【文章內容簡介】 態(tài)。觸點規(guī)格：DC24V／1A或AC11OV／O．3A。一般來說，對于兩相四根線電機，可以直接和驅動器相連，見圖十二。 圖十二 電機與驅動器接線圖所以我們采用北京斯達特機電科技發(fā)展有限公司生產的SH系列步進電動機驅動器，型號為SH2H057。主要由電源輸入部分、信號輸入部分、輸出部分組成。SH2H057步進電動機驅動器采用鑄鋁結構，此種結構主要用于小功率驅動器,這種結構為封閉的超小型結構，本身不帶風機，其外殼即為散熱體，所以使用時要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機柜內，接觸面之間要涂上導熱硅脂，在其旁邊加一個風機也是一種較好的散熱辦法。此步進電機驅動器的電氣技術數據為：驅動器型號相數類別細分數通過撥位開關設定 最大 相電流 開關設定工作電源SH2H057二相或四相混合式二相八拍 一組直流DC(24V40V)2 .步進電機驅動器接線示意圖見圖十三 圖十三 步進電機驅動器接線示意圖(1). 細分數的設定要了解“細分”，先要弄清“步距角”這個概念：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所轉動的角度。SH系列驅動器是靠驅動器上的撥位開關來設定細分數的，您只需根據面板上的提示設定即可。在系統(tǒng)頻率允許的情況下，盡量選用高細分數。對于兩相步進電機,細分后電機的步距角等于電機的整步步距角除以細分數，例如細分數設定為176。/176。的電機，247。40=?？梢钥闯?步進電機通過細分驅動器的驅動，其步距角變小了，如驅動器工作在40細分狀態(tài)時，其步距角只為電機固有步距角的十分之一，也就是說：當驅動器工作在不細分的整步狀態(tài)驅動上例的電機時，控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖，176。；而用細分驅動器工作在40細分狀態(tài)時，176。，這就是細分的基本概念。細分功能完全是由驅動器靠精確控制電機的相電流所產生的，與電機無關。驅動器細分后將對電機的運行性能產生質的飛躍，但是這一切都是由驅動器本身產生的，和電機及控制系統(tǒng)無關。在使用時，唯一需要注意的一點是步進電機步距角的改變,這一點將對控制系統(tǒng)所發(fā)出的步進信號的頻率有影響。因為細分后步進電機的步距角將變小，要求步進信號的頻率要相應提高。驅動器細分后的主要優(yōu)點為：①.完全消除了電機的低頻振蕩。低頻振蕩(約在200Hz左右)是步進電機的固有特性，而細分是消除它的唯一途徑，如果您的步進電機有時要在共振區(qū)工作(如走圓弧)，選擇細分驅動器是唯一的選擇。②.提高了電機的輸出轉矩。尤其是對三相反應式電機，其力矩比不細分時提高約30—4096。③.提高了電機的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度，‘提高電機的分辨率’是不言而喻的。以上這些優(yōu)點，尤其是在性能上的優(yōu)點，并不是一個量的變化，而是質的飛躍。所以我們最好選用細分驅動器。在沒有細分驅動器時，用戶主要靠選擇不同相數的步進電機來滿足自己步距角的要求。但現在的情況不同了，細分驅動器的出現改變了這種觀念，用戶只需在驅動器上改變細分數，就可以改變步距角。所以如果用戶采用細分驅動器，‘相數’將變得沒有意義(2).電機相電流的設定SH系列驅動器是靠驅動器上的撥位開關來設定電機的相電流，您只需根據面板上的電流設定表格進行設定。4. 步進電機驅動器指示燈說明驅動器的指示燈共有兩種：電源指示燈(綠色或黃色)和保護指示燈(紅色)。當任一保護發(fā)生時，保護指示燈變亮。5. 步進電機驅動器電源接口對于超小型驅動器(SH—2H05SH—3F07 SH—2H057M、SH3F075M)，采用一組直流供電DC(2440V)，注意正負極不要接錯，此電源可以由一變壓器變壓后加整流濾波(無須穩(wěn)壓)組成?；蛘哂梢婚_關電源提供,參考下圖。因為PLC需要采用開關式穩(wěn)壓電源供電,所以在該立體倉庫中電源應選用開關式穩(wěn)壓電源，見圖十四。 圖十四 開關式穩(wěn)壓電源（六）傳感器的選擇在該立體倉庫中采用歐姆龍EESPY402凹槽型、反射型接插件式傳感器作貨物檢測 ，它是日本歐姆龍公司的產品，采用能抗周圍外來光干擾的變調光式；采用變調光式，與直流光式比，不易受外來光干擾的影響；電源電壓為DC524V的大量程電壓輸出型；帶有容易調整的光軸標識；帶有便于調整，動作確認的入光顯示燈；其結構圖如圖十五所示。圖十五 反射式傳感器結構圖工作原理：當物體相對于傳感器移動時，反射回來的信號與原先的信號相比較，產生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號進行放大，再經多普勒檢測、放大、限幅等措施，最后取得和物體移動信號相關的直流信號輸出電平。反射式傳感器的時間圖和輸出回路圖如圖十六所示圖十六 反射式傳感器的時間圖和輸出回路圖它有三根連接線(紅、藍、黑)，紅色接電源的正極、黑色接電源的負極、藍色為輸出信號，當與擋塊接近時輸出電平為低電平，否則為高電平。需要注意檢測距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動作；連接是采用接插件方式，千萬不要對端子(讀出頭)進行焊接。此傳感器的電氣技術數據為型號EESPY402形狀立式檢測方式反射型檢測距離5mm(反射率90﹪ 1515mm)應差距離(檢測距離3mm,橫方向)光源(發(fā)光波長)GaAs～紅外發(fā)光二級管(940nm)顯示燈入光時燈亮(紅)電源電壓DC5～24V177。10﹪ 脈動(pp)5﹪以下 消耗電流平均值15mA以上50mA以下控制輸出NPN電壓輸出負載電源電壓DC5～24V負載電流80mA以下(負載電流80mA時)(負載電流10mA時) 應答頻率100HZ使用環(huán)境照度受光面照度 白熾燈 太陽光：各3，000x以下環(huán)境溫度動作時：10～+55176。C 保存時25～+65176。C(不結冰)環(huán)境濕度動作時：5～85﹪RH 保存時5～95﹪RH (不結露) 耐久振動10～55HZ XYZ各方向2h耐久沖擊500m/ X、Y、Z各方向三次 保護構造IEC規(guī)格 IP50 連接方式接插件式 (不可進行軟釬焊) 質量 g 外殼材質聚碳酸酯(PC)(1).對射式傳感器的工作原理對射式傳感器的輸出狀態(tài)一般為 NPN輸出，輸出晶體管的動作狀態(tài)可分為入光時ON和遮光時ON兩種。入光時為ON的對射式傳感器的結構圖如圖十七所示，當24V電壓加到發(fā)光二極管LED1時，它將光發(fā)射給發(fā)光二極管LED2，LED2接收到光導通，三極管導通，輸出為ON；當發(fā)光二極管LED1發(fā)射出的光被物體擋住使發(fā)光二極管LED2接收不到時，LED2不導通，三極管也不導通，輸出為OFF。 圖十七 對射式傳感器結構圖(2).對射式傳感器的選擇在該立體倉庫控制系統(tǒng)中采用8個對射式傳感器作限位控制，其中4只對射式光電傳感器分別作為X、Y軸的限位控制，當入光時輸出晶體管ON；2只對射式光電傳感器分別作為貨架在X軸和Y軸的到位檢測，當遮光時輸出晶體管ON，如果貨架未到達正確位置，Z軸電機將不能運行以確保當PLC程序出錯時也不至于損壞設備；2只對射式光電傳感器作為Z軸的限位控制，當遮光時輸出晶體管ON，其信號對應PLC的輸入點是X4（后限位）和X5（前限位）。(七)微動開關的選擇在該立體倉庫控制系統(tǒng)中共有13個倉位（四層十二個倉位加0號倉位）分別采用13只微動開關作為貨物檢測，當有貨物時相應開關動作，其信號對應PLC的輸入點是X40X4C；另外為保險起見，在X軸的左限位和Y軸的下限位處還分別加裝了1只微動開關作限位保護，以確保立體倉庫在程序出錯時不損壞；微動開關原理圖如圖十八所示。 圖十八 微動開關原理圖(八) 并聯型開關穩(wěn)壓電源的原理和選擇并聯型開關穩(wěn)壓電源是由開關晶體管V和二極管及儲能電感L、濾波電容C組成的。除此以外，通常還有較為復雜的驅動電路，調節(jié)電路、保護電路、基準電路以及構成閉環(huán)回路中的取樣電路、放大電路和耦合電路等各個部分，用來對輸出電壓的大小以及特性進行控制和調節(jié)，圖十九并聯型開關穩(wěn)壓電源的原理框圖。圖十九 并聯型開關穩(wěn)壓電源的原理框圖設開關晶體管V的開關轉換周期T，導通期的時間為，截止期的時間為，占空比為δ(δ＝／T)。圖二十 并聯型開關穩(wěn)壓電源輸出電路的電流、電壓波形其工作原理如下：當開關晶體管V處于導通期間，輸入電壓加到儲能電感L的兩端(這里我們忽略了V的飽和壓降)，二極管因被反向偏置而截止。在此期間流過L的電流為近似線性地增加的鋸齒波電流(見圖二十)，并以磁能的形式儲存在L中。當開關晶體管V截止時，儲能電感L兩端的電壓極性相反，此時二極管被正向偏置而導通。儲存在L中的能量通過二極管輸送給負載電阻和濾波電容C。在此期間，L中的泄放電流是鋸齒波電流的線性下降部分。同理，當開關晶體管V導通期間在儲能電感L中增加的電流數值應該等于開關管V截止期間在儲能電感L中減少的電流值。只有這樣才能達到動態(tài)平衡，才能給負載電阻提供一個穩(wěn)定的輸出電壓。2. 開關式穩(wěn)壓電源的選擇在該立體倉庫控制系統(tǒng)中，考慮到PLC和步進電機驅動器都要求直流24V電源，綜合考慮系統(tǒng)用電量、系統(tǒng)運行可靠性和系統(tǒng)設計的規(guī)整性，我們選用了DM15024型并聯式開關電源。DM150系列開關電源輸出功率大，體積小， 重量輕， 高可靠性，適應寬范圍的輸入電壓變動，具有完備的過壓、過流保護功能；內置輸入EMI濾波器，具有高抗干擾能力；根據UL478標準設計，耐壓1500Vac／1分鐘；采用端子方式連接，全金屬外殼，有臥式和立式兩種安裝方式。DM150系列開關電源的性能指標見表二表二、DM150系列開關電源的性能指標 型 號 DMl5024輸入電壓 ACl70V～264V 輸入頻率 50～60Hz輸入浪涌電流60A(ACIN 220V，Ta25℃，冷啟動) 輸出電壓 24V輸出電流 輸出功率 156W輸出可調范圍約177。10％過流保護外部短路撤除，輸出自動恢復 過壓保護 27177。1V輸入輸出絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻60MΩ輸入機殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻50MΩ輸出機殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻10MΩ 相對濕度Ta=25℃ 相對濕度=80％工作環(huán)境溫度10℃～40℃ 儲存溫度 20℃～55℃ 尺寸／重量 200X118X49mm(長X寬X高) 顏色黑色 冷卻方式 風冷四、立體倉庫軟件設計立體倉庫I/O分配表輸 入 部 分輸 出 部 分X0Y0橫軸脈沖X1Y1豎軸脈沖X2Y2橫軸方向I／0X3Y3豎軸方向I／0X4貨臺回位限位Y4X5貨臺到位限位Y5X6貨臺是否有物Y6貨臺前升X7自動／手動(0／1)Y7貨臺退回X20十六進制輸入鍵盤值1位Y20顯示部分就緒X21鍵盤值2位Y21取X22鍵盤值3位Y22放X23鍵盤值4位Y23十位顯示X24橫軸右限位Y24BCD碼輸出顯示BCD碼1位X25橫軸左限位Y25BCD碼2位X26豎軸上限位Y26BCD碼3位X27豎軸下限位Y27BCD碼4位 注：X40～X4C為0至12個倉庫的微動開關五、可編程序控制器的應用可靠性工業(yè)生產一般要求控制設備具有很強的抗干擾能力，能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作，對可靠性要求很高，絕大多數用戶也都將可靠性作為選擇控制裝置的首要條件。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，平均無故障工作時間比繼電器系統(tǒng)和微機系統(tǒng)長，可靠性高，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產現場。(一) 硬件措施在工業(yè)環(huán)境中，空間電磁干擾是PLC系統(tǒng)的一大禍害。為了減少干擾的影響，PLC采用了對電源變壓器用導電導磁材料進行屏蔽；對CPU等模塊采用良好的導電材料進行屏蔽等，以防干擾。對供電系統(tǒng)以及I／O線路采用了較多的濾波環(huán)節(jié)。如采用LC、型濾波網絡，對高頻干擾信號有良好的抑制作用。對微處理器所需的+5V電源，采用多級濾波并用集成電壓調整器進行調整，以適應電網電壓波動，它對過電壓、欠電阻均有—定的保護作用。為防止PLC故障和誤動作，在微處理器部分及I／O回路之間采用了多種形式的隔離措施，這樣能有效地隔離輸入、輸出間電的聯系。在PLC中，所有輸出模塊都受開門信號控制，而這個信號只有在規(guī)定的條件都滿足時才有效，以防止被控對象誤動作。PLC大多采用模塊結構，這對縮短故障修復時間方面有著重要作用。當故障查出在某一模塊上，只要及時更換，就大大縮小了尋找范圍，加快修復速度。(二) 軟件措施PLC除了采用硬件措施來提高系統(tǒng)的抗干擾能力之外，還充分利用本身具有微機的高速、大容量的特點，發(fā)揮軟件的優(yōu)勢，保證系統(tǒng)不因干擾而停止而又能達到工程所要求的精度和速度。對于較低信噪比的模擬量輸入信號， PLC采用A／D模塊轉換后變?yōu)殡x散的數字信