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plc控制步进电机

plc控制步进电机 ?1、引言 步进电机是㎡一∈种将脉冲信号变换成角位移的数字电磁执行装置。?步进∥电机的角位…

plc控制步进电机

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1、引言

步进电机是㎡一∈种将脉冲信号变换成角位移的数字电磁执行装置。?步进∥电机的角位移与输?入脉冲⌒个数成正?比,其转速与脉冲频率成正比,其转向与m脉∶冲分配??到步进电机的各相?绕组的相序有关。由于步进电机的?转角、转速和转向均可采用数字量(脉冲%)控制,故步进电机广泛应用于数字伺服领域。图1表示了步≦进?电机的‰典型应用。?

图1 ℅步进电机的典型应用

图中㏒,输入信号是?由伺服plc控制步进电机系统中的-传≮感器产生的。指令脉冲控制器决定于具体的伺服控制过程。可采用专用逻辑电路,目前多用单片?微型计算机及接口电路组成。环形?分配?器是将输入?的单一脉冲串按工作方式和?转向分别依次向连﹣接到?步进电机?3各相绕组的功率/放大器分配脉冲,以便形?成+旋转磁场?。环形脉冲分配器多≒采用专用集成∵电路如CH2¥50等构成。由此形成的各相∟的微弱信号经各相的功率放大器放大,产生足够的电磁转矩使电动机旋转。图中各部?分的设计?、选型?、连=接?往往要求控制系统的设计№者花费大量的精?力和劳动。接≌口信?号的?匹配以及元器件的质㎏?量?等对整个系统的可靠性影响很大。

o2?、一种用PL°C直接?控制步进≤电机的方法

本文提出⊕一种″用可编程序控制器(PLC∴?)∣直·接控制步进电机的方法,′如图2≡所示。这条?技术路线?的优点是∪:大?大减少系统设计的±工作量,不存在???各部分接口信号的匹配问?题,提高系统的可靠性﹥。整≠个控制系统由PLC和步进电机组成。作为一种工业控制?计算机PLC的功能越来越强㏄。不仅仅可用于开关逻辑控制,还可用于闭环过程控制,并可÷与其它计算机组㏕成多级控制系统。有了P?LC的强大功能的支持,各种不同控制¤系统的不同指令脉冲控制器的任?务均可用PL∷C的不同?控制程序来完成。对于环形脉冲分配器和功率放大器的功能则?对PL1C提出两个特?性要√求。一是在㎞此应用的PLC最好是具有实时刷新技术的PLC,使输出﹤信3号的≧频率可ml以达*到数千赫芝或§更高。其目的是使环形脉冲分配能有?较高的分配速度,充分利?用步进电机的速度?响应℡能力,‖提㎜高整个?系统的快速性。二是PLC本身的输出?端口应该采用£大功率晶体管,以满足步进电机各相绕组数十?伏脉冲电压、数安∞培脉冲电流的驱?动?要求。应该指出的是采用继电器或可控硅做输出端口的P?LC,即使软件环形㎎脉冲?分配能达到高速?要求,μ但由于输出端?口器件难以高??速导通和关断直流电源,不能向步进电机各相绕组提供驱动脉冲电流?,故不能用∽于步进电机的〒PL∩C直接控制。对于满足一、二两个要求的PLC,如美国I∨PM公司的IP161﹣2DC-220可编程序控制器,?♂可以对步进电机进?行直接控制≈。

图2 步进电机的PLC直接控制

笔者已?成功??地将@这种方法用于∮ZXJ10*0㏑0?-C型预应力复?合制袋自动生产线的切袋误?差自动补偿系统中。系统将传感器测得的袋长误差信号由PLC的输入端口?送入,如图3所示。根据误差◎与补偿的算法,由PL?C的程序自♀动算∏出?步进?电机?应补偿的转向与转角?步数,并由环≯形分配?程序通过输⊥出℉?端口Y9、Y10、Y11进行环形脉?冲分配,从而控制接到步进电机三相绕组的4℃8V直流※电源≥的依次通、断,㈱形成旋转磁场,㎝使?步进电机转动∷。步进电$机的转动再经机械差速器叠加到⊿主传动链?中,使袋长误差得以补偿。由于步进?电⊙机是电感性负载,直流电?阻?很小?,故接限流?电阻以免脉冲电流过大损坏PLC端口,即Y9、?Y10、?Y11?所对应的大¥功率晶体管。?当Y9、Y10、Y1?1∑所对<应的大功率晶体管按:Y9-Y9Y10-Y10-¬%Y10Y ?11-Y11-Y11>Y9-Y?9……依次导通、断m开时,步进电×机正转。按:?Y∝9-Y9Y11-Y∫﹢11-?Y11Y10-Y10?-Y10Y9-Y9…?…依次导通、断开时,步进电机反转。即步进电机按三相六拍工作×。每当步进?电机走?一步?,环?形脉冲分配程序的步数减一,当步数?减为零时,停止∧环形脉冲分?配,等待下一次测量?误差的输入。

图3 具体mol应用图

3、结束语

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采用P∠LC直接=控制步进电机的误差补偿系统功能完?善?、灵活性¢大、可靠性高。该生产线已获得国家科技进步奖。特别强调的是采用PLC直接2控制步进电机的??方法,减少了系统设计的工作量、能?大大缩短开发研制周期,在一定范围内,有较高的推广和实用价值。


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作者: mgnqyz

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