plc控制步進(jìn)電機(jī)課程設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-07-25 08:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于電脈沖信號(hào)與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角存在的這種線性關(guān)系，使得步進(jìn)電機(jī)在速度控制、。給定一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角，當(dāng)停止的位置確定以后，也就決定了步進(jìn)電機(jī)需要給定的脈沖數(shù)。其工作原理如下：設(shè)A相首先通電，轉(zhuǎn)子齒與定子A、A′對齊。然后在A相繼續(xù)通電的情況下接通B相。這時(shí)定子B、B′極對轉(zhuǎn)子齒4產(chǎn)生磁拉力，使轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，但是A、A′極繼續(xù)拉住齒3，因此，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)到兩個(gè)磁拉力平衡為止。即轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)過了15176。接著A相斷電，B相繼續(xù)通電。這時(shí)轉(zhuǎn)子齒4和定子B、B′極對齊，轉(zhuǎn)子從圖(b)的位置又轉(zhuǎn)過了15176。這樣，如果按A→A、B→B→B、C→C→C、A→A…的順序輪流通電，則轉(zhuǎn)子便順時(shí)針方向一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，步距角15176。電流換接六次，磁場旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)子前進(jìn)了一個(gè)齒距角。如果按A→A、C→C→C、B→B→B、A→A…的順序通電，則電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。圖 23 步進(jìn)電機(jī)通電方式原理圖控制方案：（1）三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有三個(gè)繞組: A、B、C 正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→AB→B→BC→C→CA 反轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→CA→C→BC→B→AB （2）用7個(gè)開關(guān)控制其工作 1開關(guān)控制其運(yùn)行 ( 啟 )。 2開關(guān)控制其運(yùn)行 ( 停 )。 3 號(hào)開關(guān)控制其低速運(yùn)行 (轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 s)。 4 號(hào)開關(guān)控制其中速運(yùn)行 (轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 s)。 5 號(hào)開關(guān)控制其高速運(yùn)行 (轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 s)。 6 號(hào)開關(guān)控制其轉(zhuǎn)向 ( ON 為正轉(zhuǎn) )。 7 號(hào)開關(guān)控制其轉(zhuǎn)向 ( OFF 為反轉(zhuǎn))。2．3 I/O分配步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以最常用的三相六拍通電方式工作，并要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)設(shè)有快速、慢速控制、正反轉(zhuǎn)及單步控制4種控制方式。根據(jù)要求，可選用C28P—CDT—D的PLC進(jìn)行控制并設(shè)計(jì)出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖。圖24 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)PLC控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)圖25 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的PLC控制系統(tǒng)梯形圖2．4系統(tǒng)結(jié)線圖設(shè)計(jì)PLC機(jī)型選擇的基本原則是：在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性價(jià)比最優(yōu)的機(jī)型。通常做法是，在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好的場合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；其他情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC；對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目中，一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求；而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項(xiàng)目中（如要實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或高檔機(jī)（其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等）。本次設(shè)計(jì)選擇的是三菱系列的FX1N系列。圖26 控制系統(tǒng)原理圖，圖26中Y7輸出的脈沖作為步進(jìn)電機(jī)的時(shí)鐘脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生節(jié)拍脈沖，控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)Y7接至PLC的輸入接點(diǎn)X0，并經(jīng)X0送至PLC內(nèi)部的HSC。HSC計(jì)數(shù)Y7的脈沖數(shù)，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí)發(fā)生中斷，使Y7的脈沖頻率切換至下一參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)較準(zhǔn)確的位置控制?？刂葡到y(tǒng)的運(yùn)行程序：第一句是將DT9044和DT9045清零，即為HSC進(jìn)行計(jì)數(shù)做準(zhǔn)備。第二句～第五句是建立參數(shù)表，參數(shù)存放在以DT20為首地址的數(shù)據(jù)寄存器區(qū)。最后一句是啟動(dòng)SPD0指令，執(zhí)行到這句則從DT20開始取出設(shè)定的參數(shù)并完成相應(yīng)的控制要求。由第一句可知第一個(gè)參數(shù)是K0，是PULSE方式的特征值，由此規(guī)定了輸出方式。第二個(gè)參數(shù)是K70，對應(yīng)脈沖頻率為500Hz，于是Y7發(fā)出頻率為500Hz的脈沖。第三個(gè)參數(shù)是K1000，即按此頻率發(fā)1000個(gè)脈沖后則切換到下一個(gè)頻率。而下一個(gè)頻率即最后一個(gè)參數(shù)是K0，所以當(dāng)執(zhí)行到這一步時(shí)脈沖停止，于是電機(jī)停轉(zhuǎn)。故當(dāng)運(yùn)行此程序時(shí)即可使步進(jìn)電機(jī)按照規(guī)定的速度、預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)驅(qū)動(dòng)控制對象，使之達(dá)到預(yù)定位置后自動(dòng)停止。第3章 控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)控制流程圖由PLC控制步進(jìn)電機(jī)的程序流程圖如圖31所示 圖31 步進(jìn)電機(jī)控制流程圖由PLC控制步進(jìn)電機(jī)的程序時(shí)序圖如圖32所示圖32控制電機(jī)的時(shí)序圖 控制程序設(shè)計(jì)思路在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)明確對象的具體 控制要求。由于CPU對程序的串行掃描工作方式,會(huì)造成輸入/輸出的滯后,而由掃描方式引起的滯后時(shí)間,最長可達(dá)兩個(gè)多掃描周期,程序越長,這種滯后越明顯,則制精度就越低。因此,在實(shí)現(xiàn)控制要求的基礎(chǔ)上,應(yīng)使程序盡量簡捷、緊湊。另一方面,同一個(gè)控制對象,根生產(chǎn)的工藝流程的不同,控制要求或控制時(shí)序會(huì)發(fā)生變化,此時(shí),要求程序修改方便、簡單,即要求程序有較好的柔性。以SIMATIC移位指令為步進(jìn)控制的主體進(jìn)行程序設(shè)計(jì),可較好地滿足上述設(shè)計(jì)要求。圖33 步進(jìn)電機(jī)梯形圖控制程序第4章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC與上位監(jiān)控軟件通訊對于上位機(jī)接口軟件的編制，選擇查詢方式來進(jìn)行接收，完成一次傳輸?shù)牟襟E是：執(zhí)行一條輸入指令，讀取FIFO當(dāng)前狀態(tài)，判斷外設(shè)是否處于“準(zhǔn)備就緒”或者“未準(zhǔn)備就緒”狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)行相應(yīng)步驟程序執(zhí)行。上位機(jī)向微處理器發(fā)出中斷請求。PLC微處理器響應(yīng)中斷請求后，接收數(shù)據(jù)。通過使用接收中斷，發(fā)送中斷，發(fā)送指令(XMT)和接收指令(RCV)
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