【正文】 接地電阻都需要在規(guī)定的范圍內(nèi)，對于PLC組成的控制系統(tǒng)一般應(yīng)小于4Ω，而且要有足夠的機械強度，事前都需要進行防腐處理。 一般以上接地方法的控制原則是：保護地和工作地不能混用，這是由于在每一段電源保護地線的兩點間會有數(shù)毫伏，甚至幾伏的電位差，這對低電平信號電路來說是一個非常嚴重的干擾。 。 PLC控制系統(tǒng)的接地方法1. 由于PLC機柜和操作臺、配電柜等用電設(shè)備的金屬外殼及控制設(shè)備正常不帶電的金屬部分，由于各種原因（如腐蝕、絕緣破損等）而有可能帶危險電壓，所以應(yīng)該進行保護接地，低于36V供電的設(shè)備，無特殊要求可不做接地保護。在一個實際的控制系統(tǒng)中 ,要根據(jù)負載的情況來選擇步進電機。根據(jù)實際的工作情況計算出相應(yīng)的脈沖頻率,繼而計算出定時中斷的設(shè)定值,建立控制常數(shù)表。整個系統(tǒng) 具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、可靠 圖41 傳動方案性高、使用方便、通用性強等特點。應(yīng)注意,PLC要選用晶體管輸出型的,繼電器輸出型的實際輸出頻率很有限,不能滿足控制要求。但由于 PLC的掃描周期一般為幾毫秒到幾十毫秒,相應(yīng)的頻率只能達到幾百赫茲,因此,受到 PLC工作方式的限制及其掃描周期的影響 ,步進電機不能在高頻下工作,無法實現(xiàn)高速控制。因此，可以通過 PLC 輸出的方向控制信號改變硬件環(huán)行分配器的輸出順序，或經(jīng)編程改變輸出脈沖的順序來改變步進電機繞組的通電順序?qū)崿F(xiàn)。因此，可以根據(jù)該工序要求的進給速度，確定其 PLC 輸出的脈沖頻率： f=Vf / 60d (Hz) （2）式中： Vf 為伺服機構(gòu)的進給速度（mm/min）。而步進電機的總轉(zhuǎn)角正比于所輸入的控制脈沖個數(shù)，因此可以根據(jù)伺服機構(gòu)的位移量確定 PLC 輸出的脈沖個數(shù)： n= DL/d （1）式中： DL 為伺服機構(gòu)的位移量（mm）；d為伺服機構(gòu)的脈沖當(dāng)量（mm/脈沖）。第四章 總體方案設(shè)計 行程控制一般液壓滑臺和機械滑臺的行程控制是利用位置或壓力傳感器 （行程開關(guān)/死擋鐵）來實現(xiàn)；而數(shù)控滑臺的行程則采用數(shù)字控制來實現(xiàn)。當(dāng)步進電機再改為四相雙四拍運行時，其通電方式為AB→BC→CD→DA→AB…，步距角與四相單四拍時一樣，為1/4齒距角，即 。其四相繞組的波形圖如圖33所示。如果要使電動機反轉(zhuǎn)，只要改變通電順序，即按A→D→C→B→A…順序循環(huán)通電。其采用三種運行方式，分別為“四相單四拍”、“四相單雙八拍”和“四相雙四拍”。本設(shè)計中所用的是四相反應(yīng)式步進電動機，其工作原理上述已經(jīng)說清楚。既然每個控制脈沖使步進電機轉(zhuǎn)過一個，電機實際角位移應(yīng)為： 式中N’——控制脈沖的個數(shù)。由此可見，步進電機的步距角由轉(zhuǎn)子齒數(shù)、定子相數(shù)m和通電方式所決定，即：（23）式中 C為狀態(tài)系數(shù)，采用單雙通電方式時C=2,采用單或雙通電方式時C=1。如果運行方式改為四相八拍，通電方式為A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A…，即單相通電和兩相通電相間時，步距角為四相四拍運行時的一半，即。每換接一次繞組，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過1/4齒距角。這時，AA’和CC’極下的齒與轉(zhuǎn)子齒又錯開。這時，各相磁極的定子齒與轉(zhuǎn)子齒的相對位置如圖32所示。當(dāng)A相控制繞組通電時，產(chǎn)生了沿AA’極軸方向的磁通，由于磁通力圖通過磁阻最小路徑，使轉(zhuǎn)子的作用而轉(zhuǎn)動，直到轉(zhuǎn)子磁軸線和定子磁極AA’上的磁軸線對齊為止。定子一個極距所對的轉(zhuǎn)子小齒數(shù)為：（22）式中 m為相數(shù)。定義每個小齒所占有的角度為齒距角： (21）式中 為齒距角。轉(zhuǎn)子也是由硅鋼片疊成的，若干小齒（本例為50個）在圓周上均勻分布，但轉(zhuǎn)子上沒有繞組。定子鐵心由硅鋼片疊成，定子上有8個均勻分布的磁極，每個磁極上又有若干小齒（本例為5個）。 應(yīng)用領(lǐng)域：反應(yīng)式步進電機主要應(yīng)用于計算機外部設(shè)備、攝影系統(tǒng)、光電組合裝置、圖3四相反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)閥門控制、銀行終端、數(shù)控機床、自動繞線機、電子鐘表及醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域中。電機的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系。 反應(yīng)式步進電機反應(yīng)式步進電機，是一種傳統(tǒng)的步進電機，由磁性轉(zhuǎn)子鐵芯通過與由定子產(chǎn)生的脈沖電磁場相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。注細分的狀態(tài)下驅(qū)動該電機，電機每運行一微步，且電流是以正弦曲線規(guī)律變化，這樣就大大的改善了電機的振動和噪音，因此，在性能上的優(yōu)點才是細分的真正優(yōu)點。但在國內(nèi)，廣大用戶對“細分”還不是特別了解，有的只是認為，細分是為了提高精度，其實不然，細分主要是改善電機的運行性能，現(xiàn)說明如下：步進電機的細分控制是由驅(qū)動器精確控制步進電機的相電流來實現(xiàn)的，以二相電機為例，假如電機的額定相電流為3A，如果使用常規(guī)驅(qū)動器（如常用的恒流斬波方式）驅(qū)動該電機，電機每運行一步，其繞組內(nèi)的電流將從0突變?yōu)?A或從3A突變到0，相電流的巨大變化，必然會引起電機運行的振動和噪音。 步進電機驅(qū)動器的細分原理及一些相關(guān)說明在國外，對于步進系統(tǒng)，主要采用二相混合式步進電機及相應(yīng)的細分驅(qū)動器。驅(qū)動電源的選擇對步進電動機控制系統(tǒng)的運行影響極大。再檢查驅(qū)動電源輸出波形是否正常，在處理問題時，不應(yīng)隨意變換元件。電機不應(yīng)在振動區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。如果電機工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)要求較快，那么電壓取值混合式步進電機驅(qū)動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍，電源電壓通常根據(jù)電機～。如果采用線性電源（環(huán)行變壓器），電源電流一般可取I⒉電流的確定如果電機工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)要求較快，那么電壓取值也高，但注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅(qū)動器?；旌鲜讲竭M電機驅(qū)動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍（比如ASD545R的供電這類電機綜合了反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點，步距角小，出力大，動態(tài)性能好，是性能較好的一類步進電動機，在計算機相關(guān)的設(shè)備中多用此類電機。⒊混合步進電動機（HB）。用轉(zhuǎn)子和定子之間的吸引和排斥力產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。⒉永磁式步進電動機（PM）。采用高導(dǎo)磁材料構(gòu)成齒狀轉(zhuǎn)子和定子，其結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，步距角可以做的相當(dāng)小，但動態(tài)性能相對較差。 步進電機的分類步進電機的結(jié)構(gòu)形式和分類方法較多。 1速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得大轉(zhuǎn)矩。同時，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。1步進電機的角位移與輸人脈沖數(shù)嚴格成正比，電機運轉(zhuǎn)一周后沒有累積誤差，具有良好的跟隨性。不宜用作高速轉(zhuǎn)動在體積重量方面沒有優(yōu)勢，能源利用率低。根椐給定的脈沖周期，能夠以任意速度轉(zhuǎn)動。不需要保養(yǎng)，故造價較低。與微機的連接、速度控制及驅(qū)動電路的設(shè)計較簡單。自從20世紀80年代以來開始開發(fā)出專用的驅(qū)動電路，今天在磁盤、打印機等的OA裝置的位置控制中，步進電機都是重要的組成部分。而通常的通電方式為三相六拍，其通電順序為A→AB→B→BC→C→CA→A…及A→AC→C→CB→B→BA→A…，相應(yīng)地，定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15度。若A相斷電，B相通電，由于磁力的作用，轉(zhuǎn)子的齒與定子BB上的齒對齊，轉(zhuǎn)子沿順時針方向轉(zhuǎn)過，如果控制線路按A→B→C→A…的順序控制步進電動機繞組的通斷電，步進電動機的轉(zhuǎn)子便不停地做順時針轉(zhuǎn)動。 步進電動機的工作原理實際上是和電磁鐵的作用原理一樣。當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步步運行的。步進電機具有較好的控制性能，其啟動、停車、反轉(zhuǎn)及其它任何運行方式的改變都可在少數(shù)脈沖內(nèi)完成，并且可獲得較高的控制精度，因而廣泛應(yīng)用在數(shù)控機床、數(shù)字系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)及航天工業(yè)裝置中。步進電機的輸出位移量與輸人脈沖個數(shù)成正比，其速度與單位時間內(nèi)輸人的脈沖數(shù)(即脈沖頻率)成正比，其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到各相繞組的相序有關(guān)。整個程序完全按動作順序直接編程，非常直觀簡便，思路很清楚，很合適順序控制場合。在順序功能圖中可以用其它語言嵌套編程，轉(zhuǎn)換、路徑和步是順序功能圖的三種主要元素。他將一個完整的程序分成若干段，各階段具有不同的動作，階段之間有一定的轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換條件滿足就實現(xiàn)階段轉(zhuǎn)移，上一階段動作結(jié)束，下一階段動作開始。每一條語句指令都包含操作數(shù)和操作碼兩部分，操作數(shù)一般由標(biāo)識符和地址碼組成。語句表表達式與梯形圖有對應(yīng)關(guān)系，由指令組成的程序叫指令程序。⑹梯形圖中的觸點可以任意串聯(lián)、并聯(lián)，但輸出線圈不能串聯(lián)，只能并聯(lián)。⑸觸點因花在水平線上，不能花在垂直分支上，被畫在垂直分支上的觸點，很難正確識別它和其他觸點的關(guān)系，也難以判斷通過觸點對輸出線圈的控制方向。在幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)該將觸點最多的回路放在梯形圖的最左面。⑶梯形圖中的輸入觸點只受外部信號控制，而不能有內(nèi)部繼電器的線圈將其接通或斷開，及線圈不能直接和做母線相連，所以在梯形圖中不會出現(xiàn)“輸入繼電器的線圈”。⒊梯形圖設(shè)計規(guī)則⑴由于梯形圖中的線圈和觸點均為“軟繼電器”，因此同一標(biāo)號的觸點可反復(fù)使用，這也是PLC區(qū)別于傳統(tǒng)控制的一大優(yōu)點。但是對于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。⑺梯形圖中用戶的邏輯運算結(jié)果馬上可為后面用戶程序的邏輯運算所運用。邏輯運算按照梯形圖從左至右、從上至下的原則進行。輸出線圈只對應(yīng)輸出映像區(qū)的相應(yīng)位，不能用該編程元件直接驅(qū)動現(xiàn)場機構(gòu)。因此，在應(yīng)用時，需與原繼電器邏輯控制技術(shù)的概念區(qū)別。對于PLC來說，其內(nèi)部的繼電器并不是實際存在的繼電器，而是指軟件中的編程元件。⑷梯形圖格式中繼電器和物理繼電器是不同的。能流只能從左往右。梯形圖有以下8個特點：⑴PLC梯形圖和電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有對應(yīng)性和直觀性，并與傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制技術(shù)相一致。通常每個支路可容納11個編程元素，最右邊的元素必須是輸出元素。梯形圖的格式一般有如下一些要求：每個梯形圖網(wǎng)絡(luò)由多個梯級構(gòu)成。PLC梯形圖使用的內(nèi)部輔助繼電器、計數(shù)/定時器等，都是有軟件實現(xiàn)的，它的最大優(yōu)點是使用方便、形象、直觀、實用和修改靈活。其中每個梯級是一個因果關(guān)系。它采用梯形圖的圖形符號來描述程序設(shè)計，是PLC程序設(shè)計中最常用的一種設(shè)計語言。而且對于PLC內(nèi)部，如果存儲單元狀態(tài)為“1”則表示梯形圖中對應(yīng)軟繼電器的通電，常開觸點接通，常閉觸點斷開，在繼電器控制系統(tǒng)的接線中，觸點數(shù)量有限，而PLC內(nèi)部軟觸點的數(shù)量和使用次數(shù)沒限制，用戶可根據(jù)具體要求在梯形圖中多次使用同一觸點。PLC梯形圖中的一些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器等，但是他們不是真實的物理繼電器，而是一些存儲單元，每個軟繼電器的觸點與PLC存儲器中映像存儲器的一個存儲單元相對應(yīng)，所以這些觸點稱為軟觸點。通常梯形圖中母線有左右兩條。梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線。能流只能從左往右流動，層次改變只能從上往下。認為電流按照從左往右的方向流動，這一方向與執(zhí)行用戶順序時的邏輯運算關(guān)系是一致的。⒈梯形圖編程的基本概念⑴能流。線圈通常代表邏輯輸出結(jié)果和輸出標(biāo)志位。 梯形圖梯形圖是目前為止使用最多的圖形編程語言，梯形圖和繼電器控制系統(tǒng)的電路圖相似，梯形圖常被稱為電路或者程序，梯形圖的設(shè)計稱為編程。為了適應(yīng)工人的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常PLC不采用計算機編程語言，而采用面向控制工程、面向問題的“自然語言”編程。 PLC的結(jié)構(gòu)在硬件結(jié)構(gòu)上PLC可以分為整體式固定I/O型、模塊式PLC、基本單元加擴展型分布式PLC和集成式PLC五種結(jié)構(gòu)形式。⒊網(wǎng)絡(luò)與通信功能PLC早期的通信一般局限于PLC與外圍設(shè)備（編程器或變成計算機等）間的簡單串行口通信?？焖夙憫?yīng)模塊將輸入量的變化較快的反映到輸出量上。位置控制模塊一般以位置給定的指令脈沖形式輸出，指令脈沖再通過伺服驅(qū)動器或步進驅(qū)動器、驅(qū)動伺服電動機或步進電動機帶動進給傳動系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)位置控制高速處理功能一般通過PLC的特殊應(yīng)用指令和高速處理模塊，如高速計數(shù)、快速響應(yīng)模塊等實現(xiàn)，PLC通過高速處理命令的寫入與狀態(tài)的讀取，對高速變化的速度、流量、位置等值進行處理控制。在PLC中，通過特殊的功能模塊與功能指令，可以對過程中的溫度、壓力、速度、流量、電流、電壓、位移等連續(xù)變化的物理量進行采樣，并通過必要的運算實現(xiàn)閉環(huán)自動調(diào)節(jié)，必要時也可以對這些物理量進行各種形式的顯示。這些特殊控制功能的實現(xiàn)一般需要PLC的特殊功能模塊完成。此外，邏輯控制中常用的數(shù)據(jù)比較與處理、代碼轉(zhuǎn)換等，也是PLC常用的基本功能。本質(zhì)上，它以計算機“位”運算位基礎(chǔ)，按照程序的要求，通過對來自設(shè)備外圍的按鈕、接觸器觸電、行程開關(guān)等開關(guān)量信號進行邏輯運算處理，并控制外圍指示燈、接觸器線圈、電磁閥的通斷。雖然不同類型PLC的性能，價格有差異，但其主要功能是相近的。而在工業(yè)控制方面，PLC還具有計算機控制或繼電器控制所無法比擬的特點。 PLC的特點與功能 PLC的特點PLC技術(shù)的迅猛發(fā)展，除了得益于工業(yè)的需求外，主要還是由于它具有許多獨特的特點。向大容量、高速度、高性能方面發(fā)展。微型化、網(wǎng)絡(luò)化、開放性是PLC未來發(fā)展的主要方向。PLC的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為以下四個方面。⑵PLC的發(fā)展趨勢從世界上第一臺PLC誕生至今，PLC技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。PLC已經(jīng)真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理和聯(lián)網(wǎng)通信等功能的多功能控制器。一方面，PLC在不斷提高CPU運算位數(shù)、速率的同時，開發(fā)了適用于運動控制、過程控制的特殊模塊，使PLC的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領(lǐng)域。2000至今，PLC功能開發(fā)與網(wǎng)絡(luò)化階段。PLC的應(yīng)用范圍由單一的順序控制向現(xiàn)場控制拓展。在這一階段，隨著工業(yè)電氣自動化程度的提高和微電子技術(shù)的進步，PLC的功能日益增強，PL由單CPU轉(zhuǎn)向多CPU，16位和32位微處理器被大量應(yīng)用于PLC中，使其運算速度、圖像顯示和數(shù)據(jù)處理功能都大大增強。在本階段三菱公司以最早的F系列PLC產(chǎn)品為主，包括了小、中、大型各規(guī)格產(chǎn)品。各個PLC生產(chǎn)單位產(chǎn)品的規(guī)模、品種開始系列化，并且形成了固定的模塊化結(jié)構(gòu)型、I/O端子型、基本單元加擴展模塊型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模式。1980—1990年，P