采用信捷plc控制多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)

1、多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的PLC控制目錄1 引言主要寫課題設(shè)計(jì)的目的、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要實(shí)現(xiàn)的目的2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 步進(jìn)電機(jī)的選型及特點(diǎn)2.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型及特點(diǎn)2.3 PLC選型及特點(diǎn)2.4 其它硬件選型（傳感器等）2.5 系統(tǒng)組成框圖2.6 I/O分配表2.7 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì)3.2 控制程序時(shí)序圖設(shè)計(jì)3.3 控制程序設(shè)計(jì)思路3.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容4 總結(jié)與展望5 參考文獻(xiàn)6 附錄：帶功能注釋的梯形圖源程序多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)加減速控制的PLC控制1.1 引言步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖信號(hào)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。在非超載的情況下，電機(jī)

2、的轉(zhuǎn)速、停頓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，可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而到達(dá)準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而到達(dá)調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是電氣自動(dòng)化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)和精細(xì)機(jī)械等領(lǐng)域。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有快速起停、準(zhǔn)確步進(jìn)和定位等特點(diǎn)，所以常用作工業(yè)過(guò)程控制及儀器儀表的控制元件。目前，比較典型的控制方法是用單片機(jī)產(chǎn)生脈沖序列來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)。但采用單片機(jī)控制，不僅要設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制程序和I/O接口電路，實(shí)現(xiàn)比較費(fèi)事?；赑LC控制的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，參數(shù)設(shè)計(jì)置靈敏等優(yōu)點(diǎn)。

3、步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用于對(duì)精度要求比較高的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，如機(jī)器人、打印機(jī)、軟盤驅(qū)動(dòng)器、繪圖儀、機(jī)械閥門控制器等。矩角特性是步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)一個(gè)很重要的參數(shù)，矩角特性好，步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩就大，運(yùn)行不易失步。改善矩角特性一般通過(guò)增加步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行拍數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)本系統(tǒng)由“步進(jìn)電機(jī)4臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器4件、傳感器、繼電器、指示燈、按鈕、接線端子等組成。采用PLC進(jìn)展控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)4臺(tái)電機(jī)的啟停、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、定位的控制等功能。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)定：脈沖+方向控制方式，脈沖細(xì)分?jǐn)?shù)自定。步進(jìn)電機(jī)工作流程:1.3 設(shè)計(jì)要求：1 .電機(jī)沒有復(fù)位成功，啟動(dòng)按鈕失效。2 .啟動(dòng)按鈕在設(shè)備工作時(shí)失效。停頓按鈕，完成

4、一個(gè)工作周期后設(shè)備停頓。4.將工作循環(huán)次數(shù)記錄于斷電保持繼電器，以記錄加工工件數(shù)2.系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)為6曲線BS57HB76-03步距角1.8°電機(jī)長(zhǎng)度76mm額定電流3A/PhasemH轉(zhuǎn)子慣量480g2外形尺寸(Dimension)+1二,"-J isrp0令舊 I油4 9 1一 471 ± 02驅(qū)動(dòng)器為Q2HB44MAQ2HB44MA(昉等角度恒力矩細(xì)分型驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)電壓DC12-40V,適配6或8曲線、電流在4A以下、外徑42-86mnrB勺各種型號(hào)的二相混合式步進(jìn)電機(jī)。該驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用獨(dú)特的控制電路，用此電路可以使電機(jī)噪音減小，電機(jī)運(yùn)行更平穩(wěn)，電

5、機(jī)的高速性能可進(jìn)步30%以上，而驅(qū)動(dòng)器的發(fā)熱可減少50%。廣泛運(yùn)用于雕刻機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)等分辨率較高的小型數(shù)控設(shè)備上。特點(diǎn) 高性能、低價(jià)格 設(shè)有12/8檔等角度恒力矩細(xì)分，最高200細(xì)分 采用獨(dú)特的控制電路 最高反響頻率可達(dá)200Kpps 步進(jìn)脈沖停頓超過(guò)100ms寸，線圈電流自動(dòng)減半 雙極恒流斬波方式 驅(qū)動(dòng)電流從相到4A/相連續(xù)可調(diào) 單電源輸入，電壓范圍：DC12-40VPLC為信捷XC5-32PT-EI/O點(diǎn)數(shù)32點(diǎn)輸出類型晶體管輸出輸入類型PNP電源類型AC220V特點(diǎn)：該型號(hào)屬于增強(qiáng)型PLC,根本功能齊全，還擁有4路Y0Y3脈沖輸由。根本處理指令，掃描時(shí)間10,000步5ms,程序容量高

6、達(dá)256K。根本單元可支持7個(gè)不同種類、型號(hào)的擴(kuò)展模塊和1個(gè)擴(kuò)展BD板。高速脈沖計(jì)數(shù)，根本單元裝備了3通道、2相高速計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)比較器，可進(jìn)展單相、脈沖方向、AB相3種形式進(jìn)展計(jì)數(shù)，頻率可達(dá)80KHzo支持2種編程方式，即命令語(yǔ)編程和梯形圖編程。這2種編程可相可切換編輯。限位開關(guān)*4按鈕*4接線端子假設(shè)干2.6I/O分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱功能I/O編碼名稱功能I/O編俱;SB1啟動(dòng)按鈕XOPU1步進(jìn)電機(jī)1的脈沖信號(hào)Y0SB2停止按鈕X1PU2步進(jìn)電機(jī)2的脈沖信號(hào)Y1SB3計(jì)數(shù)器復(fù)位按鈕X2PU3步進(jìn)電機(jī)3的脈沖信號(hào)Y2SQ1電機(jī)1復(fù)位開關(guān)X3PU4步進(jìn)電機(jī)4的脈沖信號(hào)Y3SQ2電機(jī)2復(fù)

7、位開關(guān)X4DR1步進(jìn)電機(jī)1的方向信號(hào)Y4SQ3電機(jī)3復(fù)位開關(guān)X5DR2步進(jìn)電機(jī)2的方向信號(hào)Y5SQ4電機(jī)4復(fù)位開關(guān)X6DR3步進(jìn)電機(jī)3的方向信號(hào)Y6DR4步進(jìn)電機(jī)4的方向信號(hào)Y75-徵IE每一臺(tái)電機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)復(fù)位開關(guān)，當(dāng)復(fù)位開關(guān)沒有全部復(fù)位成功，啟動(dòng)按鈕處于失效狀態(tài)，電機(jī)不能啟動(dòng)。使用斷電保持繼電器D4005己錄程序循環(huán)次數(shù)。在PLJ作日M1實(shí)現(xiàn)自鎖，啟動(dòng)按鈕失效。3.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制程序流程圖設(shè)計(jì)時(shí)序圖設(shè)計(jì)電機(jī)4電令，電機(jī)2羊機(jī)工04ISH557S575.12St3.3控制程序設(shè)計(jì)思路根據(jù)前面所選電機(jī)，步距角為。，選擇驅(qū)動(dòng)器細(xì)分?jǐn)?shù)為200,那么電機(jī)實(shí)際步距角&=1.80°/,

8、電機(jī)轉(zhuǎn)速Q(mào)=&*KK為脈沖頻率。為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速1/2r/s、1/4r/s、1/8r/s,容易算得對(duì)應(yīng)的K應(yīng)為20000Hz、10000Hz、5000Hz。為實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，采用雙向脈沖輸由指令DPLSRPLC是32點(diǎn)I/O口的XC5系列，Y0Y3為脈沖輸由口，Y4Y7為方向信號(hào)輸由口，分別對(duì)應(yīng)M1M4四臺(tái)電機(jī)。(D)PLSR令說(shuō)明如下:S1指定分段脈沖參數(shù)起始軟元件地址編號(hào)16位/32位，BINS2指定加減速的數(shù)值或軟元件的地址編號(hào)16位/32位，BIND1指定脈沖輸出端口編號(hào)D2指定脈沖輸出方向端口編號(hào)本方案先用DMOVf令將脈沖頻率和脈沖數(shù)寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存放器中，通過(guò)SET和RET指令

9、控制線圈M2M3M4的上下電平，進(jìn)而控制存放器所存儲(chǔ)的脈沖數(shù)的正負(fù)，當(dāng)S1中第一段設(shè)定的脈沖個(gè)數(shù)為正數(shù)時(shí)，對(duì)應(yīng)的方向信號(hào)輸由口輸由為ON當(dāng)設(shè)定的脈沖個(gè)數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí)，輸出為OFF。電機(jī)行程開關(guān)SQ!SQ2SQ3SQ4全部被按下，表示電機(jī)復(fù)位成功，此時(shí)啟動(dòng)按鈕有效。PLC每掃描一個(gè)周期，電機(jī)運(yùn)行-復(fù)位一次。計(jì)數(shù)器采用遞增形式，設(shè)定值為10000,當(dāng)PLC完成一次掃描，計(jì)時(shí)器C600將+1,并且使用指令DMOM計(jì)數(shù)器的結(jié)果傳送到斷電保持存放器D4000中。當(dāng)需要重新開始計(jì)數(shù)時(shí)，可按復(fù)位按鈕X7使計(jì)時(shí)器重0開始計(jì)數(shù)。程序指令表見附錄一。程序梯形圖如以下圖所示：HLC1XOX3X4X5X6X1M1oT11

10、11N-WC>MlHI69M11T卜DPLSRDI 10DI 30YOY4DPLSRD120D130Y1Y5 M118-JJnMnvK7nnnnmno-II1DMOVK10000D110一iEScE2C/jonnm1L/fVK/VLJIov1CdKCnMCVK1fVYXY>n-14-1LflL/IWvvn1L/11M10XA_JL_1nmci4npmonvovc1L1JLJ5、LZ1J15/1cduar»4*)nc：onv->v"7LJI5J5T14.V557><T1K20_r】x7M1M3CQ(e)onFLT7MA_|_11nLM10(s)8

11、4 T卜M1；K -卜T2K20rLM10TRAM11TSADPLSRD120DI30YOY4DPLSRD110DISOY2Y51131051111311391591671772/3183203211215226232238244250266M2 平M3T卜M3 平M4T卜DMOVK-100000D101JDMOVK100000D111LDMOVK-1OOOOOD111-|JDMOVK100000D1211M4DUOVK-10000QD121設(shè)計(jì)內(nèi)容利用PLC的的脈沖輸出功能，可以有效的控制多臺(tái)步進(jìn)電機(jī)正傳，反轉(zhuǎn)和停頓。在機(jī)械加工中，就此項(xiàng)可以讓工件、刀具、夾具等物體按照設(shè)定好的程序進(jìn)展各項(xiàng)復(fù)

12、雜的運(yùn)動(dòng)，從而增加了加工的精度，還降低了對(duì)操作人員的純熟度要求，更有效的減少了勞動(dòng)力數(shù)量。4總結(jié)與展望通過(guò)這次設(shè)計(jì)理論。我學(xué)會(huì)了PLC的根本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深化的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，進(jìn)步了我們的工程素質(zhì)，在沒有做理論設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到PLC中的時(shí)候，問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對(duì)PLC的理解得到加強(qiáng)，看到了理論與理論的差距。我國(guó)是開展中國(guó)家，工業(yè)自動(dòng)化程度較低，工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用程度與工業(yè)興隆國(guó)家相比滯后幾十年，相當(dāng)一部分機(jī)

13、械行業(yè)仍采用傳統(tǒng)繼電器一接觸器設(shè)備。我國(guó)正努力成為世界新的制造業(yè)基地，制造業(yè)的控制主要以離散控制為主，PLC是該領(lǐng)域控制系統(tǒng)的首選。同時(shí)，機(jī)械行業(yè)為進(jìn)步勞動(dòng)消費(fèi)率和產(chǎn)品質(zhì)量，必然會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，大量傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化改造為PLC的提供更廣闊的應(yīng)用空間。5參考文獻(xiàn):等教育出版社2021:學(xué)工業(yè)出版社20213 熊詩(shī)波，黃長(zhǎng)義.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)根底.北京:械工業(yè)出版社20214 劉順禧.電氣控制技術(shù).北京：北京理工大學(xué)出版社,19955袁任光.可編程序控制器（PLC）應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例第2版.廣州：華南理工大學(xué)出版社,20006 謝劍英.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第3版.北京：國(guó)防工業(yè)出版社.20017 鄧那

14、么名.電器與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社,19978 鐘肇新.可編程控制器原理及應(yīng)用M.廣州：華南理工大學(xué)出版社.1988.6附錄一程序指令表LDX0ANDX3ANDX4ANDX5ANDX6ORM1ANIX1LDM1DMOVK20000D100DMOVK10000D110DMOVK5000D120DMOVK200D130DMOVK90000D140DMOVK100000D141LDM10DPLSRD110D130Y2Y6DPLSRD120D130Y3Y7OUTT1K20LDPM1ORT7SETM3RSTM4SETM10LDM11DPLSRD110D130Y0Y4DPLSRD120D1

15、30Y1Y5OUTT2K20LDT1RSTM10SETM11LD M12DPLSR D120 D130 Y0 Y4DPLSRD110D130Y2Y5OUTT3K10LDT2RSTM11SETM12LDM13DPLSRD120D130Y0Y4DPLSRD100D130Y1Y5DPLSRD110D130Y3Y7OUTT4K20LDT3RSTM12SETM13SETM2LDM14DPLSRD100D130Y1Y5DPLSRD110D130Y2Y6DPLSRD120D130Y3Y7OUTT5K20LDT4RSTM13SET M14SET M3LDM15DPLSRD120D130Y0Y4OUTT6K20LDT5RSTM14SETM15LDM16DPLSR