PLC控制步进电机加减速运行的设计 徐宁.doc

》》探索与观察PLC控制步进电机加减速运行的设计沈阳航空职业技术学院徐宁张博舒张连华李虹【摘要】步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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,同时也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。本文以PLC高级指令中的PTO(脉冲串操作)/PWM(脉宽调制)发生器功能指令为例,对给出的步进电机加速起动、恒速运行和减速过程进行了全面的设计。【关键词】步进电机;脉冲;PLC;加减速Abstract:,useadvancedPLCinstructionsincludingPTO(PulseTrainOperation)/PWM(PulseWidthModulation)prehensivedesignthesteppermotorspeedupstarting,:Steppermotor;pulse;PLC;accelerateanddecelerate步进电机是数字控制系统中的执行电动机,改变输入脉冲的数目就能控制步进电动机转子机械位移的大小;改变输入脉冲的通电相序,就能控制步进电动机转子机械位移的方向,实现位置的控制[1]。目前世界上主要的PLC厂家生产的PLC均有专门的步进电机控制指令,可以很方便地和步进电机构成运动控制系统。PLC要和步进电机配合实现运动控制,还需要在PLC内部进行一系列设定,或者是编制一定的程序。,需要在PLC内部进行设定并编制一定的程序。另外,步进电机控制是要用高速脉冲控制的,所以PLC必须是可以输出图1控制电机运行的包络线图表157BYG250C型步进电机的数据参数表2步进电机驱动器的电气技术数据-18--18/,不可以使用继电器输出形式的PLC来控制步进电机。由于此设计对PLC的要求并不是很高,输入/输出点所用不多,程序量不是很大,所以用西门子S7-200CPU226型PLC就可以满足要求。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化,具有网络通信能力,功能更[2],根据系统要求,确定步进电动机的电压值、电流值以及有无定位转矩和使用螺栓机构的定位装置,从而就可以确定步进电动机的相数和拍数。这次设计所选用的步进电机为57BYG250C型,它的数据参数如表1所示。,这种装置就是步进电机驱动器,它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移,或者说:控制系统每发一个脉冲信号,通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。一般来说,对于两相四根线电机,可以直接和驱动器相连,以两相混合步进电动机驱动器为例,主要由电源输入部分、信号输入部分、输出部分组成[3]。所有型号驱动器的输入信号都相同,共有三路信号,它们是:步进脉冲信号CP、方向电平信号DIR和脱机信号FREE。脱机信号FREE为低电平有效,这时电机处于无力矩状态。若FREE端为高电平或悬空不接时,电机可正常运行。此步进电机驱动器的电气技术数据如表2所示。“PLC控制步进电机加减速运行的设计”,通过手动控制步进电机运行,可以通过PLC程序从外部输入脉冲数值,并能实现正反转运行。运行所走的路线按照下列包络控制电机运行。如图1所示。根据图1包络中的数值分析运行的脉冲总数为1000个脉冲,起动频率为500Hz,最大脉冲频率为1000Hz,这要求PLC中的高级指令PTO发生器包括三段管线,由于包络中的值是用周期而不是用频率表示的,需要将频率值转换成周期值。初始周期为2000μs,最高频率的周期为1000μs,则对于第一段包络线来说,脉冲发生器调整脉冲周期的增量值:周期的增量值=(ECT-ICT)/Q ()=(1000-2000)/110=-9μs/周期式中的ETC、ICT和Q分别是该段最高频率的周期、初始时的周期和脉冲数[4]。强,可靠性更高