步進(jìn)電機(jī)的PLC控制方法
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一、引言
隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制、順序控制的范圍，它與計(jì)算機(jī)有效結(jié)合，可進(jìn)行模擬量控制，具有遠(yuǎn)程通信功能等。有人將其稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（即PLC，機(jī)器人，CAD/CAM）之一。目前可編程序控制器（Programmable Controller）簡(jiǎn)稱PLC已廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具。
二、PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括CPU、RAM、ROM和輸入/輸出接口電路等。如果把PLC看作一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量-PLC-輸出變量組成，外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的信號(hào)均作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC外部端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng)PLC內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其它各種運(yùn)算、處理后送到輸出端子，它們是PLC的輸出變量，由這些輸出變量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。
三、控制方法及研究
1、FP1的特殊功能簡(jiǎn)介
(1) 脈沖輸出
FP1的輸出端Y7可輸出脈沖，脈沖頻率可通過(guò)軟件編程進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸出頻率范圍為360Hz～5kHz。
(2) 高速計(jì)數(shù)器（HSC）
FP1內(nèi)部有高速計(jì)數(shù)器，可同時(shí)輸入兩路脈沖，最高計(jì)數(shù)頻率為10kHz，計(jì)數(shù)范圍-8388608～+8388607。
(3) 輸入延時(shí)濾波
FP1的輸入端采用輸入延時(shí)濾波，可防止因開(kāi)關(guān)機(jī)械抖動(dòng)帶來(lái)的不可靠性，其延時(shí)時(shí)間可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為1ms～128ms。
(4) 中斷功能
FP1的中斷有兩種類(lèi)型，一種是外部硬中斷，一種是內(nèi)部定時(shí)中斷。
2、步進(jìn)電機(jī)的速度控制
FP1有一條SPD0指令，該指令配合HSC和Y7的脈沖輸出功能可實(shí)現(xiàn)速度及位置控制。速度控制梯形圖見(jiàn)圖1，控制方式參數(shù)見(jiàn)圖2，脈沖輸出頻率設(shè)定曲線見(jiàn)圖3。
3、控制系統(tǒng)的程序運(yùn)行
圖4是控制系統(tǒng)的原理接線圖，圖4中Y7輸出的脈沖作為步進(jìn)電機(jī)的時(shí)鐘脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生節(jié)拍脈沖，控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)Y7接至PLC的輸入接點(diǎn)X0，并經(jīng)X0送至PLC內(nèi)部的HSC。HSC計(jì)數(shù)Y7的脈沖數(shù)，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí)發(fā)生中斷，使Y7的脈沖頻率切換至下一參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)較準(zhǔn)確的位置控制。實(shí)現(xiàn)這一控制的梯形圖見(jiàn)圖5。
控制系統(tǒng)的運(yùn)行程序：第一句是將DT9044和DT9045清零，即為HSC進(jìn)行計(jì)數(shù)做準(zhǔn)備;第二句～第五句是建立參數(shù)表，參數(shù)存放在以DT20為首地址的數(shù)據(jù)寄存器區(qū);最后一句是啟動(dòng)SPD0指令，執(zhí)行到這句則從DT20開(kāi)始取出設(shè)定的參數(shù)并完成相應(yīng)的控制要求。
由第一句可知第一個(gè)參數(shù)是K0，是PULSE方式的特征值，由此規(guī)定了輸出方式。第二個(gè)參數(shù)是K70，對(duì)應(yīng)脈沖頻率為500Hz，于是Y7發(fā)出頻率為500Hz的脈沖。第三個(gè)參數(shù)是K1000，即按此頻率發(fā)1000個(gè)脈沖后則切換到下一個(gè)頻率。而下一個(gè)頻率即最后一個(gè)參數(shù)是K0，所以當(dāng)執(zhí)行到這一步時(shí)脈沖停止，于是電機(jī)停轉(zhuǎn)。故當(dāng)運(yùn)行此程序時(shí)即可使步進(jìn)電機(jī)按照規(guī)定的速度、預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象，使之達(dá)到預(yù)定位置后自動(dòng)停止。
利用可編程序控制器可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度和位置的控制，方便可靠地進(jìn)行各種步進(jìn)電機(jī)的操作，完成各種復(fù)雜的工作。它代表了先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化革命，加速了機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。
評(píng)論