【正文】 作簡單，通用強(qiáng)，價格低的方向發(fā)展，使自動控制的實現(xiàn)越來越容易。曾一度在控制領(lǐng)域占主導(dǎo)位置的繼電器控制系統(tǒng)，存在著控制能力弱，可靠性低的缺點，并且設(shè)備的固定接線控制裝置不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。這就希望在控制成本的前提下，盡可能縮短產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期，以滿足生產(chǎn)的需求，使企業(yè)在激烈的市場競爭中取勝。由于采用大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件的設(shè)計和制造的過程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，使它能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，具有很高的可靠性。目前大多數(shù)PLC均采用梯形圖編程言，沿用了繼電接觸控制的一些圖形符號，直觀清晰，易于掌握。PLC硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活地組態(tài)以適應(yīng)不同的控制對象，控制規(guī)模和控制功能的要求。(4) 縮短設(shè)計、施工、投產(chǎn)的周期，維護(hù)容量。(5) 體積小，易于實現(xiàn)機(jī)電一體化。的結(jié)構(gòu)緊湊，它與被控制對象的硬件連接方式簡單、接線少，便于維護(hù)。系統(tǒng)的軟件開發(fā)者已把工業(yè)控制中所需的獨(dú)立運(yùn)算功能編制成象征性圖形，用戶根據(jù)自己的需要把這些圖形進(jìn)行組合，并填入適當(dāng)?shù)膮?shù)。如西門子公司還采用控制系統(tǒng)流程圖來表示，它沿用二進(jìn)制邏輯元件圖形符號來表達(dá)控制關(guān)系，很直觀易懂。 : 圖形符相當(dāng)于操作碼，規(guī)定了運(yùn)算功能，操作數(shù)由用戶填人，如:K400, T120等。 : PLC的程序結(jié)構(gòu)通常很簡單，典型的為塊式結(jié)構(gòu)，不同塊完成不同的功能，使程序的調(diào)試者對整個程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。 : 無論是匯編程序，還是高級語言程序調(diào)試，都是令編輯人員頭疼的事，而PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件，使用編程器，利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內(nèi)部編輯、調(diào)試、監(jiān)控等，并在軟件支持下，診斷和調(diào)試操作都很簡單。 編程語言的形式 PLC最常用的兩種編程語言，一是梯形圖，二是助記符語言表。采用助記符形式便于實驗，因為它只需要一臺簡易編程器，而不必用昂貴的圖形編程器或計算機(jī)來編程。不管怎么樣，各廠家的編程語言都只能適用于本廠的產(chǎn)品。從本質(zhì)上講，指令只是一些二進(jìn)制代碼，這點PLC與普通的計算機(jī)是完全相同的。常用的助記符語句用英文文字(可用多國文字)的縮寫及數(shù)字代表各相應(yīng)指令。 指令系統(tǒng):一個PLC所具有的指令的全體稱為該P(yáng)LC的指令系統(tǒng)。一般講，功能強(qiáng)、性能好的PLC，其指令系統(tǒng)必然豐富，所能干的事也就多。用戶程序一般由用戶設(shè)計，PLC的廠家或代銷商不提供。 梯形圖:梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達(dá)所使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。內(nèi)部橫豎線把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般總是從裝載(LD)指令開始，必要時再繼以若干個輸入指令 (含LD指令)，以建立邏輯條件。母線是用來連接指令組的。一般講，其順序為:先輸入，后輸出(含其他處理)。先左，后右。反之根據(jù)助記符，也可畫出與其對應(yīng)的梯形圖。如梯形圖的輸出(OUT)指令，對應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令(如LD, AND, OR)對應(yīng)于接點，互鎖指令(IL, ILC)可看成總開關(guān)，等等。有了這個對應(yīng)關(guān)系，用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。(2)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī). 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但聲和振動都很大。它又分為兩相和五相。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。2．步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。4．步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲。在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部機(jī)械構(gòu)造如圖21:圖21 步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部機(jī)械圖三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖22所示:定子、轉(zhuǎn)子是用硅鋼片或其他軟磁材料制成的。 步進(jìn)電動機(jī)用電脈沖對多相定子繞組進(jìn)行輪流控制，利用電磁鐵原理，每來一個電脈沖，電動機(jī)轉(zhuǎn)動一個角度，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移。/Z,其中Z為轉(zhuǎn)子齒數(shù)。當(dāng)A相繞組通電時，因磁通總是沿著磁阻最小的路徑閉合（圖中虛線表示磁力線回路及方向），將迫使轉(zhuǎn)子齒3和定子極A/A’對齊，轉(zhuǎn)子將在空間轉(zhuǎn)過一個角度，如圖23（a）所示。如果繼續(xù)使B相斷電，C相繞組斷電，則齒3和定子C/C’對齊，轉(zhuǎn)子又在空間轉(zhuǎn)過一個角度，如圖23“（c）所示，當(dāng)電動機(jī)通電順序經(jīng)歷了A相→B相→C相→A相一個循環(huán)以后，磁場也旋轉(zhuǎn)過一周，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距角，如此循環(huán)往復(fù)，步進(jìn)電機(jī)便按一定方向連續(xù)轉(zhuǎn)動。從圖24可以看出,當(dāng)改變輸入脈沖的周期時,ABC三相繞組高低電平的寬度將發(fā)生變化,這就導(dǎo)致通電和斷電變化的速率發(fā)生變化,使電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,所以調(diào)節(jié)輸入脈沖的周期就可以控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動速度。當(dāng)按A—C—B—A...,或經(jīng)編程改變輸出脈沖的順序變步進(jìn)電機(jī)繞組的通電順序?qū)崿F(xiàn)23步數(shù)控制步進(jìn)電機(jī)每輸入一個電脈沖就前進(jìn)一步,其的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比。n=△L/δ （21）式中△L為步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量(mm),δ為機(jī)構(gòu)的脈沖當(dāng)量(mm/脈沖).隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的性能也不斷更新和升級。該驅(qū)動器主要驅(qū)動二相和四相電機(jī)，把計算機(jī)控制系統(tǒng)提供的弱電信號放大為步進(jìn)電機(jī)能夠接受的強(qiáng)電流信號，控制統(tǒng)提供給驅(qū)動器的信號主要有以下3路：(1)步進(jìn)脈沖信號CP：這是最重要的一路信號，因為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的原理就是要把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，或者說：驅(qū)動器每接受一個脈沖信號CP，就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角，CP的頻率和步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，CP的脈沖個數(shù)決定了步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度。CP脈沖的寬度一般要求不小于2μs。比如說，此信號為高電平時電機(jī)為順時針旋轉(zhuǎn)，此信號為低電平時電機(jī)則為反方向逆時針旋轉(zhuǎn)。另外，還有一種雙脈沖換向方式：驅(qū)動器接受兩路脈沖信號(一般標(biāo)注為CW和CCW)，當(dāng)其中一路(如CW有脈沖信號時，電機(jī)正向運(yùn)行，當(dāng)另一路(如CCW有脈沖信號時，電機(jī)反向運(yùn)行，SH2H090M型驅(qū)動器就是這種方式。(3)脫機(jī)信號FREE：此信號為選用信號，并不是必須要用的，只在一些特殊情況下使用，此端為低電平有效，這時電機(jī)處于無力矩狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時，此功能無效，電機(jī)可正常運(yùn)行，此功能若不采用，只需將此端懸空即可?？刂菩盘栆? mA≤高電流≤25 mA，25 mA≤低電流≤ mA，由于PLC的控制電源多配置24 V開關(guān)電源,此時可以串接2 kΩ的限流電阻?？删幊绦蚩刂破?PLC)是計算機(jī)技術(shù)與繼電器邏輯控制技術(shù)相結(jié)合的一種新型控制器，具有編程簡單、直觀；使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)和可靠的優(yōu)點。這種控制的優(yōu)點是大大減少系統(tǒng)設(shè)計的工作量，沒有各部分接口信號的匹配問題，提高系統(tǒng)的可靠性。并且，PLC有采用大功率晶體管的輸出端口，能夠滿足步進(jìn)電機(jī)各相繞組數(shù)10 V級脈沖電壓、1 A級脈沖電流的驅(qū)動要求。通常PLC直接控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計時,在PLC和步進(jìn)電機(jī)選型前,需要計算出脈沖當(dāng)量、脈沖頻率上限和最大脈沖數(shù)量3個參數(shù)：脈沖當(dāng)量=(步進(jìn)電機(jī)距角螺距)/(360傳動比)。當(dāng)量最大脈沖數(shù)量=移動距離步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)脈沖當(dāng)量?？?