步进电动机速度控制系统的设计.pdf

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1、项目与冒啊Sc科ience&技Tech视nology界Vision科技·探索·争鸣步进电动机速度控制系统的设计赵光伟张帆杨松立王君普(临沂大学汽车学院，山东临沂276000)【摘要】本文设计了应用PLC进行步进电动机速度控制的控制系统，通过触摸屏和拨码盘可以分别控制步进电动机驱动珠丝杆滑台做匀速的往返加减速运动。通过旋转编码器实时测定步进电机的转速并在触摸屏上显示，通过PLC自带的PID运算对电机转速进行精确的控制。【关键词】步进电动机；速度控制；PLC1设计背景本设计选择了一款与57BYG系列电机相匹配的带有细分功能的混合式步进电机驱动器SJ一2H30M5，驱动器为2相，

2、最大电流3A，电《电气控制与PLC}是高校电气工程及其自动化专业的一门重要压DC24—10V，细分数2／5／10／40。专业方向课程．主要学习工厂电气控制的基本理论和基本技术．包括3-3PLC的选择传统的继电接触器控制和现代PLC控制两大部分．是一门实践性很强PLC是可编程控制器(ProgrammableLogicController)的简称。它的课程．但是现有实验实训设备大都很简单，主要是实验台或实验箱，采用可编程的存储器，用于储存内部程序，执行逻辑运算、顺序控制、再加一台微机作为编程设备．输入输出信号和设备都不是实际使用的定时、计数与算数操作等面向用户的指令．并通过数字

3、或模拟量输入设备．只能进行模拟操作．不能进行实际的接线，所以不能体验实际工输出控制各种类型的机械或生产过程作现场。由于本控制的信号输出方式为高频脉冲．所以选择晶体管输出方为此拟设计开发一套适用于电气工程及其自动化、自动化、电气式的三菱FX2N一32MT一001型号的PLC．有16点输入、16点输出．内自动化技术等专业的PLC实验实训训练装置．加强学生动手能力的置8K容量的RAM存储器．可连接输入输出扩展模块和特殊功能模培养。块．最高输出频率20KHz“步进电动机速度控制系统的设计”正是为了实现这一目的。项目3．4触摸屏的选择以步进电动机作为控制对象．以触摸屏和数字拨码盘作为

4、速度输入设触摸屏由触摸屏控制器和触摸检测装置两部分组成触控屏控制备．以旋转编码器作为测量设备，精确调节步进电动机的转速。器的主要功能是接收在触摸点检测到的触摸信息．并将信息以坐标的2系统组成形式传送给CPU．同时触控屏控制器接收CPU发来的命令并加以执行：触摸检测装置一般位于显示器的前端．主要功能是检测并传送用户系统主要由PLC、触摸屏、步进电机、步进电机驱动器、旋转编码的触摸位置给触控屏控制器。触摸屏有三大杼陛．一是透明性，触摸屏器、珠丝杆滑台等组成的操作界面是透明的。二是触摸屏是绝对坐标系统，绝对坐标系统的特触摸屏除进行速度设定外．还同时显示电动机的当前转速，旋转点是每

5、一次的定位都是独立的。三是检测触摸并定位．每一次的触摸，编码器用于实时测定电动机的转速．并通过PLC的PID指令组成数触摸屏都会检测到．并对触摸点进行坐标定位．然后进行数据处理。字量闭环控制系统．控制步进电机驱动器驱动步进电机带动滑台做匀本设计选用三菱P930GOT—BWD—C型号的触摸屏．有4．4寸单色速、加速、减速的自动往返运动。步进电机的转速可分别通过触摸屏和蓝白液晶显示器．厚度为49MM具有简易的背景灯光更换．保密功拨码盘进行设定能、数据传输功能、时钟功能等。3．5旋转编码器的选择3硬件选择旋转编码器是将角位移或直线位移进行转换的一种装置．并以电3．1步进电机的选择

6、信号的形式输出．前者称为码盘．后者称为码尺。根据读出方式的不步进电机受脉冲信号的控制它的直线位移量或角位移量与电脉同，编码器可以分为接触式和非接触式两类。采用电刷输出方式的是冲数成正比．所以电动机的直线速度或转速也与脉冲频率成正比．通接触式．用电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是⋯1’还是过改变脉冲频率的高低就可以在很大的范围内调节电动机的转速，并⋯0’：接收敏感元件是光敏元件或磁敏元件的是非接触式．采用光敏元能快速起动、制动和反转。由于电动机受脉冲控制，它的步距角和转速件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“l”还是⋯0’大小仅与脉冲频率有关。它每转一周都有固定的步

7、数，在不失速的情本设计选择了欧姆龙E6A2一CW5C型编码器．这是一款通用型、况下运行．其步距误差不会长期积累两相输出的编码器．分辨率为200p／r’夕径25mm。引出线4根．其中本设计选用57BYG系列两相步进电机57BYG501作为被控对黑线、白线分别对应A、B两相输入，采用C251高速计数器时，x0对象．额定电压为直流24V．额定电流为0．38A，电阻为6012，电感为应输入端为A相．xl为B相，褐色线对应直流24V正极，蓝线对应负120mH．转矩为34．3N／CM。它不仅能满足设计的要求，而且更经济，性极。