基于plc和步進(jìn)電機(jī)的水平工作臺(tái)控制-在線瀏覽
2024-08-07 18:51本頁(yè)面
【正文】 來(lái)說(shuō)，電機(jī)的選擇主要看電機(jī)扭矩和額定電流兩方面。對(duì)于某一給定接法的電機(jī)來(lái)說(shuō)，電機(jī)的工作電流越大，輸出轉(zhuǎn)矩越大，電機(jī)發(fā)熱也較嚴(yán)重；驅(qū)動(dòng)器的供電電壓越大，電機(jī)高速扭矩也越大；電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)的扭矩比中低速運(yùn)行時(shí)的扭矩要小。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。脈沖的頻率越高，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，但不能超過(guò)最高頻率，否則電機(jī)的力矩迅速減小，電機(jī)不轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)在構(gòu)造上主要分為三種類型：反應(yīng)式、永磁式和混合式。當(dāng)一個(gè)繞組通電后，其定子磁極產(chǎn)生磁場(chǎng)，將轉(zhuǎn)子吸合到此磁極處?？刂泼}沖每作用一次，通電方向就變化一次，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步，此圖所示只要4個(gè)脈沖，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一圈。通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過(guò)定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。 步進(jìn)電機(jī)的選擇判斷需多大力矩：靜扭矩是選擇步進(jìn)電機(jī)的主要參數(shù)之一。力矩指標(biāo)大時(shí)，電機(jī)外形也大。且在選擇驅(qū)動(dòng)器時(shí)采用較高供電電壓。確定定位精度和振動(dòng)方面的要求情況：判斷是否需細(xì)分，需多少細(xì)分。綜上，本設(shè)計(jì)我選用35mmHB系列步進(jìn)電機(jī)，具體介紹見(jiàn)附錄三。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。在絲杠和螺母上加有弧形螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時(shí)便形成了螺旋管道，滾道內(nèi)裝滿滾珠。按照滾珠的循環(huán)方式，滾珠絲杠螺母副分成內(nèi)循環(huán)方式和外循環(huán)方式。這種方式螺母結(jié)構(gòu)緊湊，定位可靠，剛性好，不易磨損，返回滾道短，不易產(chǎn)生滾珠堵塞，摩擦損失小。外循環(huán)方式是指在循環(huán)過(guò)程中滾珠與絲杠脫離接觸的方式。特點(diǎn)：、摩擦損失小；，低速時(shí)無(wú)爬行；，剛性好；，使用壽命長(zhǎng)；，具有傳動(dòng)的可逆性；，滾珠絲杠和螺母的材料、熱處理和加工要求與滾動(dòng)軸承相同，且螺旋滾道必須磨削，因此制造成本高。利用位移傳感器對(duì)接近物體的敏感特性達(dá)到控制開(kāi)關(guān)通或斷的目的，這就是接近開(kāi)關(guān)。特點(diǎn)有工作可靠、壽命長(zhǎng)、功耗低、復(fù)定位精度高、操作頻率高以及適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等。當(dāng)開(kāi)關(guān)接近某一物體時(shí)，即發(fā)出控制信號(hào)。主要用途：接近開(kāi)關(guān)在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。在安全防盜方面，如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫(kù)等重地，通常都裝有由各種接近開(kāi)關(guān)組成的防盜裝置。金屬物體感應(yīng)頭振蕩器晶體管開(kāi)關(guān)輸出器圖342 接近開(kāi)關(guān)原理框圖 PLC和步進(jìn)電機(jī)典型接線 PUL+ PUL DIR+ DIR ENA+ ENA ERRO故障輸出COM GND +V A+ A B+ B步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 VCC脈沖信號(hào)方向信號(hào)使能信號(hào)控制器直流電源+20V~+40V步進(jìn)電機(jī)圖35 PLC和步進(jìn)電機(jī)接線圖第四章 控制系統(tǒng)的執(zhí)行 元器件的布置圖41 工作臺(tái)控制系統(tǒng)元器件實(shí)物圖根據(jù)各個(gè)元器件的大小及接線順序、接線方便程度，元器件的布置如圖41所示，依次有接線端子，濾波器，開(kāi)關(guān)電源，信捷的PLC和驅(qū)動(dòng)器；中間為走線槽；還有傳感器，絲杠螺母，聯(lián)軸器，步進(jìn)電機(jī)以及信捷觸摸屏。 I/O分配表表42 輸入輸出地址分配表代號(hào)地址說(shuō)明輸入（I）SQ1X1左限位SQ2X2原點(diǎn)SQ3X5右限位SB1X10暫停SB2X11停止SB3X12啟動(dòng)輸出（O）Y0脈沖輸出地址Y2脈沖輸出方向 PLC控制程序SQ1SB1 外部接線圖步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器SQ2SB3SB2SB1SQ3脈沖輸出方向左極限原 點(diǎn)右極限暫 停停 止啟 動(dòng)X1X2X5X10 Y0X11 Y2X12COM COM脈沖輸出地址24V0VPUL+PULDIR+DIRXINJE PLC XC3圖431 外部接線圖 控制流程圖YN開(kāi)始上電回原點(diǎn)設(shè)定循環(huán)次數(shù)n裝料延時(shí)3S，向工位1運(yùn)料到達(dá)工位1，卸料延時(shí)5S返回原點(diǎn)裝料延時(shí)5S，向工位2運(yùn)料到達(dá)工位2，卸料延時(shí)5S停止循環(huán)次數(shù)n=n1返回原點(diǎn)n=0圖432 控制流程圖 程序梯形圖 B/TH765N/MT/UT觸摸屏（具體見(jiàn)附錄五）圖441 觸摸屏畫(huà)面顯示圖 觸摸屏控件地址分配表操作控件控件地址觸摸屏?xí)和０粹oX10觸摸屏停止按鈕X11觸摸屏啟動(dòng)按鈕X12循環(huán)次數(shù)輸入按鈕M32定時(shí)時(shí)間顯示D10相對(duì)原點(diǎn)位置顯示D21工作臺(tái)速度顯示D100循環(huán)次數(shù)設(shè)定顯示D2當(dāng)前循環(huán)次數(shù)顯示D3循環(huán)次數(shù)清零M23回原點(diǎn)指示燈M0原點(diǎn)裝料指示燈M1向工位1運(yùn)料指示燈M2工位1卸料指示燈M3從工位1回原點(diǎn)指示燈M4原點(diǎn)裝料指示燈M5向工位2運(yùn)料指示燈M6工位2卸料指示燈M7從工位2回原點(diǎn)指示燈M8 調(diào)試本課題絲杠的絲距是3mm，所以一個(gè)脈沖，工作臺(tái)的位移量是15181。因此已經(jīng)在PLC中輸入了正確的程序，所以調(diào)試起來(lái)一切如預(yù)期一致，成功地實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)的位移控制，順利完成了此次調(diào)試。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)寫(xiě)作過(guò)程難以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)。3月初，在與導(dǎo)師的交流討論中我的題目定了下來(lái)，是：信捷PLC和步進(jìn)電機(jī)對(duì)水平工作臺(tái)控制。4月初，資料已經(jīng)查找完畢了，我開(kāi)始著手論文的寫(xiě)作。在大家的幫助下，疑問(wèn)一個(gè)個(gè)地解決，論文也慢慢成型。4月底開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)圖形的繪制工作和電路的設(shè)計(jì)工作。這次畢業(yè)論文的制作過(guò)程是我的再一次學(xué)習(xí)，再提高的過(guò)程。并且我在資料的收集過(guò)程中，了解了很多步進(jìn)電機(jī)、信捷PLC方面的知識(shí)，讓我對(duì)我所學(xué)過(guò)的知識(shí)有所鞏固和提高。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實(shí)自己，爭(zhēng)取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。我認(rèn)為這是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，也將會(huì)對(duì)我未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—─王洋老師，她對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。在此向幫助和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師表示最中心的感謝！ 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者?！ 「兄x我的同學(xué)和朋友，在我寫(xiě)論文的過(guò)程中給予我了很多疑問(wèn)素
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