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plc对步进电机的直接控制

供稿:中国工控网 2016/3/2 11:25:27

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  • 关键词: PLC 步进电机
  • 摘要:本文提出一种用可编程序控制器(PLC)直接控制步进电机的方法,如图2所示。这条技术路线的优点是:大大减少系统设计的工作量,不存在各部分接口信号的匹配问题,提高系统的可靠性。


本文提出一种用可编程序控制器(PLC)直接控制步进电机的方法,如图2所示。这条技术路线的优点是:大大减少系统设计的工作量,不存在各部分接口信号的匹配问题,提高系统的可靠性。整个控制系统由PLC和步进电机组成。作为一种工业控制计算机PLC的功能越来越强。不仅仅可用于开关逻辑控制,还可用于闭环过程控制,并可与其它计算机组成多级控制系统。有了PLC的强大功能的支持,各种不同控制系统的不同指令脉冲控制器的任务均可用PLC的不同控制程序来完成。对于环形脉冲分配器和功率放大器的功能则对PLC提出两个特性要求。一是在此应用的PLC最好是具有实时刷新技术的PLC,使输出信号的频率可以达到数千赫芝或更高。其目的是使环形脉冲分配能有较高的分配速度,充分利用步进电机的速度响应能力,提高整个系统的快速性。二是PLC本身的输出端口应该采用大功率晶体管,以满足步进电机各相绕组数十伏脉冲电压、数安培脉冲电流的驱动要求。应该指出的是采用继电器或可控硅做输出端口的PLC,即使软件环形脉冲分配能达到高速要求,但由于输出端口器件难以高速导通和关断直流电源,不能向步进电机各相绕组提供驱动脉冲电流,故不能用于步进电机的PLC直接控制。对于满足一、二两个要求的PLC,如美国IPM公司的IP1612DC-220可编程序控制器,可以对步进电机进行直接控制。

步进电机PLC的直接控制

                                                     图2 步进电机的PLC直接控制


笔者已成功地将这种方法用于ZXJ1000-C型预应力复合制袋自动生产线的切袋误差自动补偿系统中。系统将传感器测得的袋长误差信号由PLC的输入端口送入,如图3所示。根据误差与补偿的算法,由PLC的程序自动算出步进电机应补偿的转向与转角步数,并由环形分配程序通过输出端口Y9、Y10、Y11进行环形脉冲分配,从而控制接到步进电机三相绕组的48V直流电源的依次通、断,形成旋转磁场,使步进电机转动。步进电机的转动再经机械差速器叠加到主传动链中,使袋长误差得以补偿。由于步进电机是电感性负载,直流电阻很小,故接限流电阻以免脉冲电流过大损坏PLC端口,即Y9、Y10、Y11所对应的大功率晶体管。当Y9、Y10、Y11所对应的大功率晶体管按:Y9-Y9Y10-Y10-Y10Y11-Y11-Y11Y9-Y9……依次导通、断开时,步进电机正转。按:Y9-Y9Y11-Y11-Y11Y10-Y10-Y10Y9-Y9……依次导通、断开时,步进电机反转。即步进电机按三相六拍工作。每当步进电机走一步,环形脉冲分配程序的步数减一,当步数减为零时,停止环形脉冲分配,等待下一次测量误差的输入。

步进电机PLC的直接控制

                                                                       图3 具体应用图



结束语

采用PLC直接控制步进电机的误差补偿系统功能完善、灵活性大、可靠性高。该生产线已获得国家科技进步奖。特别强调的是采用PLC直接控制步进电机的方法,减少了系统设计的工作量、能大大缩短开发研制周期,在一定范围内,有较高的推广和实用价值。

审核编辑(苏强)
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