PLC控制步進(jìn)電機(jī)方法

一、引言

微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，可編程序控制器有了突飛猛進(jìn)發(fā)展，其功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制、順序控制范圍，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)控制三大支柱（即PLC，機(jī)器人，CAD/CAM）之一。目前可編程序控制器（ProgrammableController）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)化提供了有力工具。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/329484.htm

二、PLC基本結(jié)構(gòu)

PLC采用了典型計(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。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，外部各種開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)信號(hào)均作為PLC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特殊功能簡(jiǎn)介

(1) 脈沖輸出

FP1輸出端Y7可輸出脈沖，脈沖頻率可軟件編程進(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輸入端采用輸入延時(shí)濾波，可防止因開關(guān)機(jī)械抖動(dòng)帶來不可靠性，其延時(shí)時(shí)間可需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為1ms～128ms。

(4) 中斷功能

FP1中斷有兩種類型，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)速度控制

FP1有一條SPD0指令，該指令配合HSC和Y7脈沖輸出功能可實(shí)現(xiàn)速度及位置控制。速度控制梯形圖見圖1，控制方式參數(shù)見圖2，脈沖輸出頻率設(shè)定曲線見圖3。

圖1 速度控制梯形圖

圖2 控制方式參數(shù)

圖3 脈沖輸出頻率設(shè)定曲線

3、控制系統(tǒng)程序運(yùn)行

圖4 控制系統(tǒng)原理圖

圖4是控制系統(tǒng)原理接線圖，圖4中Y7輸出脈沖作為步進(jìn)電機(jī)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輸入接點(diǎn)X0，并經(jīng)X0送至PLC內(nèi)部HSC。HSC計(jì)數(shù)Y7脈沖數(shù)，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí)發(fā)生中斷，使Y7脈沖頻率切換至下一參數(shù)，實(shí)現(xiàn)較準(zhǔn)確位置控制。實(shí)現(xiàn)這一控制梯形圖見圖5。

圖5 控制梯形圖

控制系統(tǒng)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)存放以DT20為首址數(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開始取出設(shè)定參數(shù)并完成相應(yīng)控制要求。由第一句可知第一個(gè)參數(shù)是K0，是PULSE方式特征值，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，Y7發(fā)出頻率為500Hz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，當(dāng)執(zhí)行到這一步時(shí)脈沖停止，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)規(guī)定速度、預(yù)定轉(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。

三、結(jié)束語(yǔ)

利用可編程序控制器可以方便實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度和位置控制，方便可靠進(jìn)行各種步進(jìn)電機(jī)操作，完成各種復(fù)雜工作。它代表了先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化革命，加速了機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)。

步進(jìn)電機(jī)必須用步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器控制，PLC與驅(qū)動(dòng)器之間由上位機(jī)線連接，這個(gè)得根據(jù)您步進(jìn)電機(jī)的CN口的針腳定義來做，一般有四根線：方向，脈沖，

24V+ ，24V- 。PLC負(fù)責(zé)發(fā)送脈沖，你可以用PLSY脈沖輸出指令，PLC的Y0為脈沖，Y2為方向PLSYD10D12Y0脈沖頻率脈沖個(gè)數(shù)方向如果D12為0 ，將持續(xù)發(fā)送脈沖，直至指令不在執(zhí)行。然后你可以控制Y2的輸出來控制方向步進(jìn)肯定要用驅(qū)動(dòng)才可以動(dòng)作的，而且只能工作在位置環(huán)，也就是只能夠接受脈沖信號(hào)，一般由plc給脈沖信號(hào)，發(fā)脈沖是三菱PLC的一個(gè)功能，需要編程實(shí)現(xiàn)Y0和Y1產(chǎn)生脈沖，用PLS指令，有這個(gè)指令說明的，你看看編程手冊(cè)因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)分為多相繞組方式，需要驅(qū)動(dòng)器接受脈沖信號(hào)及方向信號(hào)，采用功率元器件驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并可精確定位；定位的精度取決于步機(jī)電機(jī)性能、驅(qū)動(dòng)器分相角、配套減速機(jī)等。

一般PLC都有脈沖發(fā)送指令，但需要注意的是，PLC只能選擇晶體管型式。如果三菱PLC的話，編程指令有多條可以使用，像定位中PLSY指令。Y0中數(shù)值可以通過MOV或其他指令修改，而Y1的方向則是，Y1置為“0”為正的話，當(dāng)有條件使Y1置為“1”時(shí)，發(fā)脈沖條件滿足時(shí)電機(jī)則反轉(zhuǎn)。你做到兩點(diǎn)就可以學(xué)會(huì)了

1.了解步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)，認(rèn)清哪個(gè)是正轉(zhuǎn)信號(hào)，哪個(gè)是反轉(zhuǎn)信號(hào)；2.學(xué)習(xí)脈沖專用指令PLSY，首先確認(rèn)你所選的PLC類型，如果是FX的，請(qǐng)確認(rèn)是MT（晶體管輸出）類型，如果不是，請(qǐng)你更換，因?yàn)镸R的不能輸出高速脈沖的。接下來就是PLSY指令的學(xué)習(xí)，控制兩個(gè)數(shù)據(jù)，一個(gè)速度，也就是步進(jìn)馬達(dá)的頻率，另一個(gè)就是脈沖數(shù)，也就是我觸發(fā)一次，步進(jìn)馬達(dá)動(dòng)作多少。指令的學(xué)習(xí)可以參考“三菱FX編程手冊(cè)”，或者在這里簡(jiǎn)要給你介紹一下。

PLSYD1D2SD1就是頻率，D2就是脈沖量，S就是輸出端口（FX1S,FX1N,FX2N只有Y0和Y1兩個(gè)端口，F(xiàn)X3U有Y0，Y1,Y2三個(gè)端口）對(duì)D1和D2適當(dāng)?shù)馁x值，指令前面加上適當(dāng)?shù)挠|發(fā)條件就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作了！

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