【文章內容簡介】 1上的運行速度由驅動M1電機的轉速決定，電機的轉速是由變頻器決定。變頻器輸出給電機的轉速由人為給定，通過人機界面的觸摸屏就可以設定變頻器的頻率，從而實現對皮帶機M1速度的控制。三臺皮帶機以及往復運行輔料機、鋪料皮帶機的電機轉速均是變頻器輸出，同時都可以通過觸摸屏設定它們的頻率，對于步進電機這里同樣可以通過觸摸屏來設定它的脈沖，即PWM的設置?？刂埔笳f明三臺皮帶機完成的功能是將散料原料進行長距離輸送，鋪料皮帶機的功能則是將散料原料撒落達到鋪料目的。正常的控制方式都是最后一級電機開始順序起動，逆序停止，這樣就避免了原料在設備內皮帶機上以及鋪料機內的滯留，導以及對下一批不同比例及不同種類原料造成的可能影響。如果是在非正常情況下，設備故障或者設備發(fā)生人員安全事故時則需要按下急停按鈕，此時，設備全部停止，待問題解決后，可通過按動各手動按鈕來清除原來滯留在皮帶機上以及鋪料機內的原料，再重新恢復生產。鋪料機由鋪料機皮帶及鋪料往復機以及鋪料機內部的絲桿構成，鋪料機負責將前道工序輸送過來的物料進行均勻的平鋪。鋪料機上的皮帶機接受物料，往復運行裝置可將運行的皮帶機循環(huán)往復運行。由于整個皮帶機的往復運動在往復的過程中有延遲導致所鋪的物料在兩端形成堆積。本次設計中采用較為合理而又具有一定技巧性的控制方式處理這個問題，避免堆積情況的出現。具體做法為：控制模式一將6個接近開關分別安裝在往復運行輔料機絲桿的兩側，每一邊三個接近開關，如圖37所示。初始位定在圖中1位置，起動后運行到6位置后返回，返回運行到2位置后返回，返回運行到5位置后返回，返回運行到3位置后返回，返回運行到4位置后返回到初始位置，然后繼續(xù)以上的循環(huán)，直到停止后往復運行輔料機回到初始位置。為了避免運行過程中出現意外，在絲桿兩頭各加了個限位開關，起保護作用。限位停止限位停止4 5 61 2 3圖37 控制模式一工作流程控制模式二將接近開關安裝在有步進電機傳動的絲桿上。絲桿上的螺紋加工成不同的螺旋方向，當絲桿正轉，接近開關同時向前中間運動，往復點收縮；當絲桿反轉位置開關同時向兩端運動，導致鋪料的行程增加，如圖339所示。鋪料機皮帶每碰到一次行程開關就換向運行，啟動模式二后步進電機動作，步進電機驅動的絲桿為兩端不同的螺旋方向，螺距為10mm，每次每個限位開關動作為25mm，2個限位開關相對距離運動約50mm，步進電機為2相步進電機，設步進電機正轉為限位開關向外側運動，當步進電機正傳到限位開關位置時即返回，此時步進電機反轉，反轉運行到另一側限位開關位置時即返回正傳。直到停止后，步進電機停在初始位置7位置。同時為了保護步進電機，安裝了限位開關。脈沖由Y0輸出，Y0是由PLC內部數據寄存器D305來設置脈沖周期的和D306來設置脈沖脈寬的，可以通過觸摸屏來賦值，那么每次正轉的動作時間和反轉的動作時間是可調的。左右滑塊限位開關圖38 模式二運行狀態(tài)步進電機起動后兩個滑塊相反運動，各自接觸到位置開關后反向運行。移動范圍圖39 模式二鋪料機運行范圍示意第4章 電路設計 主電路的設計 面板的設計根據設計的元件布置圖安裝接線后，制作控制模塊與功能模塊面板，如圖41所示。 圖41（a） 控制模塊 圖41（b） 功能模塊工作臺面板如圖42所示。由于本次設計采用的控制面板，是通用的模板，部分電氣元件沒用使用到。圖42 工作臺面板 主電路的設計 本次設計有5V和24V的直流電源，如圖43所示，5V的電源主要用于給步進電機使用，24V的電源主要用于控制信號使用。圖43 電源電路 皮帶機M皮帶機M皮帶機M鋪料機皮帶M往復運行鋪料機電路為使用變頻器并且通過PLC與變頻器通信控制電機運行的電路，如圖44所示。圖44（a） 電機電路1圖44（b） 電機電路2圖44（c） 電機電3 通信控制電路設計 PLC與變頻器通信模塊的聯(lián)接H1U/H2U系列PLC COM1 硬件為RS485，接口為接線端子，接口如圖45所示。 圖45（a） H1U/H2U系列PLC RS485接線端子 圖45（b）接線端子實物COM1與其它設備通信連接方式：通過接線端子，現場配線。兩串口若通過RS485通信，均只支持半雙工通信模式 通訊卡（MD32MBS）使用說明匯川公司通訊卡是為MD320系列變頻器提供遠程串行口通訊功能而專門研制。功能說明通訊卡分為 RS232 通訊接口卡和RS485 通訊接口卡，為匯川公司MD320 變頻器專用擴展卡，可分別提供RS232 和RS485兩種通訊模式，其兩者的電氣參數符合國際標準，用戶可根據需要選擇RS232通訊卡或RS485通訊卡，以實現遠程串口方式控制變頻器運行及參數設定等功能。本次設計中選用RS485通訊卡，如圖46所示。圖46 RS485通訊卡RS485通訊卡使用說明物理結構及連線方式如圖47所示。RS485通訊卡提供兩種連線方式，兩種方式是相通的，可以根據需要自行選擇通訊線連接。圖47 RS485信號定義根據PLC和變頻器通信模塊的相關說明，設計中采用如圖48所示的接線方式，其中FX CPU這里選用COM1口，按照一主機多從自機方式，并聯(lián)方式連接。圖48 RS485接線方式網絡的拓撲結構圖如圖49所示。 觸摸屏 1站 2站 3站 4站 5站 雙絞線 120Ω電阻 1nF電容 CPU 通信線圖49 PLC與變頻器組成的網絡拓撲 PLC配置設計內部等效電路和外部配線 PLC內置有開關狀態(tài)檢測電源（DC24V），只需接入若干接點開關信號即可，若要連接有源晶體管傳感器的輸出信號，需OC輸出方式信號。PLC信號輸入及內部等效電路如圖410所示，電路與PLC內部電路通過接線端子進行連接。圖412所示為漏型輸入接法，“S/S”端子和“24V”端子短接。圖410 PLC信號輸入及內部等效電路設計中采用的是NPN型的接近開關，如圖411所示，所以我們采用的是漏型輸入接法。圖411 NPN型接近開關其中一個接近開關的接法如圖412所示.。圖412 漏型輸入接法 步進電機的控制設計步進電機的結構圖和實物分別如圖413和414所示。 圖413 步進電機結構 圖414 步進電機實物步進電機驅動器的接線圖以及觸摸屏電路的接線圖如圖415所示。圖415 步進電機驅動器的接線圖圖416 步進電機驅動器實物步進電機驅動器電路設計步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。通俗一點講：當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（及步進角）。您可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。保持轉矩是指步進電機通電但沒有轉動時，定子鎖住轉子的力矩。它是步進電機最重要的參數之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉矩。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的參數之一。本次設計選用的步進電機驅動器的型號為BL320,而且內部的光電耦合使用的是5V電源。這里使用的匯川PLC型號為H2U1616MT，晶體管輸出型?？紤]到PLC輸出的內部等效電路如圖417所示：圖417 PLC輸出內部等效電路同時也考慮到步進電機驅動器內部脈沖控制信號和方向控制信號如圖418所示:圖418 步進驅動器控制信號1234 圖418 步進驅動器實物接線最終確定PLC的Y0、Y1輸出端口與步進電機驅動器脈沖和方向信號控制端口的接線方式如圖4