用PLC实现步进电机的直接控制

作者:立博体育app官网发布时间:2020-03-01已浏览: 167次

在组合机床自动线中,一般根据不同的加工精度要求设置三种滑台(1)液压滑台,用于切削量大,加工精度要求较低的粗加工工序中;(2)机械滑台,用于切削量中等,具有一定加工精度要求的半精加工工序中;(3)数控滑台,用于切削量小,加工精度要求很高的精加工工序中。可编程控制器(简称PLC)以其通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点,被广泛应用于工业自动控制中。特别是在组合机床自动生产线的控制及CNC机床的S、T、M功能控制更显示出其卓越的性能。PLC控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机床自动生产线上的数控滑台控制,可省去该单元的数控系统使该单元的控制系统成本降低70~90%,甚至只占用自动线控制单元PLC的3~5个I/O接口及<1KB的内存。特别是大型自动线中可以使控制系统的成本显著下降。

立博体育app官网由滑台的PLC控制方法可知,应使步进电机的输入脉冲总数和脉冲频率受到相应的控制。因此在控制软件上设置一个脉冲总数和脉冲频率可控的脉冲信号发生器;对于频率较低的控制脉冲,可以利用PLC中的定时器构成,如图2所示。脉冲频率可以通过定时器的定时常数控制脉冲周期,脉冲总数控制则可以设置一脉冲计数器C10。当脉冲数达到设定值时,计数器C10动作切断脉冲发生器回路,使其停止工作。伺服机构的步进电机无脉冲输入时便停止运转,伺服执行机构定位。当伺服执行机构的位移速度要求较高时,可以用PLC中的高速脉冲发生器。不同的PLC其高速脉冲的频率可达4000~6000Hz。对于自动线上的一般伺服机构,其速度可以得到充分满足。

控制系统中PLC用来产生控制脉冲;通过PLC编程输出一定数量的方波脉冲,控制步进电机的转角进而控制伺服机构的进给量;同时通过编程控制脉冲频率既伺服机构的进给速度;环行脉冲分配器将可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。PLC控制的步进电机可以采用软件环行分配器。采用软环占用的PLC资源较多,特别是步进电机绕组相数M4时,对于大型生产线应该予以充分考虑。采用硬件环行分配器,虽然硬件结构稍微复杂些,但可以节省占用PLC的I/O口点数,目前市场有多种专用芯片可以选用。步进电机功率驱动器将PLC输出的控制脉冲放大到几十~上百伏特、几安~十几安的驱动能力。一般PLC的输出接口具有一定的驱动能力,而通常的晶体管直流输出接口的负载能力仅为十几~几十伏特、几十~几百毫安。但对于功率步进电机则要求几十~上百伏特、几安~十几安的驱动能力,因此应该采用驱动器对输出脉冲进行放大。