PLC的梳棉机步进电机控制系统

深圳稻草人自动化教育W基于PLC的卡步进电机控制系统引言1随着纺织设备技术的进步，步进和伺服电动机运动控制系统的应用越来越广泛，其功能多样性和产品可靠性日益提高，逐渐取代了原来的普通电动机。并且随着可编程控制器技术的成熟，将这两者完美地结合在一起，对各种复杂运动进行自动控制，实现机电一体化的趋势。步进电机是将脉冲信号转换为直线或角度位移的执行元件。步进电机的输出位移与输入脉冲数成正比。速度与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正比，并与分配给步进电动机的脉冲绕组的顺序相关。因此，只要控制指令脉冲的数量、频率和给电动机绕组供电的相位顺序，就可以控制步进电动机的输出位移、速度和方向。步进电机具有良好的控制性能，可以在少数脉冲内进行启动、停止、反转等操作方式的变化，控制精度高，应用广泛。2步进电动机脉冲分配器步进电动机是在可编程控制器PLC中的应用中通常控制的对象。步进电机是根据输入的脉冲数和频率旋转角度和旋转速度的数字控制组件，控制输入线圈绕组的脉冲数和脉冲频率可以控制步进电机的旋转角度和速度，但是输入的脉冲必须通过通过脉冲分配器分配给步进电机的每一个绕组。使用Plc控制步进电机，脉冲分配器的设计是一个非常重要、非常灵活的问题，可以由硬件组成，也可以由软件组成。本文以松下fp0-c16t PLC为例，介绍了实现步进电机脉冲分配器的几种方法。图1控制原理接线图步进电机脉冲分配器控制原理接线图如图1所示。Fp0-c16t在硬件上实现，因此只需提供脉冲分配器的脉冲序列，Fp0系列PLC具有脉冲输出功能和高速计数器(HSC)功能，因此将此功能用于步进电动机控制非常方便。图2控制阶梯Fp0系列每个PLC输出端子y0或y1具有脉冲输出功能，输出脉冲的最大频率为10khz。特定输出脉冲频率可通过软件编程，y0或y1输出脉冲可通过脉冲分配器将脉冲分配给步进电动机的各相绕组，y0或y1可连接到脉冲的输入针；如果达到上限，Y0或y1的脉冲频率将切换到下一个参数，则会发生中断。Y2或y3是方向控制信号。Vcc值为5v时r短路；Vcc值为12v时，r=1kq(1/8w)；如果Vcc值为24v，则r=2kq(1/8w)。图2是实现此控制的阶梯图。Dt100dt106是存储输出脉冲频率和数目的通用寄存器，梯形图的参数是输出脉冲的初始频率为500hz，最大频率为5000hz，脉冲数为10000。3软件步进电机脉冲分配器的设计3.1电气原理设计图3硬件接线图图3是用软件实现步进电动机脉冲分配器PLC和步进电动机硬件接线图的图。步进电动机以最常见的三相6位电源方式工作。K0、k1和k2分别是连接到PLC的输入继电器x0、XL和x2的正向、反向和停止控制开关。Plc输出继电器y0、y1和y2分别连接到步进电动机的三相绕组a、b和c。软件中有多种实现脉冲分配的方法，这里介绍了三种实现方法。3.2软件实施方案之一图4软件场景1阶梯阶梯图如图4所示。步进电动机以6位电源方式运行，三相绕组的电源顺序如下：正向：反转a-a B- B- BC-c-ca:a-AC-c-c B- B- ba在此方案中，时钟使用PLC的计时器设计时钟生成器，或使用PLC的内部0.01s、0.02s、0.1s、0.2s、1s、2s时钟设计PLC的特殊内部继电器r29018、r29019、r901a、r901b、r901c、r901c继电器r0和R1分别从正向打开。16位移位寄存器(继电器)wr1结合移位寄存器的每个触点r10至r15和r0，r1生成正反转6位，以使输出继电器y0、y1、y2按上述正反转顺序通电。3.3软件实施方案2图5软件方案2阶梯阶梯图如图5所示。在此方案中，交换机x0、x1作为正向反向启动控件，k2作为停止。时钟仍然使用PLC的特殊内部继电器901a 0.1s脉冲继电器作为控制时钟。使用16位移位寄存器(继电器)wr1生成正向翻转所需的6位，将位移位寄存器(继电器)中的触点r10-15与正向翻转控制继电器r0-r1中的触点相结合，并使用PLC的高级数据传输命令。将所需的控制单词(参见调度)直接输出到PLC的输出，输出继电器y0、y1、y2按上述正相反顺序开机。3.4软件实施第3方d图6软件场景3阶梯阶梯图如图6所示。控制开关的作用和时钟仍在程序2中说明。在此方案中，当使用r9013运行初始0n脉冲继电器并打开电源时，将输出控制单词发送到PLC的通用数据寄存器dt0dt7，根据正反转控制要求，使用PLC的搜索寄存器IX(初始值设置(0或5反转)作为输出控制单词的初始指针)。使用f0mv，ixdt0，wys0命令将所需的控制词直接输出到PLC输出，然后修改x值，以使输出继电器y0，y1，y2按上述正相反顺序通电。R900b是更相等的标志。4使用案例图7国内梳棉机电气系统框图基于硬件实现方案，设计了一套步进电机控制系统，成功改造了国产消棉机的电子控制系统。电子控制系统框图如图7所示。该电气控制系统通过PLC控制步进电机，使国内梳棉机继电器控制系统复杂、可靠性不高、控制精度不足、故障点多、布线复杂困难、梳棉机的工艺要求易于控制，根据纺纱线种类和产品质量要求。此外，它具有稳定的性能、高控制精度、简单的操作、平稳的操作、无噪音等优点，提高了梳棉机的机电一体化水平，满足了用户的使用要求。5结束语使用可轻松控制电动机速度和位置的可编程控制器，可靠地实现步进电动机的运行，并执行各种复杂的动作。在国内梳棉机上应用PLC控制步进电机基础控制系统程序，提高梳棉机的机电一体化水平，更重要的是，为棉纺全过程运行的稳定性、可靠性提高奠定了基础，整个过程连续