步进电机的PLC控制系统设计方案
- 格式:doc
- 大小:107.00 KB
- 文档页数:15
摘要步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表,使用PLC可编程控制器实现步进电动机驱动,可使步进电动机的抗干扰能力强,可靠性高,同时,由于实现了模块化结构,是系统结构十分灵活,而且编程语言简短易学,便于掌握,可以进行在线修改,柔性好,体积小,维修方便。
本设计是利用PLC做进电动机的控制核心,用按钮开关的通断来实现对步进电机正,反转控制,而且正,反转切换无须经过停车步骤。
其次可以通过对按钮的控制来实现对高,低速度的控制。
充分发挥PLC的功能,最大限度地满足被控对象的控制要求,是设计PLC 控制系统的首要前提,这也是设计最重要的一条原则。
本设计更加便于实现对步进电机的制动化控制。
其主要内容如下:1了解PLC控制步进电机的工作原理2掌握PLC的硬件构成,完成硬件选型3设计PLC的控制系统4用STEP 7完成PLC的编程关键词:步进电机;PLC控制;电机正反转;高低速控制AbstractStepper motor has a quick starts and stops, precision stepping and positioning features, commonly used for industrial process control and instrumentation, PLC programmable controller stepper motor drive can stepper motor anti-interference ability, high reliability, at the same time, due to the modular structure, the system structure is very flexible, and programming languages brief to learn, easy to master, can be modified online, good flexibility, small size, easy maintenance.This design is the use of PLC built into the core of the motor control button to switch on and off to the stepper motor is the reverse control, and positive, reverse switch without having to go through the parking step. Followed by the button control to achieve the high and low speed control. Give full play to the functions of PLC as possible to meet the control requirements of the controlled object is the most important prerequisite for the design PLC control system, which is designed to the most important principle. This design is easier to achieve braking control of the stepper motor. Its main contents are as follows:An understanding of PLC control the working principle of the stepper motor2 grasp the PLC hardware structure, the completion hardware selection3 Design of PLC control system4 complete PLC programming with STEP 7Key words: Stepper motor; PLC control; motor reversing; high and low speed control目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 PLC步进驱动控制系统研究和意义 (1)1.2 国内外PLC的发展 (1)1.3 国内外步进电机的发展概况 (2)1.4 PLC步进驱动控制系统主要研究工作 (3)2 步进电机及PLC简介 (4)2.1 步进电机简介 (4)2.1.1步进电机的分类 (4)2.1.2步进电机的基本参数 (4)2.1.3步进电机的特点 (5)2.2 步进电机在工业中的应用 (5)2.3 PLC的特点 (6)2.4 PLC技术在步进电机控制中的应用 (6)3 PLC控制步进电机工作方式的选择 (8)3.1 常见的步进电机的工作方式 (8)3.2 步进电机控制原理 (8)3.2.1控制步进电机换向顺序 (8)3.2.2控制步进电机的转向 (8)3.2.3控制步进电机的速度 (8)3.3 PLC控制步进电机的方法 (9)3.4 PLC控制步进电机的设计思路 (10)4 S7-200PLC控制步进电机硬件设计 (12)4.1 S7-200PLC的介绍 (12)4.1.1硬件系统 (12)4.1.2软元件 (13)4.2 步进电机的选择 (14)4.3 步进电机驱动电路设计 (15)4.3.1驱动器的选择 (15)4.3.2步进电机驱动电路 (16)4.3.3驱动电路接口 (16)4.3.4电气原理图 (17)4.4 PLC驱动步进电机 (17)5 S7-200PLC控制步进电机软件设计 (19)5.1 STEP7-MICRO/WIN32概述 (19)5.1.1基本功能 (19)5.1.2运动控制 (19)5.1.3创建调制解调模块程序 (19)5.2 程序的编写 (21)5.3 梯形图程序设计 (22)5.3.1CPU的选择 (22)5.3.2输入输出编址 (22)5.3.3状态真值表 (22)5.4 梯形图程序 (23)6 总结 (30)6.1 全文总结 (30)6.2 不足之处及展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)基于S7-200PLC步进电机调速控制—步进驱动控制系统设计1绪论1.1 PLC步进驱动控制系统研究和意义基于步进电动机良好的控制和准确定位特性,被广泛应用在精确定位方面,诸如数控机床、喷绘机、工业控制系统、自动控制计算装置、自动记录仪表等自动控制领域。
PLC实现步进电机的正反转及调整控制PLC是专门用于控制工程自动化系统的一种可编程逻辑控制器,其可以通过编程来实现对各种电气设备的控制。
在实际工程中,步进电机广泛应用于自动化设备中,如数控机床、包装机械、印刷设备等。
步进电机具有分辨率高、精度高、响应速度快等优点,因此被广泛应用于各种自动化控制系统中。
在PLC实现步进电机的正反转及调整控制中,需要考虑以下几个方面:1.步进电机驱动模块选型:步进电机需要配合驱动模块进行控制,通常采用的是脉冲信号驱动方式。
在PLC控制系统中,可以选择适合的驱动模块,如常见的2相、4相步进电机驱动模块。
2.步进电机控制程序设计:通过PLC软件编程,编写程序实现步进电机的正转、反转及调整控制功能。
在程序设计中,需要考虑步进电机的控制方式、驱动模块的接口信号、脉冲信号的频率等参数。
3.步进电机正反转控制:在程序设计中,通过PLC输出脉冲信号控制步进电机的正反转运动。
具体步骤包括设置脉冲信号的频率和方向,控制步进电机按设定的脉冲信号实现正反转运动。
4.步进电机调整控制:步进电机的位置调整控制通常通过调整脉冲信号的频率和数目来实现。
通过PLC编程,实现步进电机的位置调整功能,从而实现对步进电机位置的精准控制。
5.总体控制设计:在PLC控制系统中,可以将步进电机的正反转及调整控制与其它控制功能相结合,实现对整个自动化系统的精确控制。
通过PLC编程,可以灵活设计多种控制逻辑,满足不同工程项目的需求。
综上所述,通过PLC实现步进电机的正反转及调整控制主要涉及步进电机驱动模块选型、控制程序设计、正反转控制、调整控制和总体控制设计等方面。
通过精心设计和编程,可以实现对步进电机的精确控制,满足各种自动化控制系统的要求。
PLC技术的应用将有助于提高自动化生产设备的生产效率和稳定性,推动工业自动化技术的发展。
步进电机控制PLC课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解步进电机的原理、结构和应用场景;2. 学生能掌握PLC在步进电机控制中的编程方法和技巧;3. 学生了解步进电机与PLC接口的硬件连接和调试方法;4. 学生掌握步进电机速度、位置和加速度等参数的调整方法。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并实现简单的步进电机控制程序;2. 学生具备调试和优化步进电机控制系统的能力;3. 学生能够结合实际需求,选择合适的PLC和步进电机进行项目设计。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣,激发学生学习热情;2. 培养学生团队协作、沟通表达的能力,提高学生的综合素质;3. 培养学生严谨、务实的科学态度,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在让学生在实际操作中掌握步进电机控制技术。
学生特点:学生具备一定的电气基础和PLC编程知识,对步进电机控制有一定了解。
教学要求:结合实际案例,以任务驱动的方式进行教学,注重培养学生的动手能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生能够将理论知识应用于实际项目中,提高学生的综合应用能力。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构- 步进电机的分类、工作原理- 步进电机的结构特点及参数2. PLC在步进电机控制中的应用- PLC与步进电机的连接方式- 步进电机控制程序编写方法- PLC编程软件的使用3. 步进电机控制系统的设计与实现- 系统硬件设计:PLC选型、步进电机选型、接口电路设计- 系统软件设计:步进电机控制算法、PLC程序设计4. 步进电机控制系统的调试与优化- 系统调试方法与步骤- 常见问题及解决方法- 系统性能优化策略5. 实践项目案例分析- 案例一:简易步进电机控制系统设计- 案例二:复杂步进电机控制系统设计教学内容安排与进度:第一周:步进电机原理与结构第二周:PLC在步进电机控制中的应用第三周:步进电机控制系统的设计与实现第四周:步进电机控制系统的调试与优化第五周:实践项目案例分析及讨论教材章节关联:本教学内容与教材中“第三章 步进电机控制技术”和“第四章 PLC控制技术”相关章节紧密关联。
基于PLC的步进电机控制系统设计机械电子专业 XXX指导教师 XXX摘要:以德国西门子公司小型可编程逻辑控制器S7—200为中央处理单元,以步进电机作为控制对象。
介绍了PLC的概念原理以与控制的优点,步进电机的概念与工作原理,现状以与发展方向。
PLC 与步进电动机一起结合起来有很高的研究价值与意义。
本文在介绍步进电机控制特点的基础上,重点研究了步进电机的控制策略。
设计了控制系统的硬件方案,并编写了相应的控制流程,测试了实际控制效果,并提出相应的整改措施,达到更加合理高效的目标。
对于使用步进驱动器的步进控制系统,控制器对步进电机的控制关键在于控制脉冲信号的产生。
介绍了使用该控制器产生控制脉冲信号的多种不同实现方法,进而实现对步进电机不同控制方法。
关键词:可编程逻辑控制器;步进电机;控制策略;控制流程The Research Of Stepper Control Method Motor Based OnPLC Student majoring inMachinery and electronics specialtyXXXTutorXXXAbstract:With small Germany Siemens S7-200 programmable logic controller of the central processing unit, with stepping motor as control object. This paper introduces the concept of PLC principle and advantage of the control, the concept and working principle of stepper motor, the current situation and development direction. PLC combined with stepper motor has a high research value and significance. In this paper, based on the introduction to the characteristics of the stepper motor control, step motor control strategies are researched. Design the hardware of the control system scheme, and write the corresponding control process, test the actual control effect, and puts forward the corresponding rectification measures, achieve more reasonable and efficient. For using stepper drive stepper control system, the controller of stepper motor control is the key to control the generation of pulse signal. This paper introduces the control using the controller a variety of different implementation methods of the pulse signal, then the method to realize different control the stepper motor.1 / 23Keywords:Programmable logic controller; Stepping motor; The control strategy; Control the process引言伴随着经济的快速发展,科技的日新月异,产品更新换代周期缩短,生产效率有了更高的要求,特别是计算机技术的广泛的推广和普与,信息产业发挥了它无与伦比的优越性和高效性,其中可编程逻辑器件就有了更多的用武之地。
PLC高速脉冲输出控制步进电机1. 背景介绍步进电机是一种常见的电动机类型,它具有精准的位置控制和高速运动的特点。
在很多工业自动化应用中,步进电机常常需要与PLC(可编程逻辑控制器)配合使用,以实现精准的位置控制和高速脉冲输出。
本文档将介绍如何通过PLC实现高速脉冲输出控制步进电机的方法和步骤。
2. 所需材料在开始之前,我们需要准备以下材料:•PLC控制器•步进电机驱动器•步进电机•连接线•电源请确保以上材料齐全并符合各自的规格要求。
3. PLC高速脉冲输出控制步进电机的步骤步骤一:连接电源和PLC控制器首先,将电源连接到PLC控制器上。
确保电源的电压和PLC控制器的额定电压匹配。
然后将PLC控制器的电源线连接到电源上,并确保连接牢固。
步骤二:连接步进电机驱动器和PLC控制器将步进电机驱动器的电源线连接到电源上,并确保连接牢固。
然后,将步进电机驱动器的控制线连接到PLC控制器上,确保连接正确。
步骤三:连接步进电机和步进电机驱动器将步进电机的线束连接到步进电机驱动器上,确保连接正确。
根据步进电机的规格要求,选择正确的接线方法。
步骤四:PLC编程在PLC编程软件中进行编程,以实现高速脉冲输出控制步进电机。
以下是一个简单的PLC编程示例:BEGINVARmotor_output: BOOL := FALSE; -- 步进电机控制信号pulse_delay: TIME := T#10MS; -- 脉冲延迟时间,控制步进电机的速度END_VAR-- 主程序WHILE TRUE DO-- 输出一个脉冲信号控制步进电机运动motor_output := NOT motor_output;DELAY pulse_delay; -- 延迟一段时间,控制步进电机的速度END_WHILE;END;以上的PLC程序实现了一个简单的高速脉冲输出控制步进电机的功能。
在主程序中,通过循环不断地输出一个脉冲信号来控制步进电机的运动,同时通过调整延迟时间来控制步进电机的速度。
多台步进电机的PLC控制目录1 引言(主要写课题设计的目的、设计内容及要实现的目标)2 系统总体方案设计2.1 步进电机的选型及特点2.2 步进电机驱动器选型及特点2.3 PLC选型及特点2.4 其它硬件选型(传感器等)2.5 系统组成框图2.6 I/O分配表2.7 系统接线图设计2.8 系统可靠性设计3 控制系统设计3.1 控制程序流程图设计3.2 控制程序时序图设计3.3 控制程序设计思路3.4 创新设计内容4 总结与展望5 参考文献6附录:带功能注释的梯形图源程序多台步进电机加减速控制的PLC控制1.1引言步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
步进电机作为执行元件,是电气自动化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。
目前,比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。
但采用单片机控制,不仅要设计复杂的控制程序和I/O接口电路,实现比较麻烦。
基于PLC控制的步进电动机具有设计简单,实现方便,参数设计置灵活等优点。
步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中,如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。
矩角特性是步进电机运行时一个很重要的参数,矩角特性好,步进电机启动转矩就大,运行不易失步。
改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现1.2设计任务本系统由“步进电机(4台)、步进电机驱动器(4件)、传感器、继电器、指示灯、按钮、接线端子”等组成。
采用PLC进行控制,实现对4台电机的启停、转速、转向、定位的控制等功能。
P L C控制步进电机的应用案例1利用P L S Y指令任务:利用PLC作为上位机,控制步进电动机按一定的角度旋转;控制要求:利用PLC控制步进电机顺时针2周,停5秒,逆时针转1周,停2秒,如此循环进行,按下停止按钮,电机马上停止电机的轴锁住;1、系统接线PLC控制旋转步进驱动器,系统选择内部连接方式;2、I/O分配X26——启动按钮,X27——停止按钮;Y1——脉冲输出,Y3——控制方向;3、细分设置在没有设置细分时,歩距角是,也即是200脉冲/转,设置成N细分后,则是200N脉冲/转;假设要求设置5细分,则是1000脉冲/转;4、编写控制程序控制程序可以用步进指令STL编写,用PLSY指令产生脉冲,脉冲由Y1输出,Y3控制方向;5、脉冲输出指令PLSY的使用脉冲输出指令PLSYM8029置1;如上图所示,当X10由ON变为OFF时,M8029复位,停止输出脉冲;若X10再次变为ON则脉冲从头开始输出;注意:PLSY指令在程序中只能使用一次,适用于晶体管输出类型的PLC;6、控制流程图7、梯形图程序参考8、制作触摸屏画面PLC控制步进电机的应用案例2利用定时器T246产生脉冲任务:利用步进电机驱动器可以通过PLC的高速输出信号控制步进电机的运动方向、运行速度、运行步数等状态;其中:步进电机的方向控制,只需通过控制U/D-端的On 和Off就能决定电机的正传或者反转;将光耦隔离的脉冲信号输入到CP端就能决定步进电机的速度和步数;控制FREE信号就能使电机处于自由转动状态;1、系统接线系统选择外部连接方式;PLC控制左右、旋转、上下步进驱动器的其中一个;CP+端、U/D+端——+24VDC;CP-——Y0;U/D-——Y2;PLC的COM1——GND;A、A-——电机A绕组;B、B-——电机B绕组2、I/O分配X0—正转/反转方向,X1—电机转动,X2—电机停止,X4—频率增加,X5—频率减少;Y0—脉冲输出,Y2—方向;3、编写控制程序4、制作触摸屏画面PLC控制步进电机的应用案例3利用FX2N-1PG产生脉冲任务:应用定位脉冲输出模块FX2N-1PG,通过步进驱动系统对机器人左右、旋转、上下运动进行定位控制;控制要求:正向运行速度为1000Hz,连续输出正向脉冲,加减速时间为100ms,1、系统接线系统选择外部连接方式;PLC通过FX2N-1PG控制左右、旋转、上下步进驱动器的其中一个;VIN端、CP+端、U/D+端——+24VDC;CP-——FP;U/D-——Y4;PLC的COM1端、FX2N-1PG的COM0端——GND;A、A-——电机A绕组;B、B-——电机B绕组2、I/O分配X0—正转,X1—反转,Y4—方向;;3、编写控制程序4、制作触摸屏画面。
毕业设计(论文)—基于plc的步进电机控制系统设计基于PLC步进电机控制系统摘要:随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中,其在各个国民经济领域都有应用。
研究步进电机的控制系统,对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。
步进电机是将电脉冲信号变换成机械角位移的一种装置,每个脉冲使转轴步进一个步距角增量,输出角位移与输入脉冲数成正比,转速与输入脉冲成正比,转速与输入脉冲频率成正比。
步进电机的控制方式简单,属于开环控制,且无累积定位误差,有较高的定位精度,而PLC作为一种工业控制微机,是实现电机一体化的有力工具,因此基于PLC的步进电机控制技术已广泛用于数字定位控制中。
本控制系统的设计,由硬件设计和软件设计两部分组成。
其中,硬件设计主要包括步进电机的工作原理、步进电机的驱动电路设计、PLC的输入输出特性、PLC的外围电路设计以及PLC与步进电机的连接与匹配等问题的实现。
软件设计包括主程序以及各个模块的控制程序,最终实现对步进电机转动方向及转动速度的控制。
本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。
关键词:步进电机、PLC、转速控制、方向控制Stepping motor control system based on PLC Abstract:With the development of microelectronics and computer technology, the stepper motor is increasing demanded, which is widely used in printers, electric toys and other consumer products, and CNC machine tools, industrial robots, medical equipment and other electrical machinery products, and is applied in the national economy in various fields. Researching of stepper motor control system to improve the control accuracy and response speed, energy conservation is so important.Stepper motor is a device which will transform electrical pulses into mechanical angular displacement so that Shaft of each pulse to a step angle stepping increment, SO output angular displacement is proportional to the input pulses, speed is proportional to the input pulse speed and speed is proportional to input pulse frequency. Stepper motor control is simple, is open-loop control, and no accumulation of positioning error, a high positioning accuracy,and the PLC as an industrial control computer, is a powerful tool for the integration of the motor, Therefore, the stepper motor control based on PLC technology has been widely used for digital positioning control.The control system consists of hardware and software design of two parts. Among them, the hardware design includes the working principle of stepper motor, stepper motor drive circuit design, PLC input and output characteristics, PLC and PLC external circuit connection with the stepper motor and matching Problem. Software design, including the main program and each module of the control program, ultimately realizes on the stepper motor rotation direction and rotation speed control This system has the intelligence, practicality and reliability features.Keywords: Stepper motor, PLC, speed control, direction control目录1、绪论 (1)1.2问题的提出 (3)1.3设计目的及系统功能 (4)2、PLC控制步进电机系统简介 (5)2.1PLC控制系统 (5)2.1.1 PLC概述 (5)2.1.2 PLC系统的其它设备 (9)2.1.3 PLC的通信联网 (9)2.1.4 PLC控制系统的设计基本原则 (9)2.1.5 PLC软件系统及常用编程语言 (10)2.1.6 PLC的特点 (10)2.1.7 PLC的应用领域 (12)2.1.8 PLC未来展望 (13)2.2步进电机 (13)2.2.1 步进电机概述 (13)2.2.2 步进电机的特性 (14)2.2.3 与直流电机的比较 (14)2.2.4 步进电机的种类 (17)2.2.5 反应式步进电机的控制 (17)2.3本设计所用步进电机 (21)3、硬件电路设计 (23)3.1硬件设计思路 (23)3.2总体设计框图 (23)3.3外围电路设计及分析 (24)3.3.1 键盘控制电路 (24)3.3.2步进电动机驱动电路 (26)2.6.3 LED数码显示电路 (31)3.4步进电机控制系统电路图 (34)4、软件设计 (36)4.1可编程控制器软件设计原理 (36)4.1.1可编程序控制器的工作原理 (36)4.1.2 扫描周期 (37)4.2 PLC的选型 (38)4.2.1 输入输出(I/O)点数的估算 (38)4.2.2 存储器容量的估算 (38)4.2.3 控制功能的选择 (38)4.2.4 机型的选择 (40)4.3FX可编程序控制器简介 (42)2N4.4PLC控制程序设计 (42)4.4.1 PLC控制系统的设计基本原则 (42)4.4.2 PLC编程步骤 (42)4.4.3 PLC提供的编程语言 (42)4.5.1启动停止控制环节 (45)4.5.2 PLC实用驱动电源控制环节 (45)结论 (50)致谢 (51)参考文献 (52)附录 (53)1、绪论1.1技术概述在电气时代的今天,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。
一、引言随着微电子技术和计算机技术的发展,可编程序控制器有了突飞猛进的发展,其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围,它与计算机有效结合,可进行模拟量控制,具有远程通信功能等。
有人将其称为现代工业控制的三大支柱<即PLC,机器人,CAD/CAM)之一。
目前可编程序控制器<Programmable Controller)简称PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域,为工业自动化提供了有力的工具。
二、PLC的基本结构PLC采用了典型的计算机结构,主要包括CPU、RAM、ROM和输入/输出接口电路等。
如果把PLC看作一个系统,该系统由输入变量-PLC-输出变量组成,外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的信号均作为PLC的输入变量,它们经PLC外部端子输入到内部寄存器中,经PLC内部逻辑运算或其它各种运算、处理后送到输出端子,它们是PLC的输出变量,由这些输出变量对外围设备进行各种控制。
三、控制方法及研究1、FP1的特殊功能简介(1> 脉冲输出FP1的输出端Y7可输出脉冲,脉冲频率可通过软件编程进行调节,其输出频率范围为360Hz~5kHz。
(2> 高速计数器<HSC)FP1内部有高速计数器,可同时输入两路脉冲,最高计数频率为10kHz,计数范围-8388608~+8388607。
(3> 输入延时滤波FP1的输入端采用输入延时滤波,可防止因开关机械抖动带来的不可靠性,其延时时间可根据需要进行调节,调节范围为1ms~128ms。
(4> 中断功能FP1的中断有两种类型,一种是外部硬中断,一种是内部定时中断。
2、步进电机的速度控制FP1有一条SPD0指令,该指令配合HSC和Y7的脉冲输出功能可实现速度及位置控制。
速度控制梯形图见图1,控制方式参数见图2,脉冲输出频率设定曲线见图3。
图1 速度控制梯形图图2 控制方式参数图3 脉冲输出频率设定曲线 3、控制系统的程序运行图4 控制系统原理图图4是控制系统的原理接线图,图4中Y7输出的脉冲作为步进电机的时钟脉冲,经驱动器产生节拍脉冲,控制步进电机运转。
同时Y7接至PLC的输入接点X0,并经X0送至PLC内部的HSC。
HSC计数Y7的脉冲数,当达到预定值时发生中断,使Y7的脉冲频率切换至下一参数,从而实现较准确的位置控制。
实现这一控制的梯形图见图5。
图5 控制梯形图控制系统的运行程序:第一句是将DT9044和DT9045清零,即为HSC进行计数做准备。
第二句~第五句是建立参数表,参数存放在以DT20为首地址的数据寄存器区。
最后一句是启动SPD0指令,执行到这句则从DT20开始取出设定的参数并完成相应的控制要求。
由第一句可知第一个参数是K0,是PULSE方式的特征值,由此规定了输出方式。
第二个参数是K70,对应脉冲频率为500Hz,于是Y7发出频率为500Hz的脉冲。
第三个参数是K1000,即按此频率发1000个脉冲后则切换到下一个频率。
而下一个频率即最后一个参数是K0,所以当执行到这一步时脉冲停止,于是电机停转。
故当运行此程序时即可使步进电机按照规定的速度、预定的转数驱动控制对象,使之达到预定位置后自动停止。
三、结束语利用可编程序控制器可以方便地实现对电机速度和位置的控制,方便可靠地进行各种步进电机的操作,完成各种复杂的工作。
它代表了先进的工业自动化革命,加速了机电一体化的实摘要:在PLC步进电机控制系统中,输入到其线圈绕组中的脉冲数或脉冲频率可控制步进电动机的角位移和转速,在给步进电机的各线圈绕组输入脉冲时需要进行脉冲分配器分配脉冲,脉冲分配可以由软件进行设计,也可以由硬件组成。
以OMRON的C系列P型机为例,讨论步进电机的PLC控制系统的软件设计方法。
关键词:可编程控制器<PLC);步进电动机;接线图;梯形图在对传统机床的数控化改造中,用可编程控制器PLC作为控制器对机床电气控制系统的改造越来越突出。
其主要部分是对数控机床的典型执行元件步进电机的控制。
我们知道步进电机是一种用电脉冲进行控制,将电脉冲信号转换成相应角位移的电机,步进电机每输入一个电脉冲就前进一步,其输出的角位移与输入的脉冲数成正比,因此只要控制输入到其线圈绕组中的脉冲数或者脉冲频率即可控制步进电动机的角位移和转速,但给步进电动机的各线圈绕组输入的脉冲还需要进行脉冲分配器的分配。
利用PLC控制步进电动机,其脉冲分配可以由软件进行设计,还可以由硬件来组成。
本文作者以OMRON的C系列P型机为例,讨论步进电动机用软件分配脉冲的设计方法。
一、步进电动机PLC控制系统I/O接线图设计步进电动机以最常用的三相六拍通电方式工作,并要求步进电动机设有快速、慢速控制、正反转及单步控制4种控制方式。
根据要求,可选用C28P—CDT—D的PLC进行控制并设计出步进电动机的PLC控制系统I/O接线图<图1)。
图1 步进电动机的PLC控制系统I/O接线图二、步进电动机PLC控制系统梯形图设计据控制要求设计了PLC控制系统梯形图见图2。
图2 步进电动机的PLC控制系统梯形图<1)用移位寄存器SFT10→10的1000~1005产生六拍的时序脉冲,在CP端的移位脉冲信号1106的作用下,将IN端的信号依次移入1000~1005,每移1位为1拍,6拍为1循环,移位时所产生的时钟脉冲频率由移位脉冲信号频率决定。
<2)辅助继电器1200、1201、1202组成三相六拍环形分配器。
在1000~1005产生的六拍时序脉冲作用下,1200、1201、1202的通电顺序见图3。
图3 通电顺序<3)由0500、0501、0502实现步进电动机的正反转驱动控制。
①当正反转按钮SB5常开时,输入点0005断开,步进电动机的通电顺序为:0500<A相)→0500、0501<A、B相)→0501<B相)→0501、0502<B、C相)→0502<C相)→0502、0500<C、A相)→0500<A)......,此时步进电动机正转。
②按SB5时,输入点0005接通,则通电次序是B→B、A→A→A、C→C→C、B→B......,此时电机反转。
按SB1起动铵钮时,输入点0001接通,步进电动机可以实现三相六拍通电。
<4)脉冲控制器由1105、1106、1107组成。
步进电动机的脉冲频率控制按4种控制方式的要求可分为:①快速方式由辅助继电器1105的常闭接点和其线圈构成的振荡器,该振荡器产生的快速振荡脉冲,其周期为程序的1个扫描周期。
②慢速方式由特殊继电器1900产生011s的时钟脉冲。
③单步方式利用前沿微分指令<DIFU),由辅助继电器产生单步脉冲,其脉冲频率由SB6控制。
脉冲控制器1107产生不同频率的脉冲,作为移位寄存器的移位信号。
PLC控制步进电机的实例(图与程序·采用绝对位置控制指令(DRVA>,大致阐述FX1S控制步进电机的方法。
由于水平有限,本实例采用非专业述语论述,请勿引用。
·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲,是低成本控制伺服与步进电机的较好选择!·PLS+,PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子,DIR+,DIR-为步进驱动器的方向信号端子。
·所谓绝对位置控制(DRVA>,就是指定要走到距离原点的位置,原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。
当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零,也就确定了原点的位置。
·实例动作方式:X0闭合动作到A点停止,X1闭合动作到B点停止,接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示>。
·程序如下图:(此程序只为说明用,实用需改善。
>·说明:·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能>·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数,正转时增加,反转时减少。
当正转动作到A点时,D8140的值是3000。
此时闭合X1,机械反转动作到B点,也就是-3000的位置。
D8140的值就是-3000。
·当机械从A点向B点动作过程中,X1断开(如在C点断开>则D8140的值就是2 00,此时再闭合X0,机械正转动作到A点停止。
·当机械停在A点时,再闭合X0,因为机械已经在距离原点3000的位置上,故而机械没有动作!·把程序中的绝对位置指令(DRVA>换成相对位置指令(DRVI>:·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000>闭合X0,则机械正转3000个脉冲停止,也就是停在了原点。
D8140的值为0·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000>闭合X1,则机械反转3000个脉冲停止,也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出>,D8140的值为-6000。
·一般两相步进电机驱动器端子示意图:·FREE+,FREE-:脱机信号,步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能,也就是锁住转子不动。
而当有脱机信号时解除自锁功能,转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。
·V+,GND:为驱动器直流电源端子,也有交流供电类型。
·A+,A-,B+,B-分别接步进电机的两相线圈。
此主题相关图片如下:此主题相关图片如下:步进电机开环伺服机构应用1 概述在组合机床自动线中,一般根据不同的加工精度要求设置三种滑台<1)液压滑台,用于切削量大,加工精度要求较低的粗加工工序中;<2)机械滑台,用于切削量中等,具有一定加工精度要求的半精加工工序中;<3)数控滑台,用于切削量小,加工精度要求很高的精加工工序中。
可编程控制器<简称PLC)以其通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点,被广泛应用于工业自动控制中。
特别是在组合机床自动生产线的控制及CNC机床的S、T、M功能控制更显示出其卓越的性能。
PLC控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机床自动生产线上的数控滑台控制,可省去该单元的数控系统使该单元的控制系统成本降低70~90%,甚至只占用自动线控制单元PLC的3~5个I/O接口及<1KB的内存。
特别是大型自动线中可以使控制系统的成本显著下降。
2 PLC控制的数控滑台结构一般组合机床自动线中的数控滑台采用步进电机驱动的开环伺服机构。
采用PLC控制的数控滑台由可编程控制器、环行脉冲分配器、步进电机驱动器、步进电机和伺服传动机构等部分组成,伺服传动机构中的齿轮Z1、Z2应该采取消隙措施,避免产生反向死区或使加工精度下降;而丝杠传动副则应该根据该单元的加工精度要求,确定是否选用滚珠丝杠副。