【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 態(tài)。觸點(diǎn)規(guī)格：DC24V／1A或AC11OV／O．3A。一般來說，對(duì)于兩相四根線電機(jī)，可以直接和驅(qū)動(dòng)器相連，見圖十二。 圖十二 電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器接線圖所以我們采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的SH系列步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，型號(hào)為SH2H057。主要由電源輸入部分、信號(hào)輸入部分、輸出部分組成。SH2H057步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動(dòng)器,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu)，本身不帶風(fēng)機(jī)，其外殼即為散熱體，所以使用時(shí)要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機(jī)柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂，在其旁邊加一個(gè)風(fēng)機(jī)也是一種較好的散熱辦法。此步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相數(shù)類別細(xì)分?jǐn)?shù)通過撥位開關(guān)設(shè)定 最大 相電流 開關(guān)設(shè)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(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖見圖十三 圖十三 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖(1). 細(xì)分?jǐn)?shù)的設(shè)定要了解“細(xì)分”，先要弄清“步距角”這個(gè)概念：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。SH系列驅(qū)動(dòng)器是靠驅(qū)動(dòng)器上的撥位開關(guān)來設(shè)定細(xì)分?jǐn)?shù)的，您只需根據(jù)面板上的提示設(shè)定即可。在系統(tǒng)頻率允許的情況下，盡量選用高細(xì)分?jǐn)?shù)。對(duì)于兩相步進(jìn)電機(jī),細(xì)分后電機(jī)的步距角等于電機(jī)的整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)，例如細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)定為176。/176。的電機(jī)，247。40=?？梢钥闯?步進(jìn)電機(jī)通過細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)，其步距角變小了，如驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，其步距角只為電機(jī)固有步距角的十分之一，也就是說：當(dāng)驅(qū)動(dòng)器工作在不細(xì)分的整步狀態(tài)驅(qū)動(dòng)上例的電機(jī)時(shí)，控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖，176。；而用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，176。，這就是細(xì)分的基本概念。細(xì)分功能完全是由驅(qū)動(dòng)器靠精確控制電機(jī)的相電流所產(chǎn)生的，與電機(jī)無關(guān)。驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后將對(duì)電機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動(dòng)器本身產(chǎn)生的，和電機(jī)及控制系統(tǒng)無關(guān)。在使用時(shí)，唯一需要注意的一點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變,這一點(diǎn)將對(duì)控制系統(tǒng)所發(fā)出的步進(jìn)信號(hào)的頻率有影響。因?yàn)榧?xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小，要求步進(jìn)信號(hào)的頻率要相應(yīng)提高。驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后的主要優(yōu)點(diǎn)為：①.完全消除了電機(jī)的低頻振蕩。低頻振蕩(約在200Hz左右)是步進(jìn)電機(jī)的固有特性，而細(xì)分是消除它的唯一途徑，如果您的步進(jìn)電機(jī)有時(shí)要在共振區(qū)工作(如走圓弧)，選擇細(xì)分驅(qū)動(dòng)器是唯一的選擇。②.提高了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。尤其是對(duì)三相反應(yīng)式電機(jī)，其力矩比不細(xì)分時(shí)提高約30—4096。③.提高了電機(jī)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(jī)的分辨率’是不言而喻的。以上這些優(yōu)點(diǎn)，尤其是在性能上的優(yōu)點(diǎn)，并不是一個(gè)量的變化，而是質(zhì)的飛躍。所以我們最好選用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。在沒有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足自己步距角的要求。但現(xiàn)在的情況不同了，細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的出現(xiàn)改變了這種觀念，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。所以如果用戶采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，‘相數(shù)’將變得沒有意義(2).電機(jī)相電流的設(shè)定SH系列驅(qū)動(dòng)器是靠驅(qū)動(dòng)器上的撥位開關(guān)來設(shè)定電機(jī)的相電流，您只需根據(jù)面板上的電流設(shè)定表格進(jìn)行設(shè)定。4. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器指示燈說明驅(qū)動(dòng)器的指示燈共有兩種：電源指示燈(綠色或黃色)和保護(hù)指示燈(紅色)。當(dāng)任一保護(hù)發(fā)生時(shí)，保護(hù)指示燈變亮。5. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電源接口對(duì)于超小型驅(qū)動(dòng)器(SH—2H05SH—3F07 SH—2H057M、SH3F075M)，采用一組直流供電DC(2440V)，注意正負(fù)極不要接錯(cuò)，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(guān)電源提供,參考下圖。因?yàn)镻LC需要采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電,所以在該立體倉庫中電源應(yīng)選用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，見圖十四。 圖十四 開關(guān)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(cè) ，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周圍外來光干擾的變調(diào)光式；采用變調(diào)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(diào)整的光軸標(biāo)識(shí)；帶有便于調(diào)整，動(dòng)作確認(rèn)的入光顯示燈；其結(jié)構(gòu)圖如圖十五所示。圖十五 反射式傳感器結(jié)構(gòu)圖工作原理：當(dāng)物體相對(duì)于傳感器移動(dòng)時(shí)，反射回來的信號(hào)與原先的信號(hào)相比較，產(chǎn)生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號(hào)進(jìn)行放大，再經(jīng)多普勒檢測(cè)、放大、限幅等措施，最后取得和物體移動(dòng)信號(hào)相關(guān)的直流信號(hào)輸出電平。反射式傳感器的時(shí)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(shí)間圖和輸出回路圖它有三根連接線(紅、藍(lán)、黑)，紅色接電源的正極、黑色接電源的負(fù)極、藍(lán)色為輸出信號(hào)，當(dāng)與擋塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。需要注意檢測(cè)距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動(dòng)作；連接是采用接插件方式，千萬不要對(duì)端子(讀出頭)進(jìn)行焊接。此傳感器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為型號(hào)EESPY402形狀立式檢測(cè)方式反射型檢測(cè)距離5mm(反射率90﹪ 1515mm)應(yīng)差距離(檢測(cè)距離3mm,橫方向)光源(發(fā)光波長(zhǎng))GaAs～紅外發(fā)光二級(jí)管(940nm)顯示燈入光時(shí)燈亮(紅)電源電壓DC5～24V177。10﹪ 脈動(dòng)(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(fù)載電源電壓DC5～24V負(fù)載電流80mA以下(負(fù)載電流80mA時(shí))(負(fù)載電流10mA時(shí)) 應(yīng)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(dòng)作時(shí)：10～+55176。C 保存時(shí)25～+65176。C(不結(jié)冰)環(huán)境濕度動(dòng)作時(shí)：5～85﹪RH 保存時(shí)5～95﹪RH (不結(jié)露) 耐久振動(dòng)10～55HZ XYZ各方向2h耐久沖擊500m/ X、Y、Z各方向三次 保護(hù)構(gòu)造IEC規(guī)格 IP50 連接方式接插件式 (不可進(jìn)行軟釬焊) 質(zhì)量 g 外殼材質(zhì)聚碳酸酯(PC)(1).對(duì)射式傳感器的工作原理對(duì)射式傳感器的輸出狀態(tài)一般為 NPN輸出，輸出晶體管的動(dòng)作狀態(tài)可分為入光時(shí)ON和遮光時(shí)ON兩種。入光時(shí)為ON的對(duì)射式傳感器的結(jié)構(gòu)圖如圖十七所示，當(dāng)24V電壓加到發(fā)光二極管LED1時(shí)，它將光發(fā)射給發(fā)光二極管LED2，LED2接收到光導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，輸出為ON；當(dāng)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(shí)，LED2不導(dǎo)通，三極管也不導(dǎo)通，輸出為OFF。 圖十七 對(duì)射式傳感器結(jié)構(gòu)圖(2).對(duì)射式傳感器的選擇在該立體倉庫控制系統(tǒng)中采用8個(gè)對(duì)射式傳感器作限位控制，其中4只對(duì)射式光電傳感器分別作為X、Y軸的限位控制，當(dāng)入光時(shí)輸出晶體管ON；2只對(duì)射式光電傳感器分別作為貨架在X軸和Y軸的到位檢測(cè)，當(dāng)遮光時(shí)輸出晶體管ON，如果貨架未到達(dá)正確位置，Z軸電機(jī)將不能運(yùn)行以確保當(dāng)PLC程序出錯(cuò)時(shí)也不至于損壞設(shè)備；2只對(duì)射式光電傳感器作為Z軸的限位控制，當(dāng)遮光時(shí)輸出晶體管ON，其信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC的輸入點(diǎn)是X4（后限位）和X5（前限位）。(七)微動(dòng)開關(guān)的選擇在該立體倉庫控制系統(tǒng)中共有13個(gè)倉位（四層十二個(gè)倉位加0號(hào)倉位）分別采用13只微動(dòng)開關(guān)作為貨物檢測(cè)，當(dāng)有貨物時(shí)相應(yīng)開關(guān)動(dòng)作，其信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC的輸入點(diǎn)是X40X4C；另外為保險(xiǎn)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(dòng)開關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉庫在程序出錯(cuò)時(shí)不損壞；微動(dòng)開關(guān)原理圖如圖十八所示。 圖十八 微動(dòng)開關(guān)原理圖(八) 并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理和選擇并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源是由開關(guān)晶體管V和二極管及儲(chǔ)能電感L、濾波電容C組成的。除此以外，通常還有較為復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路，調(diào)節(jié)電路、保護(hù)電路、基準(zhǔn)電路以及構(gòu)成閉環(huán)回路中的取樣電路、放大電路和耦合電路等各個(gè)部分，用來對(duì)輸出電壓的大小以及特性進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，圖十九并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖。圖十九 并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖設(shè)開關(guān)晶體管V的開關(guān)轉(zhuǎn)換周期T，導(dǎo)通期的時(shí)間為，截止期的時(shí)間為，占空比為δ(δ＝／T)。圖二十 并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出電路的電流、電壓波形其工作原理如下：當(dāng)開關(guān)晶體管V處于導(dǎo)通期間，輸入電壓加到儲(chǔ)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(chǔ)存在L中。當(dāng)開關(guān)晶體管V截止時(shí)，儲(chǔ)能電感L兩端的電壓極性相反，此時(shí)二極管被正向偏置而導(dǎo)通。儲(chǔ)存在L中的能量通過二極管輸送給負(fù)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(dāng)開關(guān)晶體管V導(dǎo)通期間在儲(chǔ)能電感L中增加的電流數(shù)值應(yīng)該等于開關(guān)管V截止期間在儲(chǔ)能電感L中減少的電流值。只有這樣才能達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，才能給負(fù)載電阻提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。2. 開關(guān)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(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都要求直流24V電源，綜合考慮系統(tǒng)用電量、系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)整性，我們選用了DM15024型并聯(lián)式開關(guān)電源。DM150系列開關(guān)電源輸出功率大，體積小， 重量輕， 高可靠性，適應(yīng)寬范圍的輸入電壓變動(dòng)，具有完備的過壓、過流保護(hù)功能；內(nèi)置輸入EMI濾波器，具有高抗干擾能力；根據(jù)UL478標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，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(guān)電源的性能指標(biāo)見表二表二、DM150系列開關(guān)電源的性能指標(biāo) 型 號(hào) 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(dòng)) 輸出電壓 24V輸出電流 輸出功率 156W輸出可調(diào)范圍約177。10％過流保護(hù)外部短路撤除，輸出自動(dòng)恢復(fù) 過壓保護(hù) 27177。1V輸入輸出絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻60MΩ輸入機(jī)殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻50MΩ輸出機(jī)殼絕緣AC1500V，1分鐘，10mA；DC500V，絕緣電阻10MΩ 相對(duì)濕度Ta=25℃ 相對(duì)濕度=80％工作環(huán)境溫度10℃～40℃ 儲(chǔ)存溫度 20℃～55℃ 尺寸／重量 200X118X49mm(長(zhǎng)X寬X高) 顏色黑色 冷卻方式 風(fēng)冷四、立體倉庫軟件設(shè)計(jì)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(tái)回位限位Y4X5貨臺(tái)到位限位Y5X6貨臺(tái)是否有物Y6貨臺(tái)前升X7自動(dòng)／手動(dòng)(0／1)Y7貨臺(tái)退回X20十六進(jìn)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(gè)倉庫的微動(dòng)開關(guān)五、可編程序控制器的應(yīng)用可靠性工業(yè)生產(chǎn)一般要求控制設(shè)備具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作，對(duì)可靠性要求很高，絕大多數(shù)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(shí)間比繼電器系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng)長(zhǎng)，可靠性高，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。(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(duì)電源變壓器用導(dǎo)電導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽；對(duì)CPU等模塊采用良好的導(dǎo)電材料進(jìn)行屏蔽等，以防干擾。對(duì)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(wǎng)絡(luò)，對(duì)高頻干擾信號(hào)有良好的抑制作用。對(duì)微處理器所需的+5V電源，采用多級(jí)濾波并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)，它對(duì)過電壓、欠電阻均有—定的保護(hù)作用。為防止PLC故障和誤動(dòng)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(lián)系。在PLC中，所有輸出模塊都受開門信號(hào)控制，而這個(gè)信號(hào)只有在規(guī)定的條件都滿足時(shí)才有效，以防止被控對(duì)象誤動(dòng)作。PLC大多采用模塊結(jié)構(gòu)，這對(duì)縮短故障修復(fù)時(shí)間方面有著重要作用。當(dāng)故障查出在某一模塊上，只要及時(shí)更換，就大大縮小了尋找范圍，加快修復(fù)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(jī)的高速、大容量的特點(diǎn)，發(fā)揮軟件的優(yōu)勢(shì)，保證系統(tǒng)不因干擾而停止而又能達(dá)到工程所要求的精度和速度。對(duì)于較低信噪比的模擬量輸入信號(hào)， PLC采用A／D模塊轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡x散的數(shù)字信