【文章內(nèi)容簡介】 初相位信號接口電路②. 報警輸出信號：每臺驅(qū)動器都有多種保護措施(如：過壓、過流、過溫等)。當保護發(fā)生時，驅(qū)動器進入脫機狀態(tài)使電機失電，但這時控制系統(tǒng)可能尚未知曉。如要通知系統(tǒng)，就要用到‘報警輸出信號’。此信號占兩個接線端子，此兩端為一繼電器的常開點，報警時觸點立即閉合。驅(qū)動器正常時，觸點為常開狀態(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(qū)動器相連，見圖39。 圖39 電機與驅(qū)動器接線圖以北京斯達特機電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)SH系列步進電動機驅(qū)動器(型號為SH2H057)為例，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(qū)動器采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動器,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu)，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(nèi)，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。： SH2H057電氣技術(shù)數(shù)據(jù)表驅(qū)動器型號相數(shù)類別細分數(shù)通過撥位開關(guān)設定 最大 相電流 開關(guān)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(qū)動器接線示意圖見圖310。圖310 步進電機驅(qū)動器接線示意圖(3).步進電機驅(qū)動器細分數(shù)和電機相電流的設定①. 細分數(shù)的設定對于兩相步進電機,細分后電機的步距角等于電機的整步步距角除以細分數(shù)。細分功能完全是由驅(qū)動器靠精確控制電機的相電流所產(chǎn)生的，與電機無關(guān)。所以我們最好選用細分驅(qū)動器。在沒有細分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。但現(xiàn)在的情況不同了，細分驅(qū)動器的出現(xiàn)改變了這種觀念，用戶只需在驅(qū)動器上改變細分數(shù)，就可以改變步距角。所以如果用戶采用細分驅(qū)動器，‘相數(shù)’將變得沒有意義②.電機相電流的設定SH系列驅(qū)動器是靠驅(qū)動器上的撥位開關(guān)來設定電機的相電流，您只需根據(jù)面板上的電流設定表格進行設定。 無刷直流電動機的原理與選擇 要讓電機轉(zhuǎn)動起來，首先控制部就必須根據(jù)hallsensor感應到的電機轉(zhuǎn)子目前所在位置，然后依照定子繞線決定開啟(或關(guān)閉)換流器(inverter)中功率晶體管的順序，如圖311：inverter中之AH、BH、CH(這些稱為上臂功率晶體管)及AL、BL、CL(這些稱為下臂功率晶體管)，使電流依序流經(jīng)電機線圈產(chǎn)生順向(或逆向)旋轉(zhuǎn)磁場，并與轉(zhuǎn)子的磁鐵相互作用，如此就能使電機順時/逆時轉(zhuǎn)動。當電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到hallsensor感應出另一組信號的位置時，控制部又再開啟下一組功率晶體管，如此循環(huán)電機就可以依同一方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動直到控制部決定要電機轉(zhuǎn)子停止則關(guān)閉功率晶體管(或只開下臂功率晶體管)；要電機轉(zhuǎn)子反向則功率晶體管開啟順序相反。 基本上功率晶體管的開法可舉例如下：AH、BL一組→AH、CL一組→BH、CL一組→BH、AL一組→CH、AL一組→CH、BL一組，但絕不能開成AH、AL或BH、BL或CH、CL。此外因為電子零件總有開關(guān)的響應時間，所以功率晶體管在關(guān)與開的交錯時間要將零件的響應時間考慮進去，否則當上臂(或下臂)尚未完全關(guān)閉，下臂(或上臂)就已開啟，結(jié)果就造成上、下臂短路而使功率晶體管燒毀。 圖311 無刷直流電機控制原理圖當電機轉(zhuǎn)動起來，控制部會再根據(jù)驅(qū)動器設定的速度及加/減速率所組成的命令(Command)與hallsensor信號變化的速度加以比對(或由軟件運算)再來決定由下一組(AH、BL或AH、CL或BH、CL或……)開關(guān)導通，以及導通時間長短。速度不夠則開長，速度過頭則減短，此部份工作就由PWM來完成。PWM是決定電機轉(zhuǎn)速快或慢的方式，如何產(chǎn)生這樣的PWM才是要達到較精準速度控制的核心。高轉(zhuǎn)速的速度控制必須考慮到系統(tǒng)的CLOCK 分辨率是否足以掌握處理軟件指令的時間，另外對于hallsensor信號變化的資料存取方式也影響到處理器效能與判定正確性、實時性。至于低轉(zhuǎn)速的速度控制尤其是低速起動則因為回傳的hallsensor信號變化變得更慢，怎樣擷取信號方式、處理時機以及根據(jù)電機特性適當配置控制參數(shù)值就顯得非常重要?；蛘咚俣然貍鞲淖円詄ncoder變化為參考，使信號分辨率增加以期得到更佳的控制。電機能夠運轉(zhuǎn)順暢而且響應良好。圖312 X軸直流無刷電機控制接線圖 電氣原理圖電器原理圖見附錄。 元器件清單。 系統(tǒng)元器件選型清單元器件名稱元器件規(guī)格元器件型號數(shù)量備注12PLC可編程控制器24輸入 DC24VCPU226 DC/DC/DC1PLC可編程控制器擴展模塊8輸入DC24VEM23213夾緊氣缸平行夾 HDP 20SHDT 163014電磁閥~DC 24v SVK 012015無刷直流電機200w 3000RPM57BL2030H1LS26步進電機220V57BYG250C27旋轉(zhuǎn)編碼器12v~24vE6A2CW5C18無刷直流電機驅(qū)動器220VBL220329步進電機驅(qū)動器SH20403210行程開關(guān)5A125VAC/3A250VACZ15GQ21B811光電開關(guān)12v~24vEESPY4021對12倉庫到位開關(guān)5A125VAC/3A250VACZ15GQ21B313空氣開關(guān)10A 220V2P14 系統(tǒng)的軟件設計 系統(tǒng)的總體程序設計 I/0地址分配表I/O地址分配表見附錄。 系統(tǒng)的程序流程圖及程序編制系統(tǒng)程序流程圖見附錄。接通電源，程序初始化，機構(gòu)復位，X軸、Y軸、Z軸、R軸回零位，設定優(yōu)先存取倉位并逐行掃描倉位。當小車移動到位置1時，光電開關(guān)1閉合，阻擋器工作小車停止移動，檢測光電開關(guān)2是否閉合。當其閉合時表明小車上有貨物，選擇入庫指令。按預設的存儲優(yōu)先級選擇優(yōu)先存儲的倉位，R軸順時針旋轉(zhuǎn)90176。，X、Y軸向位置1移動，驅(qū)動器比較設定坐標值與編碼器值是否相符，實施監(jiān)控。到達位置1后，R軸逆時針旋轉(zhuǎn)90176。，Z軸移動指定位移，Y軸下降，檢測機械手到位后，電磁閥控制氣缸夾緊貨物，Y軸上升，R軸順時針旋轉(zhuǎn)90176。，X、Y軸向位置2移動，驅(qū)動器監(jiān)控比較設定坐標值與編碼器值是否相符。到達位置2后，R軸順時針轉(zhuǎn)90176。，Z軸移動指定位移，Y軸下降，檢測到位后，電磁閥控制氣缸松開貨物，Y軸上升,R軸逆時針轉(zhuǎn)90176。，入庫完成。系統(tǒng)開始循環(huán)，檢測光電開關(guān)1是否閉合，即是否有小車到位，當閉合時，阻擋器阻擋小車移動，當光電開關(guān)2未閉合時，表示車上無貨物，此時執(zhí)行出庫指令。按取貨優(yōu)先級選擇倉位，R軸順時針轉(zhuǎn)90176。，X、Y軸向位置3移動，檢測到位后，R軸順時針轉(zhuǎn)90176。，Z軸移動指定位移，Y軸下降，檢測到位后，電磁閥控制氣缸夾緊貨物，Y軸上升，R軸逆時針轉(zhuǎn)90176。，X、Y軸向位置1移動，檢測到位后，R軸逆時針轉(zhuǎn)90176。，Z軸移動指定位移，Y軸下降，到位后電磁閥控制氣缸松開貨物，Y軸上升，R軸順時針轉(zhuǎn)90176。，出庫完成。系統(tǒng)進入下一個循環(huán)過程。 旋轉(zhuǎn)編碼器程序編制編碼器采用增量式編碼器，對編碼器的高速脈沖計數(shù)在cpu226PLC中，、 完成輸入，采用HSC1和HSC2高速計數(shù)器，用模式9，A/B相正交計數(shù)器模式完成編碼器脈沖的計數(shù)。其設置程序如下：LD h:MOVB 16FC, SMB47 //設置控制位：向上計數(shù)；速率1X；已啟用；MOVD +0, SMD48 //載入CVMOVD +0, SMD52 //載入PVHDEF 1, 9 //HSC1；模式9ENI //允許全局中斷HSC 1 //執(zhí)行HSC指令 脈沖輸出指令（PLC）檢測為脈沖輸出（）設置的特殊存儲器位，然后激活由特殊存儲器位定義的脈沖操作。操作數(shù)：Q常數(shù)（0或1）數(shù)據(jù)類型：字脈沖輸出范圍：形式如圖41：圖41 程序形式圖S7200的CPU有兩個PTO/PWM發(fā)生器產(chǎn)生高速脈沖串和脈沖寬度可調(diào)的波形。PTO/。，PTO/PWM發(fā)生器控制輸出，在輸出點禁止使用通用功能。映像寄存器的狀態(tài)、輸出強置或立即輸出指令的執(zhí)行都不影響輸出波形。當不使用PTO/PWM發(fā)生器時，輸出由映像寄存器控制。映像寄存器決定輸出波形的初始和結(jié)束狀態(tài)，以高電平或低電平產(chǎn)生波形的起始和結(jié)束。脈沖串（PTO）功能提供方波（50%占空比）輸出，用戶控制周期和脈沖數(shù)。脈沖寬度調(diào)制（PWM）功能提供連續(xù)、變占空比輸出，用戶控制周期和脈沖寬度。每個PTO/PWM發(fā)生器有一個控制字節(jié)，16位無符號的周期時間值和脈寬值各一個，還有一個32位無符號的脈沖計數(shù)值。這些值全部存儲在指定的特殊存儲器中，一旦這引起特殊存儲器的位被置成所示需操作，可通過執(zhí)行脈沖指令（PLC）來調(diào)用這些操作。修改特殊寄存器（SM）區(qū)（包括控制字節(jié)），然后執(zhí)行PLC指令，可以改變PTO或PWM特性。把PTO/PWM控制字節(jié)（）的允許位置為0，并執(zhí)行PLC指令，可以在任何時候禁止PTO或PWM波形的產(chǎn)生。所有的控制字節(jié)、周期、脈沖寬度和脈沖數(shù)的缺省值都是0。PTO提供指定脈沖個數(shù)的方波（50%占空比）脈沖串發(fā)生功能。周期可以用微秒或毫秒為單位指定。周期的范圍是50到65,535微秒，或2到65,535毫秒。如果設定的周期是奇數(shù)，會引起占空比的一些失真。脈沖數(shù)的范圍是：1到4,294,967,295。如果周期時間少于2個時間單位，就把周期缺省地設定為2個時間單位。如果指定脈沖數(shù)為0，就把脈沖數(shù)缺省地設定為1個脈沖。狀態(tài)字節(jié)中