1、正文字體大?。捍笾行LC對步進(jìn)電機的快速精確定位控制(2012-09-29 21:01:43)轉(zhuǎn)載固標(biāo)簽：分類：PLCpic編程pic培訓(xùn)稱重傳感器PLC對步進(jìn)電機的快速精確定位控制步進(jìn)電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。 當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈 沖信號時就驅(qū)動步進(jìn)電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，其旋轉(zhuǎn)以固定的角度運行。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量以達(dá)到準(zhǔn)確定 位的目的；同時也可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機作為一種控制用的特種電機，因其沒有積累誤差（精度為100%而廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。1定位原理及方案1.1步

2、進(jìn)電機加減速控制原理步進(jìn)電機驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)從一個位置向另一個位置移動時，要經(jīng)歷升速、恒速和減速過程。當(dāng)步進(jìn)電機的運行頻率低于其本身起動頻率時，可以用運行頻率直接起動并以此頻率運行，需要停止時，可從運行頻率直接降到零速。當(dāng)步進(jìn)電機 運行頻率fb>fa （有載起動時的起動頻率）時，若直接用 fb頻率起動會造成步 進(jìn)電機失步甚至堵轉(zhuǎn)。同樣在fb頻率下突然停止時，由于慣性作用，步進(jìn)電機 會發(fā)生過沖，影響定位精度。如果非常緩慢的升降速，步進(jìn)電機雖然不會產(chǎn)生失 步和過沖現(xiàn)象，但影響了執(zhí)行機構(gòu)的工作效率。所以對步進(jìn)電機加減速要保證在 不失步和過沖前提下，用最快的速度（或最短的時間）移動到指定位置。步進(jìn)電

3、機常用的升降頻控制方法有 2種：直線升降頻和指數(shù)曲線升降頻指數(shù) 曲線法具有較強的跟蹤能力，但當(dāng)速度變化較大時平衡性差。直線法平穩(wěn)性好， 適用于速度變化較大的快速定位方式。 以恒定的加速度升降，規(guī)律簡練，用軟件 實現(xiàn)比較簡單，本文即采用此方法。1.2定位方案要保證系統(tǒng)的定位精度，脈沖當(dāng)量即步進(jìn)電機轉(zhuǎn)一個步距角所移動的距離不 能太大，而且步進(jìn)電機的升降速要緩慢，以防止產(chǎn)生失步或過沖現(xiàn)象。但這兩個 因素合在一起帶來了一個突出問題：定位時間太長，影響執(zhí)行機構(gòu)的工作效率。 因此要獲得高的定位速度，同時又要保證定位精度，可以把整個定位過程劃分為 兩個階段：粗定位階段和精定位階段。粗定位階段，采用較大的脈沖

4、當(dāng)量，女口 0.1mm/步或1mm步，甚至更高。精定位階段，為了保證定位精度，換用較小的 脈沖當(dāng)量，如0.01mm/步。雖然脈沖當(dāng)量變小，但由于精定位行程很短（可定為 全行程的五十分之一左右），并不會影響到定位速度。為了實現(xiàn)此目的，機械方 面可通過采用不同變速機構(gòu)實現(xiàn)。工業(yè)機床控制在工業(yè)自動化控制中占有重要位置，定位鉆孔是常用工步。設(shè)刀具或工作臺欲從A點移至C點，已知AC=200m，把AC劃分為AB與BC兩段， AB=196m，BC=4mmAB段為粗定位行程，采用0.1mm/步的脈沖當(dāng)量依據(jù)直線升 降頻規(guī)律快速移動，BC段為精定位行程，采用0.01mm步的脈沖當(dāng)量，以B點的 低頻恒速運動完成精

5、確定位。在粗定位結(jié)束進(jìn)入精定位的同時， PLC自動實現(xiàn)變 速機構(gòu)的更換。2 定位程序設(shè)計2.1 PLC 脈沖輸出指令目前較為先進(jìn)的PLC不僅具有滿足順序控制要求的基本邏輯指令， 而且還提 供了豐富的功能指令。Siemens S7-200系列PLC的PLUS指令在Q0.0和Q0.1輸 出PTO或PWM高速脈沖，最大輸出頻率為20KHz脈沖串（PTO提供方波輸出（50%占空比），用戶控制周期和脈沖數(shù)。脈沖寬度可調(diào)制（PWM酮能提供連續(xù)、 變占空比輸出，用戶控制周期和脈沖寬度。本文采用PTO的多段管線工作方式實 現(xiàn)粗定位，PTO的單段管線方式實現(xiàn)精定位。上述例子中，假定電機的起動和結(jié)束頻率是 2KH

6、z最大脈沖頻率是10KHz 在粗定位過程中，用 200 個脈沖完成升頻加速， 400個脈沖完成降頻減速。使用 PLC的PTC多段管線脈沖輸出時，用下面的公式計算升降頻過程中的脈沖增量值。給定段的周期增量 =（ECTICT） /Q式中：ECT該段結(jié)束周期時間ICT=該段初始周期時間利用這個公式，加速部分（第 1 段）周期增量為 2，減速部分（第 3 段）周 期增量為1。因第2段是恒速部分，故周期增量為0。如果PTO勺包絡(luò)表從VB500 開始存放，則表 1 為上例的包絡(luò)表值。2.2 源程序/ 主程序LD SM0.1 / 首次掃描為 1R Q0.0， 1 / 復(fù)位映像寄存器位CALL 0 / 調(diào)用子

7、程序 0，初始化粗定位相關(guān)參數(shù)LD M0.0 / 粗定位完成R Q0.0， 1CALL 1 / 調(diào)用子程序 1，初始化精定位相關(guān)參數(shù)/ 子程序 0, 粗定位LD SM0.0MOVB 16#A0 SMB67 /設(shè)定控制字：允許 PTO操作，選擇 ms增量，選擇多 段操作MOVW 50，0SMW168 /指定包絡(luò)表起始地址為 V500MOVB 3， VB500 / 設(shè)定包絡(luò)表段數(shù)是 3MOVW 50，0VW501 /設(shè)定第一段初始周期為 500msMOVW -，2 VD503 / 設(shè)定第一段周期增量為 -2msMOVD 20，0 VD505 / 設(shè)定第一段脈沖個數(shù)為 200MOVW 10，0VW5

8、09 /設(shè)定第二段初始周期為 100msMOVW，0VD511 / 設(shè)定第二段周期增量為 0msMOVD 136，0 VD513 / 設(shè)定第二段脈沖個數(shù)為 1360 MOVW 10，0 VW517 /設(shè)定第三段初始周期為 100ms MOVW，1 VD519 / 設(shè)定第三段周期增量為 1msMOVD 40，0 VD521 / 設(shè)定第三段脈沖個數(shù)為 400ATCH 2 19 /定義中斷程序2處理PTO完成中斷ENI / 允許中斷PLS 0 / 啟動 PTO操作/ 子程序 1 ，精定位LD SM0.0 / 首次掃描為 1MOVB 16#8DSMB67 /允許PTO功能，選擇ms增量，設(shè)定脈沖數(shù)和周期MOVW 50，0SMW68 /設(shè)定精定位周期為 500msMOVD 40，0 SMD72 /設(shè)定脈沖個數(shù)為 400ATCH 3 1