PLC脉冲量控制程序设计分析

1、PLC脉冲量控制程序设 计分析 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)INGBIAN 国家职业技能鉴定技师/高级技师论文 PLC脉冲量控制程序设计分析 姓名：齐学泉 职业：维修电工 身份证号 42411 妙f在单位：天津市荣鑫精密模塑有限公司 目录 摘要 第一章项目介绍 第二章控制系统的构成 使用西门子PLC控制 PLC的概述 利用步进电机和步进电机驱动器控制 步进电机的概述 步进电机驱动器概述 第三章 控制硬件设计 西门子PLC的选用 西门子PLC选型 步进电机与步进电机驱动器的选用 步进电机选型 步进电机驱动器选型 第四章 系统程序设计 I/O分配 设讣梯形图程序 控制

2、程序分析 步进电机控制薄膜卷绕机 摘要 脉冲量控制先是用于技术切削机床的运动控制，而今也已用到其他设备、 机械手，甚至整个生产线传动的多方面控制，成为当今自动化技术的一个重要 支柱。当今自动化的乂一支柱的PLC,也可处理脉冲量。目前，他不仅有输 入、输岀脉冲来那个的接口或模块，而且还有很多处理脉冲量的设定与指令， 很强大的脉冲量的处理功能，可经济有效地通过脉冲量的处理，进行运动控 制。本文设计根据步进电动机输入脉冲信号，每改点一次励磁状态就前进一定 角度或长度。它是一种受脉冲信号控制的无刷式直流电动机，也可看作是在一 定频范围内转速与控制脉冲频率同步的同步电动机。 关键词西门子PLC步进电机脉

3、冲输出 第一章项目介绍 在自动化生产线传动的生产过程中，有一种薄膜卷绕机，设备采用机械式 计数，卷绕动力采用离合器传动，元件卷绕的起动、停止、圈数控制等均山人 工操作控制，因此产品存在着参数、精度、产品质量与生产效率等有着因人而 异的不足之处。 山于卷制的材料是10儿微米的薄膜，要求卷轴平稳起动，均匀加速、张力 平稳；在卷绕过程中在某些位置需要停顿，作一些必要的处理，再继续卷绕； 和起动一样，停顿或停止时，必须均匀减速，保持张力平稳；要求最后圈数准 确。 第二章系统的控制构成 利用西门子PLC控制 PLC的概述 利用PLC技术可以方便的实现对电机速度和位置的控制，方便的进行各种步 进电机的操作

4、，完成各种复杂的工作，对步进电机也具有良好的控制能力。 利用步进电机和步进电机驱动器控制 步进电机的概述 步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速 控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。 步进电机是将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件，每当对其 施加一个电脉冲时，输出轴便转过一个固定的角度。 对于步进电机的转向控制：如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正 转，如果按反序通电换相，则电机就反转。 对于步进电机的速度控制，给它发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个 脉冲，它就会再转一步，两个脉冲的间隔越短，步进电机转的就越快。 步进电机驱动器

5、概述 步进电机驱动器是根据步进电机的相数、电流以及适配关系来选用驱动器 的型号。 第三章系统硬件设计 西门子PLC的选用 西门子PLC选型 选用西门子 PLC S7-200 CPU-226 DC/DC/DC 型 S7-200 CPU-226 DC/DC/DC型有如下特性：高速汁数器单相30kHz （6路）,双 相 20kHz （4 路），脉冲输出（DC） 20kHz （2 路）。 步进电机与步进电机驱动器的选用 步进电机选型 1步进电机的控制 步进电机通常设有加速、减速控制及正反转控制等控制方式。步进电机脉 冲频率的变化规律：步进电机在启动和停止时有一个加速及减速的过程，且加 速速度越小则冲击

6、越小，动作越平稳，所以步进电机动作一般要经历以下变化 过程：加速恒速（高速）减速恒速（低速）停止。因步进电机转速与脉冲频 率成正比，所以输入步进电机的脉冲频率也要经历一个类似的变化过程。 2步进电机的选型 步进电机启动时要使脉冲升频，停车时使脉冲降频。山于步进电机驱动器 输入脉冲200Hz时处于震荡区内，容易损坏内部器件，而在200Hz以下运转速 度较慢，效率较低，故采用350Hz作为脉冲低频起点，轻载时高频脉冲可达 到。 本设汁选用受控电机为2HB86-65型两相混合式步进电机。 型号 步距角 保持转矩 （Nm） 相电阻 （欧） 转子惯性 （） 2HB86-65 1000 八出线接法六岀找按

7、法四出线接法（串我）鶴出线接法（芥联1 红黄1尽 B- 臼加棕经 步进电机驱动器选型 1步进电机驱动器控制 在对步进电机进行控制时，常常会釆用步进电机驱动器对其进行控制。步 进电机驱动器采用超大规模的硬件集成电路，具有高度的抗干扰性以及快速的 响应性，不易出现死机或丢布现象。使用步进电机驱动器控制步进电机，可以 不考虑各相的时序问题，山驱动器处理，只要考虑输出脉冲的频率以及步进电 机的方向。 本设计采用的是YKA2608MG型细分驱动器。它是一款经济、小巧的步进驱 动器，是等角度恒力矩细分高性能步进驱动器。该驱动器内部采用双极恒流斩 波方式，使电机噪音减小，电机运行更平稳，驱动电源电压的增加使

8、得电机的 高速性能和驱动能力大为提高，而步进脉冲停止超过100ms时，线圈电流自动 减半，使驱动器的发热可减少50%,也使得电机的发热减少。 第四章系统程序设计 I/O分配 1:停止 启动正转 0：步进电机输出信号 高速脉冲输出 点动正转 点动反转 启动模式 点动模式 点动正转 点动反转 始终接通为ON SMB67用于监视和控制脉冲串(PTO)和脉宽调制(PWM)功能 SMW70 PWM0脉冲宽度值：字数据类型(0至65,535个时基单位) SMD72 PTOO脉冲计数值:双字整数(2至232- 1) 设计梯形图程序 主程序 M0.1 MO.O MO.O M0.1 ) ENI MO.O M0.

9、4 M0.5 1 M0.4 M0.5 MO.O I I SBR-0 INTJ:INT1- 19- 0- INT-0 )1 )1 INT-1 控制程序分析 为了满足生产的需要，卷绕及设置有正转启动旋转，点动正转、反转旋 转。正转启动来满足设备正常完成卷绕任务要求，点动正反转旋转是在卷绕过 程中出现异常状况下紧急处理的需要，间断性的手工操作，以满足产品的正常 生产。 在主程序中，利用始终接通为ON来调用子程序（SBR_O）。 在子程序SBR_O中，控制步进电机正反转旋转，按动君动按钮，启动模式 线圈得电，常开麻点闭合自锁。按动点动正转或点动反转，点动模式线圈得 电，常开触点闭合自锁。启动模式和点动

10、模式有互锁功能。点动模式得电，按 动点动反转按钮,点动反转线圈得电，置位。点动模式得电，按动点动正转按钮， 点动正转线圈得电，复位。 当上电得电时，将16进制数87（2进制：）传送到SMB67中，： PTOO/PWMO更新周期：写新的周期值 :PWM0更新脉冲宽度值：写新的脉冲宽度 :PTOO更新脉冲量：1=写新的脉冲量 :PTOO/PWM0 基准时间单元：O=lps, l=lms :同步更新PWMO： 0=异步更新，同步更新 :PTOO操作：0二单段操作(周期和脉冲数存在SM存储器中),多段操 作(包络表存在V存储器区) :PTOO/PWM0 模式选择：0=PTO, 1=PWM :PTOO/

11、PWM0有效位：1二有效 将3000ms传送到SMW70中，设定脉冲周期 将6传送到SMD72中，设定产生了 6个脉冲数 把中断程序0分配给中断事件1：下降沿， 允许中断 按下正转启动时，把中断程序1分配给中断事件19： PTOO完成中断 当按动启动模式或点动正转，反转模式，启用脉冲输出，控制脉冲串输出 (PTO)和脉宽调制(PWM)的周期和个数。 充许中断 中断程序0 (INTO)中，把26进制数05传送到SMB67,启用脉冲输出，分 配给中断事件1中。 中断程序1 (INT1)中，将16进制数87传送到SMB67中， 将3000ms传送到SMW70中，设定脉冲周期 将6传送到SMD72中，设定产生了 6个脉冲数，启用脉冲输出，分配给中 断事件19中。 结论 在这次技师论文中，论述了基于西门子PLC的脉冲量控制系统的设计方 法，包括了硬件的选型，软件的设计，步进电机等方面，实现了用脉冲信号输 岀功能来控制步进电机的平稳和精确的运动