運(yùn)動控制技術(shù)基礎(chǔ)課件 項(xiàng)目12 應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的位置控制

BasicsOfMotionControlTechnology運(yùn)動控制技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目12應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制背景描述

項(xiàng)目12

應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制在實(shí)際中對定位精確控制的需求常不亞于對速度的精確控制，比如機(jī)加工的時候進(jìn)給速度對零件的表面質(zhì)量有著直接的影響，而零件的尺寸精度在很大程度上是取決于定位精度的。對定位控制的要求較高時可采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，但隨之而來的是成本增高。由步進(jìn)電機(jī)的控制特點(diǎn)可知，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和控制脈沖的頻率成正比，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角和控制脈沖的數(shù)量成正比，因此步進(jìn)電機(jī)不但可以進(jìn)行精確的速度控制，也能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位。在步進(jìn)電機(jī)位置控制過程中沒有反饋環(huán)節(jié)，精確的指令和精準(zhǔn)的執(zhí)行保證了控制精度，是開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確控制的典范。示范實(shí)例：資訊

項(xiàng)目十一的設(shè)備中工件送料定位裝置采用三相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)型號為3S57Q-04079，配用的步進(jìn)驅(qū)動器可實(shí)現(xiàn)400PPR（脈沖/轉(zhuǎn)）的細(xì)分，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)速度為375RPM（轉(zhuǎn)/分鐘），反轉(zhuǎn)速度為300RPM。步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠采用減速齒輪連接，減速比為5。滾珠絲杠的導(dǎo)程為8mm，要求每正向進(jìn)給200mm后后停止或者反向進(jìn)給100mm后停止，按下停止按鈕則電機(jī)立即停止。設(shè)備設(shè)有正轉(zhuǎn)啟動按鈕、反轉(zhuǎn)啟動按鈕以及停止按鈕，采用S7-300PLC進(jìn)行控制，步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動器、控制電路按鈕、PLC等元器件已準(zhǔn)備好，請根據(jù)控制要求完成以下任務(wù)：1.確定I/O分配表；2.完成PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路圖；3.完成PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路連接；4.完成PLC程序編寫；5.完成PLC程序下載并控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。項(xiàng)目12

應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制示范實(shí)例：資訊

根據(jù)是否有反饋環(huán)節(jié)控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)能獲得較好的控制精度，但往往系統(tǒng)比較復(fù)雜，成本較高。相比之下，開環(huán)系統(tǒng)如果能保證精確的指令和精準(zhǔn)的執(zhí)行，也有可能以較低的成本獲得較高的精度，具有很好的性價比。步進(jìn)電機(jī)能夠以確定的脈沖數(shù)量實(shí)現(xiàn)確定的轉(zhuǎn)動角度而實(shí)現(xiàn)精確的定位。在步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置控制時，控制脈沖的數(shù)量與轉(zhuǎn)過的角度成正比，所以確定所需的脈沖數(shù)量是實(shí)現(xiàn)定位控制的先決條件。由于設(shè)備或機(jī)構(gòu)最終的運(yùn)動狀態(tài)不一定與步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)相同，因此在進(jìn)行控制脈沖數(shù)量的確定時要先把輸出的運(yùn)動位移轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度或旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，進(jìn)而根據(jù)步進(jìn)驅(qū)動器細(xì)分設(shè)置的PPR每圈步數(shù)計(jì)算得到對應(yīng)的控制脈沖數(shù)量。項(xiàng)目12

應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制示范實(shí)例：計(jì)劃

序號項(xiàng)目內(nèi)容時間人員1編制I/O分配表確定所需要的I/O點(diǎn)數(shù)并分配具體用途，編制I/O分配表（需提交）5分鐘全體人員2繪制PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路圖根據(jù)I/O分配表繪制PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路圖15分鐘全體人員3連接PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路根據(jù)電路圖完成PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路連接10分鐘全體人員4編寫步進(jìn)電機(jī)位置控制PLC程序根據(jù)控制要求編寫步進(jìn)電機(jī)位置控制PLC程序25分鐘全體人員5下載PLC程序運(yùn)行把控制程序下載到PLC，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的速度控制15分鐘全體人員項(xiàng)目12

應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制示范實(shí)例：決策

按照工作計(jì)劃表，項(xiàng)目小組全體成員共同確定I/O分配表，然后按兩個小組分別實(shí)施系統(tǒng)硬件裝調(diào)、程序編寫以及調(diào)試運(yùn)行，合作完成任務(wù)并提交任務(wù)評價表。項(xiàng)目12

應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制示范實(shí)例：實(shí)施

（一）編制I/O分配表（二）繪制PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路圖（三）連接PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路（四）編寫PLC程序1.S7-300PLC高速計(jì)數(shù)的硬件組態(tài)與編程地址2.正反轉(zhuǎn)控制程序3.位置控制程序（五）下載PLC程序運(yùn)行項(xiàng)目12

應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制示范實(shí)例：檢查

項(xiàng)目分值評分標(biāo)準(zhǔn)檢查情況得分編制I/O分配表101.所有輸入地址編排合理，節(jié)約硬件資源，元件符號與元件作用說明完整，5分；2.所有輸出地址編排合理，節(jié)約硬件資源，元件符號與元件作用說明完整，5分。

繪制PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路圖101.電路圖元件齊全，標(biāo)注正確，5分；2.電路功能完整，布局合理，5分。

連接PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路101.安全違章扣10分；2.安裝不達(dá)標(biāo)一項(xiàng)扣2分。

編寫步進(jìn)電機(jī)位置控制PLC程序601.功能正確，程序段合理，30分；2.符號表正確完整，10分；3.絕對地址、符號地址顯示正確，程序段注釋合理，10分。

下載PLC程序運(yùn)行101.程序下載正確，PLC指示燈正常，5分；2.程序運(yùn)行操作正確，能實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能，5分。

合計(jì)100

項(xiàng)目12

應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制示范實(shí)例：評價

表12-4應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制項(xiàng)目自評表

簽名：日期：表12-5應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制項(xiàng)目他評表

簽名：日期：項(xiàng)目12

應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制實(shí)踐練習(xí)

某設(shè)備的工件進(jìn)給裝置采用兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)型號為2S86Q-051F6，配用的步進(jìn)驅(qū)動器可實(shí)現(xiàn)200PPR（脈沖/轉(zhuǎn)）的細(xì)分，要求步進(jìn)電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)，可分別運(yùn)行在750RPM（轉(zhuǎn)/分鐘）和600RPM兩種速度下。步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠采用減速齒輪連接，減速比為10。滾珠絲杠的導(dǎo)程為10mm，要求每正向進(jìn)給150mm后后停止或者反向進(jìn)給100mm后停止，按下停止按鈕則電機(jī)立即停止。設(shè)備設(shè)有正轉(zhuǎn)啟動按鈕、反轉(zhuǎn)啟動按鈕、速度選擇按鈕以及停止按鈕。該設(shè)備采用S7-300PLC進(jìn)行控制，步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動器、控制電路按鈕、PLC等元器件已準(zhǔn)備好，請根據(jù)控制要求完成以下任務(wù)：1.確定I/O分配表；2.完成PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路圖；3.完成PLC-步進(jìn)驅(qū)動器控制電路連接；4.完成PLC程序編寫；5.完成PLC程序下載并控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行。項(xiàng)目12

應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)位置控制擴(kuò)展提升

某設(shè)備的工件傳送轉(zhuǎn)盤采用兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)型號為2S86Q-4580，配用的步進(jìn)驅(qū)動器可實(shí)現(xiàn)400PPR（脈沖/轉(zhuǎn)）的細(xì)分，要求步進(jìn)電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)切換，正轉(zhuǎn)速度為300RPM（轉(zhuǎn)/分鐘），反轉(zhuǎn)速度375RPM，按下停止按鈕電機(jī)停止運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)和轉(zhuǎn)盤之間采用減速器連接，減速比為50。要求轉(zhuǎn)盤正向轉(zhuǎn)動1/5圈后停止或者反向轉(zhuǎn)動1/5圈后停止，按下停止按鈕則電機(jī)立即停止。設(shè)備設(shè)有正轉(zhuǎn)啟動按鈕、反轉(zhuǎn)啟動按鈕以及停止按鈕。該設(shè)備采用S7-300PLC進(jìn)行控制，步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動器、控制電路按鈕、P