采用信捷plc控制多台步进电机.docx
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采用信捷plc控制多台步进电机
多台步进电机的PLC控制
1引言〔主要写课题设计的目的、设计内容及要实现的目的〕
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
2.3PLC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
2.6I/O分配表
2.7系统接线图设计
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、停顿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,从而到达准确定位的目的;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,从而到达调速的目的。
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细机械等领域。
步进电动机具有快速起停、准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,实现比较费事。
基于PLC控制的步进电动机具有设计简单,实现方便,参数设计置灵敏等优点。
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进展控制,实现对4台电机的启停、转速、转向、定位的控制等功能。
步进电机驱动器设定:
脉冲+方向控制方式,脉冲细分数自定。
步进电机工作流程:
1.3设计要求:
1.电机没有复位成功,启动按钮失效。
2.启动按钮在设备工作时失效。
停顿按钮,完成一个工作周期后设备停顿。
4.将工作循环次数记录于断电保持继电器,以记录加工工件数。
2.系统总体方案设计
步进电机为6出线BS57HB76-03
步距角1.8°
电机长度76mm
额定电流3A/Phase
mH
转子惯量480g2
驱动器为Q2HB44MA
Q2HB44MA(B)为等角度恒力矩细分型驱动器,驱动电压DC12-40V,适配6或8出线、电流在4A以下、外径42-86mm的各种型号的二相混合式步进电机。
该驱动器内部采用独特的控制电路,用此电路可以使电机噪音减小,电机运行更平稳,电机的高速性能可进步30%以上,而驱动器的发热可减少50%。
广泛运用于雕刻机、激光打标机等分辨率较高的小型数控设备上。
特点
●高性能、低价格
●设有12/8档等角度恒力矩细分,最高200细分
●采用独特的控制电路
●最高反响频率可达200Kpps
●步进脉冲停顿超过100ms时,线圈电流自动减半
●双极恒流斩波方式
●驱动电流从相到4A/相连续可调
●单电源输入,电压范围:
DC12-40V
PLC为信捷XC5-32PT-E
I/O点数32点
输出类型晶体管输出
输入类型PNP
电源类型AC220V
特点:
该型号属于增强型PLC,根本功能齐全,还拥有4路〔Y0~Y3〕脉冲输出。
根本处理指令~,扫描时间10,000步5ms,程序容量高达256K。
根本单元可支持7个不同种类、型号的扩展模块和1个扩展BD板。
高速脉冲计数,根本单元装备了3通道、2相高速计数器和高速计数比较器,可进展单相、脉冲+方向、AB相3种形式进展计数,频率可达80KHz。
支持2种编程方式,即命令语编程和梯形图编程。
这2种编程可相可切换编辑。
限位开关*4
按钮*4
接线端子假设干
2.6I/O分配表
每一台电机对应一个复位开关,当复位开关没有全部复位成功,启动按钮处于失效状态,电机不能启动。
使用断电保持继电器D4000记录程序循环次数。
在PLC工作时,M1实现自锁,启动按钮失效。
3.控制系统设计
控制程序流程图设计
时序图设计
3.3控制程序设计思路
根据前面所选电机,步距角为°,选择驱动器细分数为200,那么电机实际步距角&=1.8°/°,电机转速Q=&*K〔K为脉冲频率〕。
为实现转速1/2r/s、1/4r/s、1/8r/s,容易算得对应的K应为20000Hz、10000Hz、5000Hz。
为实现电机正反转,采用双向脉冲输出指令〔D〕PLSR,PLC是32点I/O口的XC5系列,Y0~Y3为脉冲输出口,Y4~Y7为方向信号输出口,分别对应M1~M4四台电机。
(D)PLSR指令说明如下:
S1指定分段脉冲参数起始软元件地址编号16位/32位,BIN
S2指定加减速的数值或软元件的地址编号16位/32位,BIN
D1指定脉冲输出端口编号
D2指定脉冲输出方向端口编号
本方案先用〔D〕MOV指令将脉冲频率和脉冲数写入相应的数据存放器中,通过SET和RET指令控制线圈M2、M3、M4的上下电平,进而控制存放器所存储的脉冲数的正负,当S1中第一段设定的脉冲个数为正数时,对应的方向信号输出口输出为ON;当设定的脉冲个数为负数时,输出为OFF。
电机行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4全部被按下,表示电机复位成功,此时启动按钮有效。
PLC每扫描一个周期,电机运行-复位一次。
计数器采用递增形式,设定值为10000,当PLC完成一次扫描,计时器C600将+1,并且使用指令〔D〕MOV将计数器的结果传送到断电保持存放器D4000中。
当需要重新开始计数时,可按复位按钮X7使计时器重0开始计数。
程序指令表见附录一。
程序梯形图如以下图所示:
设计内容
利用PLC的的脉冲输出功能,可以有效的控制多台步进电机正传,反转和停顿。
在机械加工中,就此项可以让工件、刀具、夹具等物体按照设定好的程序进展各项复杂的运动,从而增加了加工的精度,还降低了对操作人员的纯熟度要求,更有效的减少了劳动力数量。
4总结与展望
通过这次设计理论。
我学会了PLC的根本编程方法,对PLC的工作原理和使用方法也有了更深化的理解。
在对理论的运用中,进步了我们的工程素质,在没有做理论设计以前,我们对知道的撑握都是思想上的,对一些细节不加重视,当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候,问题出现了,不是不能运行,就是运行的结果和要求的结果不相符合。
能过解决一个个在调试中出现的问题,我们对PLC的理解得到加强,看到了理论与理论的差距。
我国是开展中国家,工业自动化程度较低,工业自动化应用程度与工业兴隆国家相比滞后几十年,相当一部分机械行业仍采用传统继电器一接触器设备。
我国正努力成为世界新的制造业基地,制造业的控制主要以离散控制为主,PLC是该领域控制系统的首选。
同时,机械行业为进步劳动消费率和产品质量,必然会实现自动化控制,大量传统产业的自动化改造为PLC的提供更广阔的应用空间。
5参考文献
:
等教育出版社2021
:
学工业出版社2021
[3]熊诗波,黄长义.机械工程测试技术根底.北京:
械工业出版社2021
[4]刘顺禧.电气控制技术.北京:
北京理工大学出版社,1995
[5]袁任光.可编程序控制器(PLC)应用技术与实例第2版.广州:
华
南理工大学出版社,2000
[6]谢剑英.微型计算机控制技术第3版.北京:
国防工业出版社.2001
[7]邓那么名.电器与可编程序控制器应用技术.机械工业出版社,1997
[8]钟肈新.可编程控制器原理及应用[M].广州:
华南理工大学出版
社.1988.
6附录一
程序指令表
LDX0
ANDX3
ANDX4
ANDX5
ANDX6
ORM1
ANIX1
OUTM1
LDM1
DMOVK20000D100
DMOVK10000D110
DMOVK5000D120
DMOVK200D130
DMOVK90000D140
DMOVK100000D141
LDM10
DPLSRD110D130Y2Y6
DPLSRD120D130Y3Y7
OUTT1K20
LDPM1
ORT7
SETM3
RSTM4
SETM10
LDM11
DPLSRD110D130Y0Y4
DPLSRD120D130Y1Y5
OUTT2K20
LDT1
RSTM10
SETM11
LDM12
DPLSRD120D130Y0Y4
DPLSRD110D130Y2Y5
OUTT3K10
LDT2
RSTM11
SETM12
LDM13
DPLSRD120D130Y0Y4
DPLSRD100D130Y1Y5
DPLSRD110D130Y3Y7
OUTT4K20
LDT3
RSTM12
SETM13
SETM2
LDM14
DPLSRD100D130Y1Y5
DPLSRD110D130Y2Y6
DPLSRD120D130Y3Y7
OUTT5K20
LDT4
RSTM13
SETM14
SETM3
LDM15
DPLSRD120D130Y0Y4
OUTT6K20
LDT5
RSTM14
SETM15
LDM16
DPLSRD110D130Y0Y4
DPLSRD140D130Y1Y5
DPLSRD110D130Y2Y6
OUTT7K10
LDT6
RSTM15
SETM16
SETM3
LDPX2
RSTC600
LDT7
RSTM16
OUTC600K10000
HSCRC600D4000
LDM2
DMOVK100000D101
LDIM2
DMOVK-100000D101
LDM3
DMOVK100000D111
LDIM3
DMOVK-100000D111
LDM4
DMOVK100000D121
LDIM4
DMOVK-100000D121
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- 采用 plc 控制 步进 电机