基于plc的步進(jìn)電機(jī)控制word格式-文庫吧資料
2024-11-25 21:22本頁面
【正文】 件 設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)電機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng) 是要求用 由 PLC 控制器、二相混合式步進(jìn)電機(jī)、細(xì)分驅(qū)動(dòng)器 等器件組成，此外應(yīng)設(shè)計(jì)要求要 利用 上位機(jī) 進(jìn)行 監(jiān)控 ，所以要用到上位機(jī)。 控 制 信 號 三 菱 P L C步 進(jìn)電 機(jī)功 率 放大電 流 檢 測比 較 器比 較 器I 1 . 1I 1 . 5I 1 . 0A / D 轉(zhuǎn) 換器圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路硬件連接框圖 圖中 、 和 為輸入控制信號端 。功率驅(qū)動(dòng)器將控制脈沖按照設(shè)定的模式轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)線圈的電流，產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)磁場，使得轉(zhuǎn)子只能按固定的步數(shù)來改變它的位置。 P L C控 制電 路脈 沖信 號分 配電 路功 率細(xì) 分驅(qū) 動(dòng)電 路步 進(jìn)電 機(jī)I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 5Q 0 . 0Q 0 . 1圖 開環(huán)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)框圖 8 驅(qū)動(dòng)電路由脈沖信號分配和功率細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路組成。 圖 二相圖 步進(jìn)電機(jī) 內(nèi)部 原理圖 驅(qū)動(dòng)器原理 步進(jìn)電機(jī)必須有驅(qū)動(dòng)器和控制器才能正常工作。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與所輸入的電脈沖個(gè)數(shù)成正比；因此，只要簡單地改變輸入脈沖的數(shù)目，就能控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)行角度，從而達(dá)到位置控制的目的。當(dāng)控制系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號經(jīng)功率裝置加到定子繞組中，電機(jī)便會(huì)沿一 定的方向旋轉(zhuǎn)一步。 步進(jìn)電機(jī)是一種將電子數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)的電磁增量運(yùn)動(dòng)器件。如圖 PLC 硬件的基本結(jié)構(gòu)圖所示： 圖 PLC 硬件的基本結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)的 I/O 分配表如下： 編程器 中 央 處 理 單 元 （ CPU） 輸入電路 輸出電路 系 統(tǒng) 程 序 存 儲 區(qū) 用 戶 程 序 存 儲 區(qū) 電源 6 表 1 I/O 分配表 輸入端 輸 出端 輸入設(shè)備 輸入端子 輸出設(shè)備 輸出端子 啟動(dòng)停止按鈕 SB1 X000 電機(jī) A相線圈 Y0 正反選擇按鈕 SB2 X001 電機(jī) B 相線圈 Y1 慢速選擇開關(guān) SA1 X002 方向選擇 Y2 慢速選擇開關(guān) SA2 X003 按鈕 K1 驅(qū)動(dòng)線圈 Y3 定位按鈕 SB3 X004 按鈕 K2 驅(qū)動(dòng)線圈 Y4 運(yùn)行按鈕 SB4 X005 按鈕 K3 驅(qū)動(dòng)線圈 Y5 細(xì)分按鈕 K1 X006 細(xì)分按鈕 K2 X007 細(xì)分按鈕 K2 X010 二相混合式步進(jìn)電機(jī) 工作 原理 二相步進(jìn)電機(jī)有 2 個(gè) 繞組，當(dāng)一個(gè)繞組通電后，其定子磁極產(chǎn)生磁場，將轉(zhuǎn)子吸合到此磁極處。這種計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的 “軟繼電器 ”，與繼電器系統(tǒng)中的物理結(jié)構(gòu)在功能上某些相似之處。通常由中央處理單元（ CPU）、存儲器（ RAM、 ROM）、輸入輸出單元（ I/O）、電源和編程器等幾個(gè)部分組成。但在本實(shí)驗(yàn)中因?yàn)橐蟛皇呛芨?，所以只要采取最簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)，用來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速 、定位 。 閉環(huán)控制的勵(lì)磁延時(shí)設(shè)置隨負(fù)載而變化， 它 能產(chǎn)生 接近最佳的速度曲線和快速的負(fù)載定位?？刂葡到y(tǒng)對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行檢測，并將信號反饋至控制單元，使得系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)發(fā)出的走步命令，只有得到相應(yīng)實(shí)際位置響應(yīng)后，方告完成。在一些運(yùn)行速度范圍寬、負(fù)載大小變化頻繁的場合，步進(jìn)電機(jī)容易失步，而使整個(gè)系統(tǒng)趨于失控。這種開 環(huán)控制形式省去了昂貴的位置傳感器件，只需對輸入指令脈沖信號計(jì)數(shù)，就能知道電機(jī)的位置。 P L C步 進(jìn) 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 器 步 進(jìn) 電 機(jī)圖 步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制框圖 方案二 閉環(huán)控制是不斷直接或間接地檢測轉(zhuǎn)子的位置和速度 ,然后通過反饋和適當(dāng)?shù)奶幚?,自動(dòng)給出脈沖鏈 ,使步進(jìn)電機(jī)每一步都響應(yīng)控制信號的命令 ,從而只要控制策略正確電機(jī)不可能輕易失步 。 3 方案論證與對比 方案一 步進(jìn)電機(jī)的控制方式采用開環(huán)控制方式，即步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸入脈沖不依賴與轉(zhuǎn)子的位置 ,而是事先按一定規(guī)律給定的。 本文中，我們將 對 軟 PLC 進(jìn)行綜述，對采用 PLC 來進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)研究進(jìn)行介紹。 軟件 PLC（ SoftPLC，也稱為軟邏輯 SoftLogic）是一種基于基于 PC 機(jī)開發(fā)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，它具有硬 PLC 在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特點(diǎn)，利用軟件技術(shù)可以將標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè) PC 轉(zhuǎn)換成全功能的 PLC 過程控制器。 可編程邏輯控制器 Programmable logic Controller（通常稱為 PLC）是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有模塊化結(jié)構(gòu)、配置靈活、高速的處理速度、精確的數(shù)據(jù)處 理能力、多種控制功能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和優(yōu)越的性價(jià)比等性能，能充分適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，簡單易懂，操作方便，可靠性高，是目前廣泛應(yīng)用的控制裝置之一， PLC 對步進(jìn)電機(jī)也具有良好的控制能力，利用其高速脈沖輸出功能或運(yùn)動(dòng)控制功能，即可實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制。 步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)和機(jī)電一體化設(shè)備中。通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度 ,從而達(dá)到調(diào)速的目的 。 2 1 引言 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一
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