基于PLC控制步進(jìn)電機(jī)的數(shù)控滑臺(tái)

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論 文)基于PLC控制步進(jìn)電機(jī)的數(shù)控滑臺(tái)系別自動(dòng)化工程系專業(yè)測控技術(shù)與儀器班級(jí)姓名指導(dǎo)教師2023年06月2基于PLC控制步進(jìn)電機(jī)的數(shù)控滑臺(tái)摘要隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速開展，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的自診斷功能；可靠性也大大提高；數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程PLC〔可編程控制器〕是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。論文在介紹了數(shù)控滑臺(tái)的工作原理及方法后具體介紹了可編程控制器S7-200工作原理、各種參數(shù)、特點(diǎn)等，給出了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案、軟件設(shè)計(jì)方法。步進(jìn)電機(jī)是一種能將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機(jī)電元件,在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。論文介紹了步進(jìn)電機(jī)的工作原理和控制原那么,以及步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器工作方式。光柵尺傳感器系統(tǒng)主要應(yīng)用于直線移動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)或精密位移量的測量，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)量的高精確顯示和自動(dòng)控制，已廣泛應(yīng)用于機(jī)床加工和儀器的精密測量。采用西門子觸摸屏TP170為人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)了人際信息的交互。本系統(tǒng)簡單實(shí)用，本錢低，完全滿足系統(tǒng)的控制要求，具有很好的實(shí)用性。在附錄中，本文還將給出一些必要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料，供參考之用關(guān)鍵詞：PLC、步進(jìn)電機(jī)、光柵尺NCslidercontrolsystembasedonPLCandStepperMotorAbstractWiththerapiddevelopmentofmicro-electronicstechnology,computertechnologyandsoftwaretechnology，NCcontrolsystemisbecomingtotendencyofsmall-scaleandmulti-functional,hasimprovedself-diagnosticfeatures,greatlyreliabilityandtheNCsystemitselfwillgenerallyhaveCharacteristicsofautomaticprogramming.PLCisaspecialistinindustrialenvironmentsfortheapplicationofdigitaldesignandoperationofelectroniccomputingdevices.Itusesprogrammingprocessmemory,toimplementitsinternalstoragelogical,sequentialcomputing,timing,countingandarithmeticoperations,andcontrolalltypesofmachineryorproductionprocessthroughinputandoutputdigitaloranalog.PaperspresentedattheNCsliderworkingprincipleandthespecificcontrolmethodsandthePLC-S7-200’sworkingprinciple,theparametersandcharacteristics,ithehardwaredesign,softwaredesignmethodsSteppermotorisaelectricalandmechanicalcomponentsthatsignalscanbeconvertedintoelectricalimpulsesangulardisplacementordisplacementofthemechanicalandelectricalcomponentsinawiderangeofindustrialapplications.Papersstatesthesteppermotorcontrolmethodsandtheprincipleofprinciplesandthesteppermotordriverworkingmethods.Grating-footsensorsystemismainlyusedinastraightlineormobileguideprecisionmeasurementofdisplacement,canachievehigh-precisionmovementofthedisplayandautomaticcontrol,hasbeenwidelyusedinmachiningandprecisionmeasurementequipment.Thesystemusestouch-screenTP170fortheman-machineinterface,andimplementtheinterpersonalexchangeofinformationThesystemissimpleandpractical,lowcost,tofullymeettherequirementsofthecontrolsystem,hasagoodpractical.Intheappendix,thepaperwillbegiventhenecessarysystemdesigninformationforthereference.Keywords:PLC,Steppermotor,Gratingfeet目錄第一章緒論11.1數(shù)控技術(shù)及其開展11.2機(jī)床滑臺(tái)類型及控制11.3本文的工作目的及意義2第二章總體方案設(shè)計(jì)42.1數(shù)控滑臺(tái)的控制方法4行程控制4進(jìn)給速度控制4進(jìn)給方向控制42.2PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案5PLC控制系統(tǒng)的接地方法62.3步進(jìn)電機(jī)的控制7步進(jìn)電機(jī)的起?？刂?步進(jìn)電機(jī)的加減速控制7步進(jìn)電機(jī)的換向控制82.4本章小結(jié)8第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)103.1系統(tǒng)硬件組成103.2系統(tǒng)硬件介紹113.2.1S7-200控制器11和利時(shí)步進(jìn)電機(jī)12步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)13絲杠16光柵尺17人機(jī)界面設(shè)計(jì)183.3本章小結(jié)21第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)224.1PLC編程語言介紹224.2STEP7-Micro/WIN32軟件及其開發(fā)環(huán)境介紹234.3流程控制及信號(hào)清單254.4編寫程序284.4建立通訊和下載程序36第五章總結(jié)38致謝39參考文獻(xiàn)40附錄41第一章緒論1.1數(shù)控技術(shù)及其開展數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被創(chuàng)造；1938年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的根底。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合開展起來的。1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的開展。

現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對(duì)設(shè)備的控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過計(jì)算機(jī)軟件來完成。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷開展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國計(jì)民生的一些重要行業(yè)〔IT、汽車、輕工、醫(yī)療等〕的開展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代開展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備開展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢5軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速開展智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)開展的主要趨勢1.2機(jī)床滑臺(tái)類型及控制在組合機(jī)床自動(dòng)線中，一般根據(jù)不同的加工精度要求設(shè)置三種滑臺(tái)：1．液壓滑臺(tái)，用于切削量大、加工精度要求較低的粗加工序中；2．機(jī)械滑臺(tái)，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．?dāng)?shù)控滑臺(tái)，用于切削量小、加工精度要求很高的精加工工序中?？删幊炭刂破鳌埠喎QPLC〕以其通用性強(qiáng)、可靠性高、指令系統(tǒng)簡單、編程簡便易學(xué)、易于掌握、體積小、維修工作少、現(xiàn)場接口安裝方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制中。特別是在組合機(jī)床自動(dòng)生產(chǎn)線的控制及CNC機(jī)床的S、T、M功能控制中更顯示出其卓越的性能。PLC控制的步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)應(yīng)用于組合機(jī)床自動(dòng)生產(chǎn)線上的數(shù)控滑臺(tái)控制，可省去該單元的數(shù)控系統(tǒng)，使該單元的控制系統(tǒng)本錢降低70%~90%，甚至只占用自動(dòng)線控制單元PLC的3~5個(gè)I/O接口及<1KB的內(nèi)存。特別是大型自動(dòng)線中可以使控制系統(tǒng)的本錢顯著下降。單片機(jī)也被稱為微控制器〔Microcontroler〕，是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器開展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。利用單片機(jī)可以設(shè)計(jì)更高精度的系統(tǒng)，而起可以防止使用價(jià)格較PLC以降低本錢。用微機(jī)控制，雖然它在智能控制方面有較強(qiáng)大的功能，但它的抗干擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)，廣泛應(yīng)用也不太容易。1.3本文的工作目的及意義畢業(yè)設(shè)計(jì)做了一下工作：1.對(duì)數(shù)控滑臺(tái)控制進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，包括PLC，及步進(jìn)電機(jī)的主要應(yīng)用，實(shí)際的需求，實(shí)踐的反響。2.應(yīng)用西門子自動(dòng)化公司的可編程控制器S7-200及和利時(shí)86系列步進(jìn)電機(jī),在此根底上搭建了實(shí)際的控制模型。3.深入研究了位置控制系統(tǒng)的算法，利用S7-200高速、大存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)靈活等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了更簡便的數(shù)控位置的PLC控制。4.根據(jù)位置的控制要求，利用七海光柵尺進(jìn)行了位置反響，從而對(duì)步進(jìn)電機(jī)丟步、失步、其他引起的定位不正確作出了校正，提高了系統(tǒng)的控制精度。5.根據(jù)要求設(shè)計(jì)了人機(jī)界面，以實(shí)現(xiàn)了信息的交換。本文的主要目的及意義1.以數(shù)控滑臺(tái)的邏輯控制為實(shí)例，對(duì)S7-200系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、系統(tǒng)配置和梯形圖編程進(jìn)行一次嘗試，為今后的更好地開發(fā)S7-200系統(tǒng)的工程應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。2.以一種全新的編程思想進(jìn)行PLC的梯形圖編程，對(duì)于將來高性能的PLC的編程具有開拓性的意義。3.對(duì)于數(shù)控滑臺(tái)位置控制實(shí)現(xiàn)的研究也給后續(xù)的研究開辟了一個(gè)全新的方式，為更簡捷完善的多軸位置控制的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)根底，對(duì)位置理論及其實(shí)現(xiàn)、位置控制在實(shí)際工程的應(yīng)用都有很大的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。第二章總體方案設(shè)計(jì)2.1數(shù)控滑臺(tái)的控制方法行程控制一般液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的行程控制是利用位置或壓力傳感器〔行程開關(guān)/死擋鐵〕來實(shí)現(xiàn)；而數(shù)控滑臺(tái)的行程那么采用數(shù)字控制來實(shí)現(xiàn)。由數(shù)控滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)可知，滑臺(tái)的行程正比于步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角，因此只要控制步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角即可。而步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角正比于所輸入的控制脈沖個(gè)數(shù)，因此可以根據(jù)伺服機(jī)構(gòu)的位移量確定PLC輸出的脈沖個(gè)數(shù)：n=DL/d〔1〕式中：DL為伺服機(jī)構(gòu)的位移量〔mm〕；d為伺服機(jī)構(gòu)的脈沖當(dāng)量〔mm/脈沖〕。進(jìn)給速度控制伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度取決于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入的脈沖頻率。因此，可以根據(jù)該工序要求的進(jìn)給速度，確定其PLC輸出的脈沖頻率：f=Vf/60d(Hz)〔2〕式中：Vf為伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度〔mm/min〕。進(jìn)給方向控制進(jìn)給方向控制即步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制.可通過改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序來其轉(zhuǎn)向，如三相步進(jìn)電機(jī)通電順序?yàn)椋篈-AB-B-BC-C-CA-A…時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)繞組按A-AC-C-CB-B-BA-A…順序通電時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)。因此，可以通過PLC輸出的方向控制信號(hào)改變硬件環(huán)行分配器的輸出順序，或經(jīng)編程改變輸出脈沖的順序來改變步進(jìn)電機(jī)繞組的通電順序?qū)崿F(xiàn)。2.2PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.2.1控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案在采用PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制的設(shè)計(jì)中,根據(jù)具體情況可選用多種不同的控制方案?？刂品桨敢唬河密浖懋a(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)的環(huán)型脈沖信號(hào),并用PLC中的定時(shí)器來產(chǎn)生速度脈沖信號(hào),這樣就可以省掉專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,降低硬件本錢。但由于PLC的掃描周期一般為幾毫秒到幾十毫秒,相應(yīng)的頻率只能到達(dá)幾百赫茲,因此,受到PLC工作方式的限制及其掃描周期的影響,步進(jìn)電機(jī)不能在高頻下工作,無法實(shí)現(xiàn)高速控制。并且在速度較高時(shí),由于受到掃描周期的影響,相應(yīng)的控制精度就降低了。應(yīng)注意,PLC要選用晶體管輸出型的,繼電器輸出型的實(shí)際輸出頻率很有限,不能驅(qū)動(dòng)電路PLC驅(qū)動(dòng)電路PLC步進(jìn)電機(jī)電源進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成非常簡單,即由PLC、直流電源和大功率管子組成的驅(qū)動(dòng)電路等組成,其結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。整個(gè)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、本錢低廉、可靠圖2-1性高、使用方便、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。在控制系統(tǒng)的工作過程中,根據(jù)具體要求確定步進(jìn)電機(jī)的工作方式(正反轉(zhuǎn))、加減速控制、恒速控制、正反轉(zhuǎn)切換控制、起停控制。根據(jù)實(shí)際的工作情況計(jì)算出相應(yīng)的脈沖頻率,繼而計(jì)算出定時(shí)中斷的設(shè)定值,建立控制常數(shù)表。選定的工作方式不斷地從控制常數(shù)表中取出速度參數(shù)送給定時(shí)器,即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。在一個(gè)實(shí)際的控制系統(tǒng)中,要根據(jù)負(fù)載的情況來選擇步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)的啟動(dòng)頻率、停止頻率和輸出轉(zhuǎn)矩都要和負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相適應(yīng),有了這些數(shù)據(jù),才能有效地對(duì)電機(jī)進(jìn)行加減速控制。控制方案二：是利用PLC的高速脈沖輸出功能輸出脈沖信號(hào),經(jīng)過專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器去控制步進(jìn)電機(jī)。由于小型PLC的高速脈沖輸出端一般較少,這種控制方案要購置配套的驅(qū)動(dòng)器,以產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)的環(huán)型脈沖信號(hào)。伺服機(jī)構(gòu)采用硬件環(huán)行分配器，那么占用PLC的I/O口點(diǎn)數(shù)少于5點(diǎn)，一般僅為3點(diǎn).其中I口占用1點(diǎn)，作為啟動(dòng)控制信號(hào)；O口占用2點(diǎn)，一點(diǎn)作為PLC的脈沖輸出接口，接至伺服系統(tǒng)硬環(huán)的時(shí)鐘脈沖輸入端，另一點(diǎn)作為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向控制信號(hào)，接至硬環(huán)的相序分配控制端由于采用軟環(huán)那么占用的PLC資源較多，特別是步進(jìn)電機(jī)繞組相數(shù)M>4時(shí)，因此大型生產(chǎn)線應(yīng)對(duì)此予以充分考慮采用硬件環(huán)行分配器，雖然硬件結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜些，但可以節(jié)省占用PLC的I/O口點(diǎn)數(shù)。一般PLC的輸出接口具有一定的驅(qū)動(dòng)能力，而通常的晶體管直流輸出接口的負(fù)載能力僅為十幾至幾十伏特、幾十至幾百毫安。但對(duì)于功率步進(jìn)電機(jī)那么要求幾十至上百伏特、幾安至十幾安的驅(qū)動(dòng)能力，要采用驅(qū)動(dòng)器對(duì)輸出脈沖進(jìn)行放大。步進(jìn)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)器可將PLC輸出的控制脈沖放大到幾十至上百伏特、幾安至十幾安。在PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制中,需要根據(jù)下面計(jì)算出3個(gè)參數(shù):脈沖當(dāng)量=(步進(jìn)電機(jī)步距角×螺距)/(360×傳動(dòng)速比)脈沖頻率上限=(移動(dòng)速度×步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù))/脈沖當(dāng)量最大脈沖數(shù)量=(移動(dòng)距離×步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù))/脈沖當(dāng)量根據(jù)這3個(gè)參數(shù),才能計(jì)算出相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)。步進(jìn)電機(jī)的控制以開環(huán)控制居多。如果用光柵尺做速度或位置反響,結(jié)合PLC的高速脈沖計(jì)數(shù)功能,就可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。2.2.2PLC控制系統(tǒng)的接地方法1.由于PLC機(jī)柜和操作臺(tái)、配電柜等用電設(shè)備的金屬外殼及控制設(shè)備正常不帶電的金屬局部，由于各種原因〔如腐蝕、絕緣破損等〕而有可能帶危險(xiǎn)電壓，所以應(yīng)該進(jìn)行保護(hù)接地，低于36V供電的設(shè)備，無特殊要求可不做接地保護(hù)。2.PLC控制系統(tǒng)中的基準(zhǔn)電位是各回路工作的參考電位，基準(zhǔn)電位的連接線稱為系統(tǒng)地，通常是控制回路直流電源的零伏導(dǎo)線，系統(tǒng)接地的方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地方式。

3.為防止靜電感應(yīng)和磁場感應(yīng)而設(shè)置的屏蔽接地端子應(yīng)做屏蔽接地。其中信號(hào)回路接地和屏蔽接地又通稱為工作接地。

一般以上接地方法的控制原那么是：保護(hù)地和工作地不能混用，這是由于在每一段電源保護(hù)地線的兩點(diǎn)間會(huì)有數(shù)毫伏，甚至幾伏的電位差，這對(duì)低電平信號(hào)電路來說是一個(gè)非常嚴(yán)重的干擾。屏蔽地，當(dāng)信號(hào)電路是單點(diǎn)接地時(shí)，低頻電纜的屏蔽層也應(yīng)單點(diǎn)接地，如果電纜的屏蔽層接地點(diǎn)有一個(gè)以上時(shí)，將產(chǎn)生噪聲電流，形成噪聲干擾源。本系統(tǒng)采用的接地電阻都需要在規(guī)定的范圍內(nèi)，對(duì)于PLC組成的控制系統(tǒng)一般應(yīng)小于4Ω，而且要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，事前都需要進(jìn)行防腐處理。PLC組成的控制系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置接地系統(tǒng)，也可以利用現(xiàn)場條件進(jìn)行“等電位聯(lián)結(jié)〞進(jìn)行接地設(shè)計(jì)。2.3步進(jìn)電機(jī)的控制步進(jìn)電機(jī)的起停控制步進(jìn)電機(jī)由于其電氣特性,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)有步進(jìn)感,即振動(dòng)感。為了使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平滑,減小振動(dòng),可在步進(jìn)電機(jī)控制脈沖的上升沿和下降沿采用細(xì)分的梯形波,可以減小步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角,提高電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性。在步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí),為了防止因慣性而使電機(jī)軸產(chǎn)生順滑,那么需采用適宜的鎖定波形,產(chǎn)生鎖定磁力矩,鎖定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸,使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。2.3.2步進(jìn)電機(jī)的加減速控制在步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),如果信號(hào)變化太快,步進(jìn)電機(jī)由于慣性跟不上電信號(hào)的變化,這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步現(xiàn)象。所以步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí),必須有加速過程,在停止時(shí)必須有減速過程。理想的加速曲線一般為指數(shù)曲線,步進(jìn)電機(jī)整個(gè)降速過程的頻率變化規(guī)律是整個(gè)加速過程頻率變化規(guī)律的逆過程。選定的曲線比擬符合步進(jìn)電機(jī)升降過程的運(yùn)行規(guī)律,能充分利用步進(jìn)電機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩,快速響應(yīng)性好,縮短了升降速的時(shí)間,并可防止失步和過沖現(xiàn)象。在一個(gè)實(shí)際的控制系統(tǒng)中,要根據(jù)負(fù)載的情況來選擇步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)能響應(yīng)而不失步的最高步進(jìn)頻率稱為“啟動(dòng)頻率〞,與此類似，“停止頻率〞是指系統(tǒng)控制信號(hào)突然關(guān)斷,步進(jìn)電機(jī)不沖過目標(biāo)位置的最高步進(jìn)頻率。電機(jī)的啟動(dòng)頻率、停止頻率和輸出轉(zhuǎn)矩都要和負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相適應(yīng),有了這些數(shù)據(jù),才能有效地對(duì)電機(jī)進(jìn)行加減速控制。加速過程由突跳頻率加加速曲線組成(減速過程反之)。突跳頻率是指步進(jìn)電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)突然施加的脈沖啟動(dòng)頻率f0。步進(jìn)電機(jī)的最高起動(dòng)頻率(突跳頻率)一般為0.1kHz到3～4kHz,而最高運(yùn)行頻率那么可以到達(dá)N×100kHz,以超過最高起動(dòng)頻率的頻率直接起動(dòng),會(huì)產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步的現(xiàn)象。較為理想的起動(dòng)曲線應(yīng)是按指數(shù)規(guī)律起動(dòng)。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)對(duì)起動(dòng)段的處理可采用按直線擬合的方法,即階梯加速法。一般可按2種情況處理:(1)突跳頻率那么按突跳頻率分段起動(dòng),分段數(shù)n=f/f0;(2)未知突跳頻率,那么按段擬合至給定的起動(dòng)頻率,每段頻率的遞增量(后稱階梯頻率)Δf=f/8,即采用8段擬合。在運(yùn)行控制過程中,將起始的速度(頻率)分為n分,作為階梯頻率,采用階梯加速法將速度連續(xù)升到所需要的速度,然后鎖定,按預(yù)置的曲線運(yùn)行,如圖2-2所示。t/sfot/sfofhhHz踐和反復(fù)驗(yàn)證,頻率如按直線上升或下降,控制效果就可以滿足常規(guī)的應(yīng)用要求。用PLC實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的加減速控制,實(shí)際上就是控制發(fā)脈沖的頻率。圖2-2加速時(shí),使脈沖頻率增高,減速時(shí)那么相反。如果使用定時(shí)器來控制電機(jī)的速度,加減速控制就是不斷改變定時(shí)中斷的設(shè)定值。速度從v1～v2變化,如果是線性增加,那么按給定的斜率加減速;如果是突變,那么按階梯加速法處理。在此過程中要處理好2個(gè)問題:(1)速度轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)盡量短。(2)保證控制速度的精確性。要從一個(gè)速度準(zhǔn)確到達(dá)另外一個(gè)速度,就要建立一個(gè)校驗(yàn)機(jī)制,以防超過或未到達(dá)所需速度。步進(jìn)電機(jī)的換向控制步進(jìn)電機(jī)換向時(shí),一定要在電機(jī)降速停止或降到突跳頻率范圍之內(nèi)再換向,以免產(chǎn)生較大的沖擊而損壞電機(jī)。換向信號(hào)一定要在前一個(gè)方向的最后一個(gè)脈沖結(jié)束后以及下一個(gè)方向的第1個(gè)脈沖前發(fā)出。對(duì)于脈沖的設(shè)計(jì)主要要求其有一定的脈沖寬度、脈沖序列的均勻度及上下電平方式。在某一高速下的正、反向切換實(shí)質(zhì)包含了降速→換向→加速3個(gè)過程。將PLC控制的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)用于某大型生產(chǎn)線的數(shù)控滑臺(tái)，每個(gè)滑臺(tái)僅占用4個(gè)I/O接口，節(jié)省了CNC控制系統(tǒng)，其脈沖當(dāng)量為0.01~0.05mm,進(jìn)給速度為Vf=3~15m/min,完全滿足工藝要求和加工精度要求2.4本章小結(jié)本章介紹了數(shù)控滑臺(tái)的控制方法，PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩種方案以及步進(jìn)電機(jī)的控制方法。用軟件來產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)的環(huán)型脈沖信號(hào),并用PLC中的定時(shí)器來產(chǎn)生速度脈沖信號(hào),這樣就可以省掉專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,降低硬件本錢。但由于PLC的掃描周期一般為幾毫秒到幾十毫秒,相應(yīng)的頻率只能到達(dá)幾百赫茲,因此,受到PLC工作方式的限制及其掃描周期的影響,步進(jìn)電機(jī)不能在高頻下工作,無法實(shí)現(xiàn)高速控制。并且在速度較高時(shí),由于受到掃描周期的影響,相應(yīng)的控制精度就降低了。利用PLC的高速脈沖輸出功能輸出脈沖信號(hào),經(jīng)過專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器去控制步進(jìn)電機(jī)，雖然硬件結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜些，但可以節(jié)省占用PLC的I/O口點(diǎn)數(shù)，步進(jìn)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)器可將PLC輸出的控制脈沖放大到幾十至上百伏特、幾安至十幾安。步進(jìn)電機(jī)的起停控制可在步進(jìn)電機(jī)控制脈沖的上升沿和下降沿采用細(xì)分的梯形波,可以減小步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角,提高電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性。步進(jìn)電機(jī)的加減速段的處理可采用按直線擬合的方法。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件組成I0.0—I0.7對(duì)偶碼定位角度24V人機(jī)界面CPU224SH-20806C型功率驅(qū)I0.0—I0.7對(duì)偶碼定位角度24V人機(jī)界面CPU224SH-20806C型功率驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)B路A路I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5編程電纜Q0.2旋轉(zhuǎn)方向Q0.0脈沖輸出工作臺(tái)光柵尺圖3-13.2系統(tǒng)硬件介紹S7-200控制器S7-200系列是一類可編程邏輯控制器〔MicroPLC〕。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動(dòng)化控制需要。由于具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得S7-200可以近乎完美的滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的CPU類型和電壓等級(jí)使其在解決用戶的工業(yè)自動(dòng)化問題時(shí)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。S7-200的編程軟件：STEP7-Micro/WIN32。該編程軟件可以方便地在Windows環(huán)境下對(duì)PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控。使得PLC的編程更加方便、快捷。主要組成局部：一臺(tái)S7-200MicroPLC包括一個(gè)單獨(dú)的S7-200CPU，或者帶有各種各樣的可選擴(kuò)展的模塊。S7-200MicroPLC模塊包括一個(gè)中央處理單元，電源及數(shù)字量I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以便對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制任務(wù)或過程進(jìn)行控制。輸入和輸出是系統(tǒng)的控制點(diǎn)：輸入局部從現(xiàn)場設(shè)備〔例如傳感器或者開關(guān)〕中采集信號(hào)，輸出局部那么控制電機(jī)、泵、以及工業(yè)過程中的其他設(shè)備。電源向CPU所連接的任何模塊提供電力。通訊端口允許將S7-200CPU同編程器或其他設(shè)備連接起來。狀態(tài)信息號(hào)燈顯示了CPU的工作模式〔運(yùn)行或者停止〕，本機(jī)I/O的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出錯(cuò)的系統(tǒng)錯(cuò)誤。通過擴(kuò)展模塊可增加CPU的I/O點(diǎn)數(shù)。通過擴(kuò)展模塊可提供其他通訊性能。一些CPU具有內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，其它CPU那么需要實(shí)時(shí)時(shí)鐘卡。EEPROM可以存儲(chǔ)CPU程序，也可以將一個(gè)CPU中的程序傳送到另一個(gè)CPU中。通過可選的插入式電池盒可延長RAM中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間本系統(tǒng)中選CPU224，主要參數(shù)如表3-1：外形尺寸〔mm〕120.5×80×62程序存儲(chǔ)器4K本機(jī)I/O14輸入10輸出用戶數(shù)據(jù)2K內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器6H/W〔20KHz〕數(shù)據(jù)后備50小時(shí)表3-1和利時(shí)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是一種把電脈沖信號(hào)變成直線位移或角位移的控制電機(jī),其位移速度與脈沖頻率成正比,位移量與脈沖數(shù)成正比。步進(jìn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上也是由定子和轉(zhuǎn)子組成，可以對(duì)旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行高精度控制。當(dāng)定子上繞組通電時(shí),可產(chǎn)生鼓勵(lì)磁場,并與轉(zhuǎn)子形成回路。如果轉(zhuǎn)子和定子之間的齒沒有對(duì)齊,由于磁力線力圖走磁阻最小的線路,從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度,使轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁極磁場方向與定子的磁場方向一致。當(dāng)定子繞組矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,轉(zhuǎn)子也隨著該磁場旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。因此,控制電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)實(shí)際上就是以一定的規(guī)律控制定子繞組的電流來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場。每來一個(gè)脈沖電壓,轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角,稱為一步。根據(jù)電壓脈沖的分配方式,步進(jìn)電機(jī)各相繞組的電流輪流切換,在供給連續(xù)脈沖時(shí),就能一步一步地連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),從而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。每轉(zhuǎn)一周的步數(shù)相同,在不丟步的情況下運(yùn)行,其步距誤差不會(huì)長期積累。隨著電力電子技術(shù)的開展,可以實(shí)現(xiàn)細(xì)分驅(qū)動(dòng),即將一個(gè)步距角細(xì)分成假設(shè)干小步來驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)必須使用專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備才能夠正常工作。步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行性能,除與電機(jī)自身的性能有關(guān)外,在很大程度上還取決于驅(qū)動(dòng)設(shè)備性能的優(yōu)劣。本系統(tǒng)采用和利時(shí)86BYG250A-SAFRBL-030-2步進(jìn)電機(jī)，具有如下特點(diǎn)：小體積、高轉(zhuǎn)矩、低振動(dòng)絕緣電阻——500VDC100MWMin軸向間隙——0.1～0.3mm徑向跳動(dòng)——0.02mmMax溫升——65KMax絕緣強(qiáng)度——750V50Hz1Minute環(huán)境溫度——20℃～55℃絕緣等級(jí)——驅(qū)動(dòng)方式：雙極恒流步距角：0.9°接線方式：高速方式1.電機(jī)接線圖如圖3-2：考前須知:A+〔紅〕A+〔紅〕A-〔綠〕B+〔黃〕B-〔藍(lán)〕高速并聯(lián)方式220vAC安裝止口定位并注意公差配合，嚴(yán)格保證電機(jī)軸與負(fù)載軸的同心度。對(duì)于電機(jī)引線方式,由廠家接好線,用戶不必自己改動(dòng)。電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器連接時(shí)，請(qǐng)勿接錯(cuò)相。圖3-2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)SH-20806C型驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)四通86BYG系列以及其他品牌兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，采用改善半步運(yùn)行模式。由于采用了H橋恒相流驅(qū)動(dòng)方式，并允許較大的輸入電壓范圍，保證了電機(jī)的快速響應(yīng)。尤其是采用特殊技術(shù)消除了標(biāo)準(zhǔn)半步驅(qū)動(dòng)方式下的力矩波動(dòng)，從而使電機(jī)出力提高約40％，同時(shí)抑制了振動(dòng)，降低了噪音。超大規(guī)模集成電路的使用結(jié)合四通電機(jī)成熟完善的功率電子技術(shù)，使該款驅(qū)動(dòng)器具有高功率，小體積，性能突出，本錢低廉的特點(diǎn)。特點(diǎn)如下：全新的雙極恒相流加細(xì)分控制模式創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)尋優(yōu)電路使性能最優(yōu)化最大64細(xì)分的八種運(yùn)行模式提供在線細(xì)分切換功能直流電源DC10V～70V供電最大輸出驅(qū)動(dòng)電流6A/相〔峰值〕輸入信號(hào)TTL兼容且光電隔離輸出電流可方便設(shè)定過流、過壓、錯(cuò)相保護(hù)脫機(jī)(FREE)保持功能精巧的外形尺寸便于安裝其他功能：自動(dòng)半電流。假設(shè)上位控制機(jī)在1秒鐘內(nèi)沒有發(fā)出步進(jìn)脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器將自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電的半電流運(yùn)行模式，電機(jī)繞組的相電流將減為設(shè)定值的一半，在此狀態(tài)下電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的功耗得以降低，但電機(jī)的輸出力矩也相應(yīng)下降。在下一個(gè)脈沖到來時(shí)驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)恢復(fù)輸出電流額定值?？梢酝ㄟ^驅(qū)動(dòng)器側(cè)面撥碼開關(guān)的第四位選擇關(guān)閉該功能。改善半步運(yùn)行模式。本驅(qū)動(dòng)器采用改善半步運(yùn)行模式。驅(qū)動(dòng)整步步距角1.8度的兩相電機(jī)時(shí)可實(shí)現(xiàn)每步0.9度的分辨率，即400步/轉(zhuǎn)。在這一點(diǎn)上與標(biāo)準(zhǔn)半步運(yùn)行方式相同，但是由于采用了力矩補(bǔ)償技術(shù)，可以提高電機(jī)的低速力矩〔理論上最大可以提升40%〕，并且可有效解決相鄰兩拍之間的力矩波動(dòng)，即強(qiáng)弱步問題，使電機(jī)的加速性和平穩(wěn)性得到改善。對(duì)于不同的電機(jī)由于其電感電阻參數(shù)的差異改善的效果不盡相同，對(duì)于高速運(yùn)行〔一般500轉(zhuǎn)/分以上〕，采用改善半步和標(biāo)準(zhǔn)半步差異不大。錯(cuò)相保護(hù)。兩相電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器連接時(shí)，用戶極易接錯(cuò)相，從而嚴(yán)重?fù)p壞驅(qū)動(dòng)器。本驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)了錯(cuò)相保護(hù)電路，用戶接錯(cuò)相時(shí)，驅(qū)動(dòng)器不會(huì)損壞，但電機(jī)運(yùn)行不正常，主要表現(xiàn)在出力極小。遇此情況，應(yīng)檢查電機(jī)接線是否錯(cuò)誤。輸出電流調(diào)整。本驅(qū)動(dòng)器采用雙極恒流方式最大輸出電流值為6A/相〔峰值〕，根據(jù)驅(qū)動(dòng)器側(cè)板開關(guān)〔1、2、3〕的不同組合可以方便的選擇8種電流值從1.4A到6.2A，要注意的是這里所說的電流是指驅(qū)動(dòng)器每相輸出電流的峰值，使用串電流表的方式不能得到正確的讀數(shù)。電氣特性如表3-2：電源電壓24VDC-70VDC絕緣強(qiáng)度在常溫常壓下0.5KV,1分鐘輸入電流6——10mA步進(jìn)脈沖頻率0——50KHz輸出相電流最大6A〔峰值〕絕緣電阻在常溫常壓下>100MW表3-2使用環(huán)境及參數(shù)如表3-3：冷卻方式強(qiáng)制冷風(fēng)場合防止金屬粉塵、油污及腐蝕性氣體溫度0℃——震動(dòng)5.9平方米每秒Max外形尺寸111×79×46mm重量約0.45Kg表3-31.電源供給。本驅(qū)動(dòng)器采用直流電源供電，電源電壓在DC24V～DC70V〔峰值〕之間都可以正常工作，可直接采用交流整流加濾波電容濾波后提供。電源容量根據(jù)所配電機(jī)和所設(shè)相電流的大小而異。由于電機(jī)高速制動(dòng)、電源電壓的脈動(dòng)及慣性負(fù)載的影響都會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器電源電壓的異常波動(dòng)，為了確保驅(qū)動(dòng)器的正常使用，在這種情況的應(yīng)用場合的做法是適當(dāng)降低驅(qū)動(dòng)器的電源電壓值以保證留有裕量。接線時(shí)務(wù)必要注意電源正負(fù)，切勿反接！2.控制信號(hào)。本驅(qū)動(dòng)器采用單脈沖控制方式。輸入控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置光耦隔離，采用公共端接法，兼容共陽和共陰兩種模式。要求控制信號(hào)提供至少6mA的驅(qū)動(dòng)電流。驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部已串入光耦的限流電阻510W，信號(hào)可使用標(biāo)準(zhǔn)TTL電平，較高的信號(hào)幅值有利于提高信號(hào)的抗干擾能力。當(dāng)VCC電壓較高時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要在各控制信號(hào)端口〔公共端COM端口除外〕外串電阻進(jìn)行限流。例如：VCC=24時(shí)，外串電阻約為2KΩ。脈沖信號(hào)。最大通過頻率為50KHz。信號(hào)有效電平〔共陽為低電平、共陰為高電平使驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部光耦導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)器對(duì)脈沖信號(hào)有效沿〔共陽為下降沿、共陰為上升沿〕響應(yīng)。有效脈沖電平的寬度不應(yīng)小于10μs。過大的脈沖寬度和較低的信號(hào)幅度都會(huì)影響對(duì)信號(hào)的良好響應(yīng)并易引入擾動(dòng)。方向信號(hào)。外加電平變化控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。為確保響應(yīng)，方向信號(hào)應(yīng)先于STEP信號(hào)至少20μs建立。電機(jī)的初始運(yùn)行方向與電機(jī)的接線有關(guān)，互換兩相可以改變電機(jī)初始運(yùn)行方向。脫機(jī)信號(hào)。脫機(jī)控制端外加有效電平〔共陽為低電平、共陰為高電平〕時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將切斷電機(jī)繞組電流使電機(jī)軸處于自由狀態(tài)，此時(shí)的步進(jìn)脈沖將不能被響應(yīng)。此狀態(tài)可顯著降低驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)的功耗和溫升。當(dāng)不需用此功能時(shí)，F(xiàn)REE端可懸空。公共端COM。本驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)采用公共端接線方式，應(yīng)將輸入信號(hào)的公共端〔共陽為電源正極、共陰為電源負(fù)極〕連接到該端子上，將輸入信號(hào)連接到對(duì)應(yīng)的信號(hào)端子上。3.驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)接線。本驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)為配合兩相混合式步進(jìn)電機(jī)使用，所采用的是雙極恒流的控制方式，可以最大限度的利用電機(jī)的鐵磁材料。可以配合4線，6線及8線的電機(jī)使用。要特別提出注意的是，本驅(qū)動(dòng)器不能配合5線兩相電機(jī)使用！為了更好的使用本驅(qū)動(dòng)器，在系統(tǒng)接線時(shí)，應(yīng)遵循強(qiáng)電線〔電機(jī)相線，電源線〕與弱電信號(hào)線分開的原那么，以防止控制信號(hào)被干擾。在無法分別布線或有強(qiáng)干擾源〔變頻器，電磁閥等〕存在的情況下，最好使用屏蔽電纜傳送控制信號(hào)；采用較高電平的控制信號(hào)也對(duì)抵抗干擾有積極的意義。接線圖如圖3-3：PLCPLCQ0.0Q0.2220vACGNDSH20806C脈沖信號(hào)A+方向信號(hào)B+脫機(jī)信號(hào)B-公共端A-懸空2K220vAC圖3-3注意：因?yàn)榻涌陔娖絍CC=24V，所以應(yīng)在各控制信號(hào)端子〔COM端除外〕外串接2KΩ電阻。驅(qū)動(dòng)器安裝時(shí)應(yīng)保證設(shè)備的通風(fēng)良好，并定期檢查散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常；機(jī)柜內(nèi)有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器并列使用時(shí)要保證相互之間的距離不小于5cm。3.2.4絲杠按照國標(biāo)GB/T17587.3-1998及應(yīng)用實(shí)例，滾珠絲杠〔目前已根本取代梯形絲杠，已俗稱絲杠〕是用來將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)；或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，并具有傳動(dòng)效率高，定位準(zhǔn)確等特點(diǎn)；當(dāng)絲杠作為主動(dòng)體時(shí)，螺母就會(huì)隨絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，被開工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲桿副是由絲桿、螺母、滾珠、密封件等零件組成的高精度機(jī)械傳動(dòng)部件。滾珠絲桿副由于滾珠做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，起動(dòng)扭矩極小，不會(huì)產(chǎn)生如滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)中易出現(xiàn)的爬行、蠕動(dòng)現(xiàn)象，所以能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。別一方面，由于滾珠絲桿副效率高、磨擦小、發(fā)熱低，從而又能進(jìn)行高速進(jìn)給。由于滾珠絲桿副可以加預(yù)壓，預(yù)壓后可使軸向間隙到達(dá)零甚至零以下，進(jìn)而得到較高的剛性。FF型絲杠主要參數(shù)如表3-4：導(dǎo)程4mm長度500mm公稱直徑10mm絲杠外經(jīng)9.8mm表3-43.2.5光柵尺光柵位移傳感器由一對(duì)光柵副中的主光柵〔即標(biāo)尺光柵〕和副光柵〔即指示光柵〕組成。其進(jìn)行相對(duì)位移時(shí)，在光的干預(yù)與衍射共同作用下產(chǎn)生黑白相間〔或明暗相間〕的規(guī)那么條紋圖形〔稱之為莫爾條紋〕，經(jīng)過光電器件轉(zhuǎn)換使黑白〔或明暗〕相同的條紋轉(zhuǎn)換成正弦波變化的電信號(hào)，再經(jīng)過放大器放大，整形電路整形后，送入光柵數(shù)顯表計(jì)數(shù)顯示。一般情況卜，為了判別出運(yùn)動(dòng)方向，線條被刻成相位上相差90°的兩路。當(dāng)讀數(shù)頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，接口電路的光電接收器分別產(chǎn)生A相和B相兩路相位相差90

°的脈沖波。輸出信號(hào)再經(jīng)過數(shù)顯系統(tǒng)細(xì)分處理,分辨率是光柵周期除以信號(hào)細(xì)分?jǐn)?shù),經(jīng)過電子信號(hào)細(xì)分處理分辨率可為5um或1um甚至更小。線位移光柵傳感器數(shù)顯系統(tǒng)主要應(yīng)用于直線移動(dòng)導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)或精密位移量的測量，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)量的高精確顯示和自動(dòng)控制，已廣泛應(yīng)用于機(jī)床加工和儀器的精密測量。目前該產(chǎn)品已形成多種系列，品種齊全，制作精巧，技術(shù)精良，可供不同規(guī)格的各類機(jī)床、儀器數(shù)字化改造選用，還可根據(jù)用戶的特殊需要進(jìn)行特殊制作。配套相應(yīng)的數(shù)顯系統(tǒng)可以用于車床改造、銑床改造、鏜床改造、磨床改造、火花機(jī)改造、鉆床改造、坐標(biāo)測量、投影測量等。長春七海光柵尺技術(shù)QH-400參數(shù)如表3-5：精度0.1um響應(yīng)速度25m/min量程500mm電壓輸出TTL方波24V工作溫度0-45表3-51.光柵尺的安裝考前須知：安裝基面。安裝光柵位移傳感器時(shí)，不能直接將傳感器安裝在粗糙不平的機(jī)床床身上，更不能安裝在打底涂漆的機(jī)床床身上。光柵尺定尺和動(dòng)尺分別安裝在機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)部件上，用千分表檢查機(jī)床工作臺(tái)主尺安裝面于導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向的平行度，要求到達(dá)平行度為0.1mm以內(nèi)。主尺安裝。將光柵尺M(jìn)4螺釘上在機(jī)床的中托板安裝面上，但不要上緊。把千分表固定在床身上，移動(dòng)中托板〔主尺與中托板同時(shí)移動(dòng)〕，用千分表測量主尺平面與機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向的平行度，調(diào)整主尺M(jìn)4螺釘位置，使主尺平行度滿足0.1mm/1000mm以內(nèi)。在安裝光柵主尺時(shí)應(yīng)注意：在安裝定尺時(shí)，不能象橋梁式只安裝兩端頭，尚需在整個(gè)定尺尺身中有支撐?；叩陌惭b。在安裝滑尺時(shí)，首先應(yīng)保證滑尺的基面到達(dá)安裝要求，其安裝方法與定尺相似。調(diào)整滑尺使滑尺與定尺平行度保證在0.1mm/1000mm以內(nèi)，其滑尺與定尺的間隙控制在1mm～1.5mm之內(nèi)。限位裝置。光柵位移傳感器全部裝完后，一定要在機(jī)床導(dǎo)軌上安裝限位裝置以免在加工過程中滑尺沖撞到定尺兩端，從而損壞光柵尺，且應(yīng)盡量選用超出機(jī)床加工尺寸100mm左右的光柵尺，以留有運(yùn)動(dòng)余地。2.光柵尺使用考前須知：光柵傳感器與數(shù)顯表插頭座插拔時(shí)應(yīng)關(guān)閉電源后進(jìn)行。盡可能外加保護(hù)罩，并及時(shí)清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴(yán)格防止任何異物進(jìn)入光柵傳感器殼體內(nèi)部。定期檢查各安裝聯(lián)接螺釘是否松動(dòng)。為延長防塵密封條的壽命，可在密封條上均勻涂上一薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。為保證光柵傳感器使用的可靠性，可每隔一定時(shí)間用乙醇混合液〔各50%〕清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺面清潔。光柵傳感器嚴(yán)禁劇烈震動(dòng)及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵傳感器即失效了。不要自行拆開光柵傳感器，更不能任意改動(dòng)主柵尺與副柵尺的相對(duì)間距，否那么一方面可能破壞光柵傳感器的精度；另一方面還可能造成主柵尺與副柵尺的相對(duì)摩擦，損壞鉻層也就損壞了柵線，以而造成光柵尺報(bào)廢。應(yīng)注意防止油污及水污染光柵尺面，以免破壞光柵尺線條紋分布，引起測量誤差。光柵傳感器應(yīng)盡量防止在有嚴(yán)重腐蝕作用的環(huán)境中工作，以免腐蝕光柵鉻層及光柵尺外表，破壞光柵尺質(zhì)量。3.2.6人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面〔Human-ComputerInterface,簡寫HCI，又稱用戶界面或使用者界面〕：是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞、交換信息的媒介和對(duì)話接口，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成局部。它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。人機(jī)交互〔Human-ComputerInteraction,簡寫HCI〕：是研究關(guān)于設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和實(shí)現(xiàn)供人們使用的交互計(jì)算系統(tǒng)以及有關(guān)這些現(xiàn)象進(jìn)行研究的科學(xué)。人機(jī)交互與人機(jī)界面是兩個(gè)有著緊密聯(lián)系而又不盡相同的概念。觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。利用這種技術(shù)，我們用戶只要用手指輕輕地碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)。大的簡化了計(jì)算機(jī)的使用，即使是對(duì)計(jì)算機(jī)一無所知的人，也照樣能夠信手拈來，使計(jì)算機(jī)展現(xiàn)出更大的魅力。解決了公共信息市場上計(jì)算機(jī)所無法解決的問題。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)過程可分為以下幾個(gè)步驟：1.創(chuàng)立系統(tǒng)功能的外部模型設(shè)計(jì)模型主要是考慮軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、總體結(jié)構(gòu)和過程性描述，界面設(shè)計(jì)一般只作為附屬品，只有對(duì)用戶的情況)有所了解，才能設(shè)計(jì)出有效的用戶界面；根據(jù)終端用戶對(duì)未來系統(tǒng)的假想(簡稱系統(tǒng)假想)設(shè)計(jì)用戶模型，最終使之與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后得到的系統(tǒng)映象(系統(tǒng)的外部特征)相吻合，用戶才能對(duì)系統(tǒng)感到滿意并能有效的使用它；建立用戶模型時(shí)要充分考慮系統(tǒng)假想給出的信息，系統(tǒng)映象必須準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)的語法和語義信息。2.確定為完成此系統(tǒng)功能人和計(jì)算機(jī)應(yīng)分別完成的任務(wù)。任務(wù)分析有兩種途徑。一種是從實(shí)際出發(fā)，通過對(duì)原有處于手工或半手工狀態(tài)下的應(yīng)用系統(tǒng)的剖析，將其映射為在人機(jī)界面上執(zhí)行的一組類似的任務(wù)；另一種是通過研究系統(tǒng)的需求規(guī)格說明，導(dǎo)出一組與用戶模型和系統(tǒng)假想相協(xié)調(diào)的用戶任務(wù)。逐步求精和面向?qū)ο蠓治龅燃夹g(shù)同樣適用于任務(wù)分析。逐步求精技術(shù)可把任務(wù)不斷劃分為子任務(wù)，直至對(duì)每個(gè)任務(wù)的要求都十分清楚；而采用面向?qū)ο蠓治黾夹g(shù)可識(shí)別出與應(yīng)用有關(guān)的所有客觀的對(duì)象以及與對(duì)象關(guān)聯(lián)的動(dòng)作。

3.考慮界面設(shè)計(jì)中的典型問題。設(shè)計(jì)任何一個(gè)機(jī)界面，一般必須考慮系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、用戶求助機(jī)制、錯(cuò)誤信息處理和命令方式四個(gè)方面。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過長是交互式系統(tǒng)中用戶抱怨最多的問題，除了響應(yīng)時(shí)間的絕對(duì)長短外，用戶對(duì)不同命令在響應(yīng)時(shí)間上的差異亦很在意，假設(shè)過于懸殊用戶將難以接受；用戶求助機(jī)制宜采用集成式，防止疊加式系統(tǒng)導(dǎo)致用戶求助某項(xiàng)指南而不得不瀏覽大量無關(guān)信息；錯(cuò)誤和警告信息必須選用用戶明了、含義準(zhǔn)確的術(shù)語描述，同時(shí)還應(yīng)盡可能提供一些有關(guān)錯(cuò)誤恢復(fù)的建議。此外，顯示出錯(cuò)信息時(shí)，假設(shè)再輔以聽覺(鈴聲)、視覺(專用顏色)刺激，那么效果更佳；命令方式最好是菜單與鍵盤命令并存，供用戶選用。

TP170Micro產(chǎn)品特點(diǎn)：6寸單色觸摸屏；支持中文字符；支持PPI多主站通訊；5種在線語言；256KB用戶存儲(chǔ)區(qū)。性價(jià)比高，具備豐富根本功能的輸入級(jí)設(shè)備可連接SIMATICS7-200；多主機(jī)通訊功能，可集成到網(wǎng)絡(luò)可使用SIMATICWinCCflexibleMicro進(jìn)行組態(tài)報(bào)文系統(tǒng)可任意定義報(bào)文類和報(bào)文歷史可在5種聯(lián)機(jī)語言間切換；每個(gè)工程最多可組態(tài)32種語言具有密碼系統(tǒng)；組態(tài)和調(diào)試時(shí)間短主要技術(shù)參數(shù)：分辨率320x240工作溫度0°C至+尺寸5.7"英寸額定電流0.24A3.3本章小結(jié)本章重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)的各硬件組成局部，對(duì)各個(gè)組成部件的特點(diǎn)、工作原理、選型參數(shù)配置、工作環(huán)境做了進(jìn)一步的介紹，其中包括每一局部詳細(xì)的電氣連接圖，說明及應(yīng)用考前須知，使系統(tǒng)具有一個(gè)整體性。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1PLC編程語言介紹PLC通常不采用微機(jī)的編程語言，而是采用面向控制過程、面向問題的自然語言編程。國際電氣技術(shù)聯(lián)合會(huì)IEC于1993年制定了PLC編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)(IEC1131-3)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了5種編程語言，其中3種圖形化語言，2種文體化語言。圖形化語言有梯形圖(LadderDiagram-LD)，順序功能圖(SequentialFunctionChart-SFC)，功能塊圖(FunctionBlockDiagram-FBD)。文本化語言有指令表(InstructionList-IL)和結(jié)構(gòu)文本(StructuresText-ST)。這5種語言夠成了PLC的官方語言，而其中的梯形圖和功能塊圖由于可操作性好，得到了大家的肯定，開展較快。編程模式SIMATIC和IEC比擬：大多數(shù)PLC提供同類型的根本指令，但其外觀和操作因供給商而異，通常有微小的差異。SIMATIC語言僅是西門子〔Siemens〕公司提供的指令集，選擇SIMATIC指令集時(shí)考慮的要點(diǎn)是SIMATIC指令通常執(zhí)行時(shí)間最短。所有三種編輯器〔LAD、FBD、STL〕都可與SIMATIC指令集共同使用。國際電子技術(shù)委員會(huì)是為電子技術(shù)所有領(lǐng)域制訂全球標(biāo)準(zhǔn)的國際性組織。在最近幾年里，他們制定了專門針對(duì)眾多PLC編程領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。根本上，這些標(biāo)準(zhǔn)鼓勵(lì)不同的PLC制造商提供在外觀和操作上相似的指令。在SIMATIC指令集和IEC1131-3指令集之間存在一些關(guān)鍵的差異：1.IEC1131-3指令集中的指令較少。有些SIMATIC通常包含的指令在IEC1131-3規(guī)格中并非標(biāo)準(zhǔn)指令?！才cSIMATIC相當(dāng)?shù)闹噶钜訧EC1131-1指令集的非標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展形式提供。在指令樹中用紅色標(biāo)記表示。〕2.IEC1131-3指令集中的一些方框指令接受多種數(shù)據(jù)格式。這一概念通常被稱為過載。例如，取代獨(dú)立的ADD_I〔加整數(shù)〕和ADD_R〔加實(shí)數(shù)〕數(shù)學(xué)方框，IEC1131-3ADD〔加〕指令檢查相加數(shù)據(jù)的格式，并自動(dòng)在CPU中選擇正確的指令。這樣可節(jié)省珍貴的程序設(shè)計(jì)時(shí)間。3.當(dāng)您使用IEC1131-3指令時(shí)，指令參數(shù)會(huì)自動(dòng)檢查適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)格式。例如，如果您嘗試為指令輸入一個(gè)整數(shù)值，而該指令期待一個(gè)位值〔翻開／關(guān)閉〕，那么會(huì)顯示錯(cuò)誤。這一功能有助于盡量減少編程語法錯(cuò)誤。有關(guān)IEC編程的要點(diǎn)是：IEC1131-3規(guī)定，在定義變量時(shí)必須說明變量類型，并支持?jǐn)?shù)據(jù)類型的系統(tǒng)檢查。使用IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)指令時(shí)，更容易學(xué)習(xí)如何為PLC的不同品牌建立程序。(由標(biāo)準(zhǔn)指定的〕指令較少，但您能使用SIMATIC的許多指令。某些IEC1131-3指令與對(duì)應(yīng)的SIMATIC指令操作方法不同。IEC1131-3指令可能需要較長的執(zhí)行時(shí)間。IEC1131-3指令僅限在LAD和FBD編輯器中使用4.2STEP7-Micro/WIN32軟件及其開發(fā)環(huán)境介紹STEP7-Micro/WIN32軟件可以方便地在Windows環(huán)境下對(duì)PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控。使得PLC的編程更加方便、快捷。STEP7-Micro/WIN32軟件的開發(fā)環(huán)境如圖4-1：圖4-1操作欄顯示編程特性的按鈕控制群組：1.視圖—顯示程序塊、符號(hào)表，狀態(tài)圖，數(shù)據(jù)塊，系統(tǒng)塊，交叉參考及通訊顯示按鈕控制。2.工具—顯示指令向?qū)?、文本顯示向?qū)?、位置控制向?qū)АM253控制面板和調(diào)制解調(diào)器擴(kuò)展向?qū)У陌粹o控制?！伯?dāng)操作欄包含的對(duì)象因?yàn)楫?dāng)前窗口大小無法顯示時(shí)，操作欄顯示滾動(dòng)按鈕，使您能向上或向下移動(dòng)至其他對(duì)象。〕3.指令樹—提供所有工程對(duì)象和為當(dāng)前程序編輯器〔LAD、FBD或STL〕提供的所有指令的樹型視圖。您可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊樹中“工程〞局部的文件夾，插入附加程序組織單元〔POU〕；您可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊單個(gè)POU，翻開、刪除、編輯其屬性表，用密碼保護(hù)或重命名子程序及中斷例行程序。您可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊樹中“指令〞局部的一個(gè)文件夾或單個(gè)指令，以便隱藏整個(gè)樹。您一旦翻開指令文件夾，就可以拖放單個(gè)指令或雙擊，按照需要自動(dòng)將所選指令插入程序編輯器窗口中的光標(biāo)位置。您可以將指令拖放在“偏好〞文件夾中，排列經(jīng)常使用的指令。4.交叉參考允許您檢視程序的交叉參考和組件使用信息。5.數(shù)據(jù)塊允許您顯示和編輯數(shù)據(jù)塊內(nèi)容。6.狀態(tài)圖窗口允許您將程序輸入、輸出或變量置入圖表中，以便追蹤其狀態(tài)。您可以建立多個(gè)狀態(tài)圖，以便從程序的不同局部檢視組件。每個(gè)狀態(tài)圖在狀態(tài)圖窗口中有自己的標(biāo)簽。7.符號(hào)表／全局變量表窗口允許您分配和編輯全局符號(hào)〔即可在任何POU中使用的符號(hào)值，不只是建立符號(hào)的POU〕。您可以建立多個(gè)符號(hào)表?？稍诠こ讨性黾右粋€(gè)S7-200系統(tǒng)符號(hào)預(yù)定義表。8.輸出窗口——在您編譯程序時(shí)提供信息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，可雙擊錯(cuò)誤信息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。當(dāng)您編譯程序或指令庫時(shí)，提供信息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，您可以雙擊錯(cuò)誤信息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。9.狀態(tài)條——提供您在STEP7-Micro/WIN中操作時(shí)的操作狀態(tài)信息。10.程序編輯器窗口——包含用于該工程的編輯器〔LAD、FBD或STL〕的局部變量表和程序視圖。如果需要，您可以拖動(dòng)分割條，擴(kuò)展程序視圖，并覆蓋局部變量表。當(dāng)您在主程序一節(jié)〔OB1〕之外，建立子程序或中斷例行程序時(shí)，標(biāo)記出現(xiàn)在程序編輯器窗口的底部?？牲c(diǎn)擊該標(biāo)記，在子程序、中斷和OB1之間移動(dòng)。11.局部變量表——包含您對(duì)局部變量所作的賦值〔即子程序和中斷例行程序使用的變量〕。在局部變量表中建立的變量使用暫時(shí)內(nèi)存；地址賦值由系統(tǒng)處理；變量的使用僅限于建立此變量的POU。12.菜單條——允許您使用鼠標(biāo)或鍵擊執(zhí)行操作。您可以定制“工具〞菜單，在該菜單中增加自己的工具。13.工具條為最常用的STEP7-Micro/WIN操作提供便利的鼠標(biāo)訪問。您可以定制每個(gè)工具條的內(nèi)容和外觀。4.3流程控制及信號(hào)清單1.程序初始化在程序的第一個(gè)掃描周期〔SM0.1=1〕設(shè)置重要的參數(shù)。此外，高速計(jì)算器HSC2由外部復(fù)位并初始化A/B計(jì)數(shù)器。HSC2對(duì)檢測定位的光柵傳感器信號(hào)計(jì)數(shù)。傳感器的A路和B路信號(hào)分別作為CPU輸入端I1.2和I1.3的輸入。由傳感器進(jìn)行定位監(jiān)視，在輸出脈沖結(jié)束之后，等待T1時(shí)間，以便使連接電機(jī)和傳感器的軸連接器的振動(dòng)消失。2．實(shí)際值和設(shè)定值比擬T1到時(shí)后，子程序4對(duì)實(shí)際值和設(shè)定值進(jìn)行比擬。假設(shè)果軸的設(shè)定位置的步數(shù)范圍內(nèi)，定位就是正確的。如果實(shí)際位置在此范圍之外，當(dāng)超過起停頻率時(shí)，那就會(huì)造成電機(jī)失步這種情況發(fā)生。此時(shí)，Q1.1就會(huì)輸出一個(gè)警告信號(hào)。3.位置的校正假設(shè)錯(cuò)誤定位被檢測出來，那么啟動(dòng)第二等待定時(shí)器T2。此后，根據(jù)設(shè)定值和實(shí)際值之間的差值計(jì)算出校正的步數(shù)。當(dāng)校正時(shí)，電機(jī)頻率低于起停頻率，以防新的步數(shù)喪失。4．如果在兩次校正嘗試之后還不能到達(dá)設(shè)定位置，為平安起見，控制將被鎖定〔M0.2=1〕。只有按下確認(rèn)按鈕I1.4之后，控制才被翻開，然后，進(jìn)行另一個(gè)參考點(diǎn)的檢測。5.流程圖如圖4-2：啟動(dòng)主程序啟動(dòng)主程序初始化〔僅在第一個(gè)掃描周期執(zhí)行〕選擇旋轉(zhuǎn)方向〔I1.5〕在子程序1中指定操作模式設(shè)置參考點(diǎn)？定位控制子程序2位置監(jiān)視錯(cuò)誤定位？查找參考值設(shè)定參考點(diǎn)傳感器A路傳感器B路是否否2個(gè)不成功的校正嘗試？鎖定控制子程序5中進(jìn)行位置校正是是否確認(rèn)定位錯(cuò)誤結(jié)束主程序傳感器A路傳感器B路圖4-2：信號(hào)清單：輸入：I0.0—I0.7I1.0電機(jī)啟動(dòng)按鈕“Start〞I1.1電機(jī)停止按鈕“Stop〞I1.2傳感器信號(hào)A路I1.3傳感器信號(hào)B路I1.4設(shè)置/取消參考點(diǎn)按鈕〔確認(rèn)開關(guān)〕I1.5選擇旋轉(zhuǎn)方向的開關(guān)輸出：Q0.0脈沖輸出Q0.2旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)輸出Q1.0操作模式的顯示Q1.1定位錯(cuò)誤的顯示標(biāo)志位：M0.1電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)標(biāo)志位M0.2鎖定標(biāo)志位M0.3參考點(diǎn)標(biāo)志位M0.4完成第一次定位標(biāo)志M1.1T1等待時(shí)間到標(biāo)志位MD8、MD12M20.0輸出脈沖結(jié)束標(biāo)志位MW25錯(cuò)誤定位計(jì)數(shù)器精度：AC0允許偏差的下限AC1允許偏差的上限AC2設(shè)定值A(chǔ)C3輔助存放器4.4編寫程序1.建立工程工程并選擇CPU類型如圖4-3：圖4-32．根據(jù)要求編寫主程序如圖4-4：圖4-4主程序及注釋如下：ORGANIZATION_BLOCK程序塊:OB1TITLE=子程序注釋BEGINNetwork1//主程序初始化LDSM0.1//僅首次掃描時(shí)SM0.1才為1ATCHINT0,19//把中斷程序0分配給中斷事件19ENI//允許中斷MOVW0,SMW70//脈沖寬度等于0〔脈寬調(diào)制〕CALLSBR6//在子程序六中進(jìn)行初始化MOVB16#FC,SMB57//置hsc2的控制字節(jié)HDEF2,10//HSC2模式10：外部復(fù)位，A/B計(jì)數(shù)器HSC2//激活HSC2Network2//定位速度LDW=MW25,0//假設(shè)沒有錯(cuò)誤定位MOVW200,SMW68//那么高速定位〔T=200us〕Network3//設(shè)置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)LDNM0.1//假設(shè)電機(jī)停止〔M0.1=0〕AI1.5//且按下旋轉(zhuǎn)方向開關(guān)〔I1.5=1〕SQ0.2,1//那么逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)〔Q0.2=0〕Network4//設(shè)置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)LDNM0.1//假設(shè)電機(jī)停止〔M0.1=0〕ANI1.5//且未按下旋轉(zhuǎn)方向開關(guān)〔I1.5=0〕RQ0.2,1//那么順時(shí)針旋轉(zhuǎn)〔Q0.2=0〕Network5//鎖定LDI1.1//假設(shè)按電機(jī)停止按鈕‘STOP’OW=MW25,3//或者有3個(gè)錯(cuò)誤定位SM0.2,1//那么激活鎖定〔M0.2=1〕Network6//解除鎖定LDNI1.1//假設(shè)未按電機(jī)停止鈕stop〔I1.1=0〕ANI1.0//且未按電機(jī)啟動(dòng)鈕start〔I1.0=0〕AW<=MW25,2//且<2個(gè)錯(cuò)誤定位RM0.2,1//那么解除鎖定Network7//指定操作模式〔檢索參考/定位〕LDI1.4//假設(shè)按下設(shè)置/刪除參考點(diǎn)按鈕〔I1.4=1〕EU//且上向沿ANM0.2//且無鎖定ANM0.4//且無定位CALLSBR1//那么調(diào)用子程序1指定操作模式Network8//起動(dòng)電機(jī)LDI1.0//假設(shè)按電機(jī)起動(dòng)按鈕start(I1.0=1)EU//且上升沿ANM0.1//且電機(jī)處于停滯狀態(tài)〔M0.1=0〕ANM0.2//且無連鎖〔M0.2=0〕ANM0.4//且無定位控制〔M0.4=0〕AD>=SMD72,1//且步數(shù)大于1MOVD0,SMD58//置HSC2的起始值為0HSC2//啟動(dòng)HSC2MOVB16#85,SMB67//激活脈沖輸出功能PTO0SM0.1,1//電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)標(biāo)志位置位〔M0.1=1〕PLS0//電機(jī)輸出端Q0.0輸出脈沖Network9//定位LDNM0.3//假設(shè)定位操作模式〔M0.3=1〕AM0.4//且尚未定位〔M0.4=0〕CALLSBR2//那么調(diào)用子程序2來定位Network10//位置校正LDM1.1//假設(shè)T1到時(shí)〔M1.1=1〕AW>=MW25,1//且檢測出錯(cuò)誤定位〔MW25>=1)ANM0.2//且未激活鎖定TONT98,100//那么啟動(dòng)等待定時(shí)器T2〔1秒〕Network11LDT98//假設(shè)T2到時(shí)〔T98=1〕，那么CALLSBR5//調(diào)用子程序5計(jì)算校正步數(shù)MOVW1000,SMW68//用1KHz進(jìn)行位置校正MOVB16#85,SMB67//激活PTO0〔即PTO0的控制位〕SM0.1,1//設(shè)置電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)標(biāo)記位PLS0//啟動(dòng)Q0.0輸出脈沖RM1.1,1//T1復(fù)位〔M1.1=0〕Network12LDM20.0//假設(shè)脈沖輸出結(jié)束〔M20.0=1〕ANM0.2//且未激活鎖定TONT97,50//那么啟動(dòng)等待定時(shí)器T1〔500毫秒〕Network13LDT97//假設(shè)T1到時(shí)〔T97=1〕，那么SM1.1,1//置T1標(biāo)志置位CALLSBR4//在子程序4中調(diào)用為位置監(jiān)視RM20.0,1//脈沖輸出結(jié)束標(biāo)志位復(fù)位〔M20.0=0〕Network14//電機(jī)停止LDI1.1//假設(shè)按下電機(jī)停止按鈕stop〔I1.1=1〕EU//且上升沿AM0.1//且電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)〔M0.1=1〕CALLSBR0//那么調(diào)用電機(jī)停止子程序停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)Network15LDI1.4//假設(shè)按下確認(rèn)鈕〔I1.4=1〕EU//且上升沿AW=MW25,3//且有三次定位失敗CALLSBR6//那么調(diào)用子程序6返回初始狀態(tài)Network16MEND分別變寫子程序SR0~SR6,以及中斷程序：SR0子程序：Network1//子程序0"停止電機(jī)"LDSM0.0//SM0.0總是1MOVB16#CB,SMB67//激活脈沖寬度調(diào)制PLS0//Q0.0停止輸出脈沖RM0.1,1//對(duì)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)標(biāo)志復(fù)位〔M0.1=0〕Network2RET子程序SR1：Network1//指定操作模式LDM0.1//假設(shè)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)〔M0.1=1〕CALLSBR0//那么調(diào)用子程序0停止電機(jī)Network2//開始檢索參考點(diǎn)LDM0.3//假設(shè)定位標(biāo)志激活〔M0.3=1〕，那么RM0.3,1//參考點(diǎn)標(biāo)志復(fù)位RQ1.0,1//刪除定位激活信號(hào)〔Q1.1=0〕MOVD16#1999997C,SMD72//為新的參考點(diǎn)設(shè)置新的脈沖數(shù)CRET//條件返回Network3//請(qǐng)求定位控制LDNM0.3//假設(shè)未設(shè)置參考點(diǎn)〔M0.3=0〕，那么SM0.3,1//參考點(diǎn)標(biāo)志位置位〔M0.3=1〕SQ1.0,1//輸出定位激活信號(hào)〔Q1.0=1〕Network3RET子程序SR2：Network1//計(jì)算步數(shù)，允許偏差極限LDSM0.0//SM0.0總為1MOVBIB0,IB11//把預(yù)設(shè)定位角從輸入字節(jié)IB0復(fù)制到MD8的RM8.0,24//最低有效字節(jié)MB11MOVW9,VW10//MB8至MB10清零DIVVW10,MD8//把9置入VW10MOVWMW8,MW14//角度除以9=q1+r1(q1為商，r1為余數(shù))MUL25,MD8//q1×25=MD8MUL25,MD12//r1×25=MD12DIVVW10,MD12//r1×25/9=q2+r2(q2商,r1余數(shù))CALLSBR3//在子程序3中四舍五入步數(shù)MOVW0,MW12//刪除r2+DMD12,MD8//把步數(shù)存入MD8〔MD12+MD8=MD8〕MOVDMD8,AC2//步數(shù)=設(shè)定值MOVDAC2,SMD72//把步數(shù)存入SMD72Network2LDI1.5//假設(shè)按下逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)〔I1.5=1〕，那么INVDAC2//AC2取反INCDAC2//AC2+1=AC2Network3LDSM0.0//SM0.0總為1MOVDAC2,AC0//AC2存入AC0MOVDAC2,AC1//AC2存入AC1-D2,AC0//最低限制〔AC2-2=AC0〕+D2,AC1//最高限制(AC2+2=AC1)Network4RET子程序SR3：Network1//四舍五入步數(shù)LDW>=MW12,5//假設(shè)果r2>=5/9INCWMW14//那么步數(shù)增加1Network2RET子程序SR4：Network1//位置監(jiān)視LDD>=HC2,AC1AD<=HC2,AC0//假設(shè)當(dāng)前值在限值范圍〔AC0<=HC2<=AC1〕RM0.4,1//第一個(gè)位置標(biāo)志復(fù)位〔M0.4=0〕RM25.0,16//錯(cuò)誤定位計(jì)數(shù)器復(fù)位RQ1.1,1//刪除錯(cuò)誤定位顯示〔Q1.1=0〕CRET//條件返回，否那么Network2LDSM0.0//定位錯(cuò)誤INCWMW25//錯(cuò)誤定位計(jì)數(shù)器+1SQ1.1,1//顯示錯(cuò)誤定位Network3RET子程序SR5：Network1//計(jì)算校正步數(shù)LDSM0.0//SM0.0總為1MOVDAC2,AC3//AC2存入AC3-DHC2,AC3