接。計算機作為上位機可以提供良好的人機界面，進行系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，進行程序編制，參數(shù)設定和修改，數(shù)據(jù)采集等，既能保證系 統(tǒng)性能，又能使系統(tǒng)操作簡便，便于生產(chǎn)過程的有效監(jiān)督。而 PLC 作為下位機，執(zhí)行可靠有效的分散控制。用一臺計算機（上位機）去監(jiān)控下位機（ PLC） ,這就要求 PC 與 PLC 之間穩(wěn)定，可靠的數(shù)據(jù)通信。三菱某型號 PLC示意圖 如圖 24所示 。 圖 24 三菱某型號 PLC PC 與 PLC 串口通信程序設計的目的 PC 與 PLC 串口通信的線路連接方法。 PC 與 PLC 串口通信的 VB 程序設計方法。 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。 11 表 21 本設計需要的 軟 、 硬件 清單 序號 名稱 數(shù)量 1 PC（計算機） 1 2 PLC(三菱 :FX3U64MT/ES) 1 3 SC09 編程電纜， PC/PPI 電纜 各 1 4 開關（ DC24V） 1 5 直流電源（ OUT:DC24V） 1 6 Visual Basic 1 PC 與 PLC 串口通信程序設計硬件線路圖如圖 25所示。 圖 25 PC 與 PLC 串口通信程序設計硬件線路圖 PC 端（上位機） VB 程序 COM1 Y0 Y3 Y10 Y13 Y20 Y23 編程口 FX3U PLC X7 X6 X5 X4 X3 X1 X0 COM N L 轉(zhuǎn)換器 脈沖 方向 步進驅(qū)動器 脈沖 方向 脈沖 方向 SC09 編程電纜 RS232 DC24V —— AC220V + PC COM1 12 運行 VB，創(chuàng)建標準的工程項目文件，設計程序窗體。 添加串口通信控件 MSComm 和兩個 CommandButton 控件。 設計的程序界面如圖 26所示。 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。 表 22 窗體、控件對象的主要屬性設置 控件類型 名稱 主要屬性 功能 Form Form1 Caption=VB 與 PLC串口通信 窗體標題欄顯示程序名稱 CommandButton Command1 Caption=向上運動 按下按鈕 電機向上運動 CommandButton Command2 Caption=向下運動 按下按鈕 電機向下運動 MSComm MSComm1 在程序中設置 串口參數(shù)設置 ： 程序初始化 13 Private Sub Form_Load() = 1 \\ 通信口 = 9600,e,7,1 \\ 串口參數(shù)設置 = 0 \\握手信號 = 0 = 0 = 0 = True \\打開串口 End Sub 向上運動的按鈕按下，步進電機向上運動 Private Sub Command1_MouseDown(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single) = Chr(2) + 73209 + Chr(3) + 08 End Sub Private Sub Command1_MouseUp(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single) = Chr(2) + 83209 + Chr(3) + 09 End Sub 向下運動的按鈕按下，步進電機向下運動 Private Sub Command2_MouseDown(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single) = Chr(2) + 73309 + Chr(3) + 09 End Sub Private Sub Command2_MouseUp(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single) = Chr(2) + 83309 + Chr(3) + 0A End Sub \\ 在 VB 控制 PLC 中，以 =Chr （ 2） +“ 73209” +Chr（ 3） +“ 08”為例： 14 Chr（ 2） +“字符串” +Chr（ 3） 表示串口輸出 “ 73209”中，“ 7”表示置位，即 PLC 的常開觸點閉合。“ 3209”表示地址 同理，“ 83209”中，“ 8”表示復位，即觸點斷開。 “ 08”表示奇偶校驗位。 程序設計、調(diào)試完畢，執(zhí)行菜單的“運行 /啟動”命令或單擊工具欄快捷按鈕“啟動”，運行程序。 15 第 3 章 步進電機與步進驅(qū)動器 步進電機 步進電機與伺服電機的區(qū)別 步進電機和交流伺服電機性能比較 ， 步進電機是一種離散運動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù) 字控制技術有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。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。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性能作 一比較。 兩相混合式步進電機步距角一般為 176。、 176。，五相混合式步進電機步距角一般為 176。、 176。也有一些高性能的 步進電機步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進電機，其步距角為 176。；德國百格拉公司（ BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為 176。、 176。、 176。、 176。、176。、 176。、 176。、 176。，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。 交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。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(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術，其脈沖當量為 360176。 /10000=176。對于帶 17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收217=131072 個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當量為 360176。 /131072= 秒。是步距角為 176。的步進電機的脈沖當量的 1/655。 步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。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(zhuǎn)非常不利。當步進電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細分技術等。 交流 伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（ FFT），可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。 16 步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在 300～ 600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為 2021RPM或 3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。 步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的 過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。 步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信 號進行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。 步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要 200～ 400 毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下 MSMA 400W 交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000RPM 僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。 綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以，在控制系統(tǒng)的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因 素，選用適當?shù)目刂齐姍C 。 步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度 (稱為“步距角” )，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。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。 現(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應式步進電機（ VR）、永磁式步 進電機（ PM）、混合式步進電機（ HB）和單相式步進電機等。步進相對于伺服價格便宜些 。 伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的 U/V/W 三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁 17 場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。