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时间:2018-05-17
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1、实验3PLC与步进电机控制一.实验目的1.熟悉可编程控制器PLC、步进电动机驱动器及步进电动机之间的连接,能独自完成接线;2.了解步进电动机及其驱动器的性能参数以及设置3.能够正确利用PLC输出脉冲信号驱动步进电动机。二.实验内容1.PLC、步进电动机驱动器及步进电动机之间的连线2.利用PLC对步进电动机进行正/反转启动控制;3.利用PLC对步进电动机进行多段速加减速控制;三.仪器设备综合实验台一台2相4线步进电动机一台工具包四.相关知识这部分篇幅较大,请先通读“实验步骤”部分,遇到不明白再在本节参考相关知识1.步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个
2、脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。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。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。2.电机固有步距角:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值3.步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电
3、机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。4.驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用1.步进驱动器接线分类:共阴、共阳。应根据所选PLC来选择驱动器西门子PLC输出信号为高电平信号,应采用共阴接法三菱PLC输出信号为低电平信号,应采用共阳接法2.PLC与步进驱动器的接线:一般PLC不能直接去步进
4、驱动器直接相连,因为驱动器的控制信号是+5V,而PLC的输出信号为+24V。解决方法:PLC与步进驱动器之间串联一只2K或1/4W的电阻,起分压作用(已集成到步进电动机驱动器中,本实验可以直接串接PLC输出端口和步进电动机输入端口)。二.实验步骤PLC控制步进电动机正向/反向启动1.按下图连接PLC、常开按钮SB1~SB3步进电机驱动器和步进电动机。检查无误后,合上主电源开关2.步进电动机参数设置按下表设定步进驱动器的工作状态,即:32细分,最大允许3A电流开关S1S2S3M1M2M3状态111101步进驱动器的端口分配请看其机壳3.PLC的输入输出分配,脉冲发生器及高速计数器的
5、组态、编程:ST-1200的I/O分配表:输入输出外接元件输入端子功能输出端子功能SA1I0.0正转启动Q0.0输出高速脉冲SA2I0.1停止Q0.1控制运行方向SA3I0.2反转启动本此操作选择Q0.0作为PWM脉冲,占空比为50%,脉冲频率为500Hz,即周期为2ms。PLC上所有独立于CPU的模块在使用前必须进行组态并启用。本实验需要组态脉冲发生器Pulse_1与高速计数器HSC1如下图:参考实验1打开PLC的组态窗口,组态Pulse_1,在Q0.0启用PWM输出脉冲输出:继续组态HSC1高速计数器,如下页图:HSC的初始值设为0,参考值设为10000,并启用“等于参考值”
6、的这一中断,在点击“硬件中断”一栏,选择新的中断事件,没有的话,点击添加对象,为此中断连接上中断程序,如下页图:为新块命名为“PWM_Complete”,表示PWM信号输出达到参考值10000个事CPU执行的中断程序,按确定后,项目树的PLC_1下,多了一个PWM_Complete的程序块,独立于Main主程序块,这就是HSC1达到参考值后CPU执行的中断程序块,如下页图:如下页图编写主程序块:其中:图中的变量名如“正向启动”和“反向启动”等在项目树中的“PLC变量名”表中定义,名字由用户自定义。程序段1全局启用PWM模块,当“PWM使能”位为1时,输出PWM脉冲程序段2~4:I
7、0.2“正向启动”为高位时,设HSC1参考值为10000,Q0.2“方向”复位,HSC1收到每一个脉冲后值+1(由外部端子决定方向),通过置位“PWM使能”使Pulse_1输出脉冲;当I0.4“反向启动”为高位时,设HSC1参考值为0,Q0.1置位,HSC1收到脉冲后值-1,Pulse_1也输出脉冲;当I0.3“停止”为高位时,复位“PWM使能”,Pulse_1停止输出脉冲。如下页图编写PWMComplete中断程序块:此时,HSC1的计数值被重置,“PWM使能”被复位,脉冲输出
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