Omron 基于CP1H PLC的数控车床伺服进给系统双轴步进电机控制设计

参数计算与存储，启动后，首先输出伺服启动信号，检测到伺服准备好信号，走Z轴曲线，通过Z轴脉冲输出中或者脉冲完成标志，判断Z轴曲线是否走完Z轴走完，走X轴曲线，通过X轴脉冲输出中或者脉冲完成标志，判断X轴曲线是否走完，完成后结束、

22.1PLC选择经分析系统使用了4路数字量输入，6路数字量输出，没有使用模拟量输入和输出，其中使用了2路高速脉冲输出，需要使用晶体管输出，不能使用继电器输出的PLC，故可以选择欧姆龙的新的小型CP1H，选择其中的CP1H-XA40DT-D，含24路数字量输入，16路晶体管输出，其中含4路高速脉冲输出，可以满足系统的使用需要。2.2主电路设计 主电路如图2-1所示。其中的外部380V交流电源经L1,L2,L3，N供设备使用。QF1是总的断路器，起到通断设备电源作用。QF2是开关电源回路断路器，FU1是开关电源回路熔断器，开关电源将220V交流电变成24V直流电，供PLC的输入和输出，为PLC提供直流电源。 QF2X轴步进回路断路器，X步进用于驱动X轴步进电机，24V接步进的CN1的39为步进方向正信号输入，100.1加限流电阻接步进的CN1的端子39用于控制步进的方向。24V接步进的CN1的43为步进的脉冲信号正。PLC输出的100.0加限流电阻接步进的CN1的43控制步进发送脉冲，用于运行距离和速度控制。 同样的，M2是Z轴步进，QF3是Z轴步进回路断路器，Z轴步进驱动Z轴步进电机。100.2是Z轴步进脉冲输入，100.3是Z轴步进方向控制。图2-1主电路图2.3I/O分配表IO地址如表2-1,2-2所示表2-1PLC输入分配表名称PLC地址外部编号启动0.00SB1停止0.01SB2X准备好0.02SRV-RDY1Z准备好0.03SRV-RDY2表2-2PLC输出分配表名称PLC地址外部编号X脉冲100.00X方向100.01Z脉冲100.02Z方向100.03X启动100.04Z启动100.052.4PLC输入和输出接线图PLC输入和输出接线图见图2-2所示。图2-2PLC输入输出接线图3.1PLC内部使用地址为了便于阅读和编程，定义了部分PLC内部使用地址表3-1PLC内部使用地址PLC地址备注A280.03高速脉冲输出0输出结束A280.04高速脉冲输出0输出中A281.03高速脉冲输出1输出结束A281.04高速脉冲输出1输出中D2000伺服1加速比D2001伺服1减速比D2002伺服1目标频率D2004伺服1脉冲量D2010伺服1启动频率D2100伺服0高速加速比D2101伺服0高速减速比D2102伺服0高速频率D2104伺服0高速脉冲量D2110伺服0高速启动频率D2140伺服0减速加速比D2141伺服0减速减速比D2142伺服0减速频率D2144伺服0减速脉冲量D2150伺服0减速启动频率H0.00启动标志H1.00启动Z轴H1.01X轴高速H1.02X轴减速3.2梯形图设计'开机初始化，设定Z轴参数设定'开机初始化，设定X轴高速参数设定'开机初始化，设定X轴减速参数'开机初始化，复位内存'启动标志'启动X轴，Z轴'X,Z轴准备好，无动作步骤，执行走Z轴'走Z轴'Z轴走脉冲完成，执行走X轴高速'走X轴高速'走X轴高速完成，执行走X轴低速'走X轴低速'走X轴低速完成，系统结束'X轴，Z轴方向控制2.3语句表程序'开机初始化，设定Z轴参数设定LDP_First_CycleMOV(021)+32D2000MOV(021)+32D2001MOVL(498)+5000D2002MOVL(498)+5000D2004MOVL(498)+32D2010'开机初始化，设定X轴高速参数设定LDP_First_CycleMOV(021)+32D2100MOV(021)+32D2101MOVL(498)+5000D2102MOVL(498)+40000D2104MOVL(498)+32D2110'开机初始化，设定X轴减速参数LDP_First_CycleMOV(021)+32D2140MOV(021)+32D2141MOVL(498)+5000D2142MOVL(498)+40000D2144MOVL(498)+32D2150'开机初始化，复位内存LDP_First_CycleRSETH1.00RSETH1.01RSETH1.02'启动标志LD0.00ORH0.00ANDNOT0.01OUTH0.00'启动X轴，Z轴LDH0.00OUT100.04OUT100.05'X,Z轴准备好，无动作步骤，执行走Z轴LDH0.00AND0.02AND0.03ANDNOTH1.00ANDNOTH1.01ANDNOTH1.02SETH1.00'走Z轴LDH0.00ANDH1.00PLS2(887)#1#10D2000D2010'Z轴走脉冲完成，执行走X轴高速LDH0.00ANDH1.00ANDA281.03ANDNOTA281.04ANDA280.04ANDA280.03SETH1.01RSETH1.00'走X轴高速LDH0.00ANDH1.01PLS2(887)#0#10D2100D2110'走X轴高速完成，执行走X轴低速LDH0.00ANDH1.01ANDNOTA280.04ANDA280.03SETH1.02RSETH1.01'走X轴低速LDH0.00ANDH1.02PLS2(887)#0#10D2140D2150'走X轴低速完成，系统结束LDH0.00ANDH1.02ANDNOTA280.04ANDA280.03RSETH0.00RSETH1.02'X轴，Z轴方向控制LDH0.00OUT100.01OUT100.03本文运用omron的CP1HPLC为控制核心，设计了一套基于CP1HPLC的数控车床伺服进给系统双轴步进电机控制设计，通过PLC本体含的4高速脉冲输出，使用了其中的2路，控制2台步进驱动器，然后步进驱动器驱动步进，实现了双轴步进电机。系统具有多种保护功能。通过参数可以方便灵活的设定运行数据。[1]邵裕森,巴筱云.过程控制及仪表.机械工业出版社,2013[2]邵裕森,戴先中.过程控制工程.机械工业出版社,2