PLC控制自动化立体仓库

前言俄惹人随着企业的持续稳定发展，经济全球化步伐也迅速，我国的工业也出现了翻天覆地的变化，一方面高科技的加工工艺越来越得到推广，加工效率也得到了大大的提高。与此同时原有的物流和仓储系统已不能满足新形势的要,建立一个集物流、信息流和资金流于一身的自动化物流管理中,从而降低企业综合物流成本,提高企业综合效益便成为目前亟待解决的问题。自动化立体仓库是指在不直接进行人工处理的情况下,自动地完成物品仓储和取出的系统,它以高层立体货架为主体, 以成套搬运设备为基础,是集自动控制技术、通信技术、机电技术于一体的高效率、大容量存储机构PLC 作为一种工业控制计算机, 具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、种控制功能网络技术和优越的性价比等性能, 是目前广泛应用的控制装置之一自动化立体仓库的出现, 实现了仓库功能从单纯保管型向综合流通型的转变，而且自动化立体仓库是现代物流与仓储系统的重要组成部分，具有货物存取效率高和自动化程度高、很强的入出库能力等优点。而PLC功能强大，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便，易于实现机电一体化。完全满足立体仓库工作环境和控制系统的要求。。但是由于立体仓库前期投入大，需要专业人才从事维护，维持费用高，只有资本雄厚的企业才会重视立体仓库，成本成为立体仓库发展的限制因素，因此如何降低立体仓库的成本或者设计中小型立体仓库自然成为重中之重更利于推广与普及。本设计就是针对那些中小型企业而设计的采用三菱FX1NPLC作为核心控制元件的中小型字体仓库，而且结构可以灵活调整，既可以是单排或采用专用键盘作为人机接口部件，具有手动和自动操作，可根据用户需求人机之间进行信息交换，作控制步进电机来驱动一个有三自由度的小车在高强度导轨上做三维运动来完成一系列动。ConfidentialPage2 3/22/2022-2-作者：-2-5:19:06PM1绪论自动化立体仓库的发展情况及发展趋势(FlexibleManufacturingSystem)(ComputerIntegratedManufacturingSystem)自动化(FactoryAutomation)码技术、扫描技术和数据采集越来越多地应用于仓库堆垛机、自动导引车和传送带等运输设备上，移动式机器人也作为柔性物流工具在柔性生产、仓储和产品发送中日益发挥重要的作用。实现系统的柔性化，灵活的传输设备是实现物流和仓储自动化的趋势。仓储阶段、机械化仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能自动化仓储阶段。目前，智能自动化仓储技术虽然还处于初级发展阶段，但它将是主要的发展方向。立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；5060年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963（机械部北京起重运输机械研究所1973（152003200自动化物流技术和成套设备的研发已经发展成了一个庞大的产业。目前，国外2青岛科技大学本科毕业设计(论文)但是国内的自动化立体仓库系统具有一定的局限性，主要以单机为主，AGV码垛和拆垛等无法应用于物流系统，从根本上限制了这些设备的研制和发展；仓储作业的计算机管理水平较低。因此不论从自动化物流系统的设备品种及技术水平，还是在应用的广度和深度上与国际水平都还存在着相当大的差距。自动化立体仓库的发展趋势仓库的发展将呈现以下趋势：(2)智能技术将会获得应用。仓库作业向柔性化方向发展。建设自动化立体仓库方面更加注重实用性和安全性本课题的研究意义及研究目的自动化立体仓库又称立库、自动存取系AS/RS(AutomaticStorage& RetrievalSystem)，是一种用高层立体货架(托盘系统)储存物资，用电子计算机控制管理和用自动控制堆垛运输车进行存取作业的仓库。使用自动化立体仓库可以产生巨大的社会效益和经济效益。它通过高层货架存储，使存储区大幅度地向高空发展，提高了空间利用率；自动化立体仓库采用层积式存放，结合计算机管理，可以很容易实现先入先出，防止货物的自然老化、变质和损坏；通过自动存取系统(AS/RS),加快了运行和处理速度，提高了劳动生产率，降低操作人员的劳动强度；采用自动化技术后，还能较好地适应黑暗、低温、污染、有毒和易爆等特殊场合的物品存储需要；计算机控制能够始终准确无误地对各种信息进行存储和管理，减少了货物处理和信息处理过程中的差错；同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库存储能力，便于清点和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金，从而提高仓库的管理水平。自动化仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统集成，实现企业信息管理的自动化。同时，由于使用自动化仓库，促进企业的科学管理，减少了浪费，保证均衡生产，也提高了操作人员素质和管理人员水平。自动化物流控制系统具有信息处理、系统控制、系统监视、系统管理等多种功能，集信息流和物流于一体，是现代化企业物流和信息流管理的重要组成部分。3ConfidentialPage4 3/22/2022-4-作者：-4-5:19:06PM度管理计算机下达作业任务，控制系统自动完成对设备的运行、停机、故障、报警等各项过程的控制。同时将作业完成情况和设备状况实时上报上位调度管理层，使上位系统实现对设备运行状况、物流位置和物流数据的管理与监控。自动化控制系统作为自动化物流系统中的一个重要组成部分，对于提高物流系统的物流控制功能和作业效率，具有关键的作用。自动化立体仓库是一个复杂的综合自动化系统是现代物流技术领域中出现的一种新型仓储方式。自动化立体仓库自诞生以来就受到了极大关注，对其相关技自动化立体仓库已经成长为支持企业和社会经济活动的重要因素，其经济和社会效益逐渐被人接受，自动化立体仓库也成为企业和社会投资的重点。而且自,1提高空间利用率，早期立体仓库的构想，其基本出发点是提高空间利用率，充分节约有限且宝贵的土地。在西方有些发达国家，提高空间利用率的观点已有更广泛深刻的含义，节约土地，已与节约能源、环境保护等更多的方面联系起来。有些甚至把空间的利用率作为系统合理性和先进性考核的重要指标来对待。立体库的空间利用率与其规划紧密相连。一般来说，自动化高架仓库其空间利用率为普通平库的2-5倍。这是相当可观的。2便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平传统仓库只是货物储存的场所，保存货物是其唯一的功能，是一种“静态显的技术趋势。探索自动化立体仓库新的控制技术，结合现代科技的发展水平，用技术创新的Integrated(集成化)、IntelligentInformation(信息化)方面进行研究。为提高自动化立体仓库先进性、可靠性，提高其经济效益和社会效益，提高我国的物流技术水平做出我们应有的贡献。堆垛机控制系统和货位的优化分配研究已经取得了较大的进展，但随着现代物流的发展，问题的复杂程度和求解精度要求的不断提高，现有的研究方法还不能满足现代物流的控制要求，需要发展更为高效的优化方案。4青岛科技大学本科毕业设计(论文)本课题的研究内容本课题主要研究中小型自动化立体仓库的自动控制系统，具有专用的人机信息交流界面控制面板，可以实现手动和自动货物存取功能。存取货物还可以实现全自动，为节省PLC成本，采用三菱的矩阵输入指令等高级宏指令，扩展了PLC的输入和输出点数。而且利用PLC软件实现货架上有无货物的检测，节省PLC软件进行控制其正转、翻转和加减速。PLC向电机能够准确移动、定位以实现物品的正确存放功能。具体完成的任务如下：命令键盘的设计。PLCPLC设计出相应的程序，并且通过调试。在立体仓库模型上进行物品装卸试验。通过对仓库模型控制系统的设计研究，能够对自动化立体仓库设计的基本工作原理有一定的认识，并且对大学阶段所学知识能够进一步的深化，对理论知识和实际应用之间的相互转化有更具体的理解，特别是对PLC技术、数字电路、机电一体化技术有了更进一步的认识。以及PLC的程序设计有了更认真地学习和运用。另外，通过对此课题的学习研究，还可以培养自己独立解决实际问题的能力，为以后学习打下基础方案论证目前自动化立体仓库已随着经济的发展开始越来越流行起来，其设计也在不断的趋向于完美化，本仓库模型系统的设计也有很多不同的方法。我们对仓库模型控制作了两种设计方案，并对其进行了研究和讨论方案一：基于单片机的仓库模型控制系统的设计。采用单片机作为主控制器来控制步进电机的控制系统，系统所要设计的控制电路较多，较为复杂。而且整个控制系统的开发周期长。由于需设计的电路居多，所以系统的软件程序设计复杂，难于实现[12]。方案二：基于PLC仓库模型控制系统设计，它具有很多其他设计方法不可比拟的优点：可靠性高、环境适应性强：可编程控制器输入/输出端口均采用继电器和光电耦合器件，采取了隔离和抗干扰措施，所以具有很高的抗干扰能力；CPU模块、电源模块PID 模块、模拟输入和输出模块等，可以用这些模块灵活的组成各种不同的控制系统，对不同的控制系统，只需选取不同的模块即可，因而具有很好的适用性[14]。使用方便、灵活：对于不同的控制系统，当硬件结构选定后，如果输入/输出作很小的变动时，只需修改相应程序即可，无需对系统连线做较大的修改，减少了现场调试的工作量，使用起来灵活方便。具有顺序、周期性的工作特征。5ConfidentialPage6 3/22/2022-6-作者：-6-5:19:06PM代替了硬连线，便于安装，实现了小型化。PLC足设计要求，达到设计的目的。1.5本章小结本章首先从国内和国外两个方面简要介绍了自动化立体仓库的发展状况，意义及目的；最后给出了本次设计的自动化立体仓库的研究内容即本设计系统PLC6青岛科技大学本科毕业设计(论文)2可编程控制器的介绍PLC可编程序控制器，英文称ProgrammableController，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（PersonalComputer）PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLCPLC应用于生产实践。可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下最后的定义。国际电工学会1982.11；1985.11987.2发布了可编程序控制器标准草案的第一，二，三稿。在第三稿中，对PLC作了如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。PLC控制技术、自动化技术、计算机控制技术和通信技术融为一体专门为工业控制而设计，具有可靠性高、功能强、编程简单、使用方便、环境适应性好以及体积小、功耗低等特点；具有基本控制功能、步进控制功能、模拟控制功能、定位控制功能、网络通信功能、自诊断功能、显示监控功能等，可以满足对工业PLC形图语言，它采用了与实际电器原理图非常接近的图形编程方式，易学易用[16]。具体特点如下：I/OPLC部电路之间电气上隔离，使其安全工作。RC10～20ms；各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。采用性能优良的开关电源。一旦电源或其他硬件等设备发生异常情况，CPU以防止故障扩大。PLCI/O或设备[17]。7ConfidentialPage8 3/22/2022-8-作者：-8-5:19:06PMPLC自动化立体仓库通常有以下几种分类方式，按建筑形式可以分为整体式和分离式；按自动化仓库与生产连接的紧密程度可分为独立型(也称离线型)、半紧密按照在生产流通中的作用可以分为生产性仓库和流通性仓库；按货架的结构形式可以分为单元货格式、贯通式、水平循环式和垂直循环式，其中以单元货格式仓库使用最广。按容量和功能分为小型机、中型机、大型机。PLC/PLC适合于控制单台设备，开发机电一体化产品。PLCA/D转化器，中型机指令也比小型机丰富。还有微分、积分、比例、整数、浮点运算等模块功能。适用于有温度控制和开关动作复杂的机械及连续生产过程。大型机已经于工业控制计算机相近，它具有计算、控制和调节的功能，还具有10064K大型机适用于设备自动化控制，过程自动化控制和过程监控系统中。PLC的选型2.5PLC的各个组成部件及工作原理PLC的工作原理具体如下：PLCCPU线圈被接通或断开，该线圈的所有触点（包括其常开或常闭触点）不会立即动作，必须等到扫描到该触点时才会动作[18]。PLCCPU[18]输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有状态和数据，并将它们存入I/O的数据和状态也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。用户程序执行阶段（梯形图并按照先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然RAMI/O8青岛科技大学本科毕业设计(论文)形图所规定的特殊功能指令。输出刷新阶段I/OPLC[19]。CPUPLC的核心部分。与通用微机CPUPC的作用类似于人体的神经中枢。其功能：9ConfidentialPage10 3/22/2022-10-作者：-10-5:19:06PM用扫描方式（后面介绍）入映象寄存器或数据寄存器；接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；PC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误；PC进入运行状态后：a）执行用户程序——产生相应的控制信号（从用户程序存储器中逐条读取指令，经命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路）b）进行数据处理——分时、分渠道地执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算任务c）更新输出状态——输出实施控制（根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，再由输入映象寄存器或数据寄存器的内容，实现输出控制、制表、打印、数据通讯等）存储器（监控程序序、命令解释、功能子程序的调用管理程序和系统参数10青岛科技大学本科毕业设计(论文)*不能由用户直接存取用户存储器用户程序存储器——存放用户程序。即用户通过编程器输入的用户程序。功能存储器（数据区）——存放用户数据PC的用户存储器通常以字（16位/字）为单位来表示存储容量。注意：系统程序直接关系到PC的性能，不能由用户直接存取，所以，通常PC产品资料中所指的存储器形式或存储方式及容量，是指用户程序存储器而言。接口输入输出接口是PLC路。PLC晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路，晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载；继电器输出为有触点输出型电路，用于低频负载。PLC选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等，通过输入接口电路将CPUCPU送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。输入接口行程开关、继电器触头等开关量输入信号；另一类是由电位器、测速发电机和各种变换器提供的连续变化的模拟量输入信号。2所示的直流输入接口电路为例，R1是限流与分压电阻，R2CTSBTPLC5V准信号电平(TTL)LED输入指示灯亮，表示信号接通。微电脑输入接口电路一般由寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路组成，这些电路集成在一个芯片上。交流输入与交直流输入接口电路与直流输入接口电路类似。图2直流输入接口电路滤波电路用以消除输入触头的抖动，光电耦合电路可防止现场的强电干扰进入PLC。由于输入电信号与PLC内部电路之间采用光信号耦合，所以两者在电气上完全隔离，使输入接口具有抗干扰能力。现场的输入信号通过光电耦合后转换为5V的TTL送入输入数据寄存器，再经数据总线传送给CPU。输出接口输出接口电路向被控对象的各种执行元件输出控制信号。常用执行元件有11ConfidentialPage12 3/22/2022-12-作者：-12-5:19:06PM(模拟量)(模拟量)、指示灯、数字显示装置与输入接口电路类似，内部电路与输出接口电路之间采用光电耦合器进行抗干扰电隔离。微电脑输出接口电路一般由输出数据寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路集成在芯片上，CPU通过数据总线将输出信号送到输出数据寄存器中，功率放大电路是为了适应工业控制要求，将微电脑的输出信号放大。其它接口I/OI/OI/O扩展单元(CPU)PLC写入等功能。编程器PLCPLC内部器件及系统的参数等。编程器有简易编程器和图形编程器两种。简易编程器体积小，携带方便，但只能用语句形式进行联机编程，适合小型PLC的编程及现场调试。图形编程器既可用语句形式编程，又可用梯形图编程，同时还能进行脱机编程。PLCPLCPLC改，并通过个人计算机和PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控PLC运行状态等。电源PLCCPU、存储器等所需的直流电，PLCPLCPLC24V三菱FX系列PLC简介及型号说明FXPLCPLC（SequentialFunctionChart）顺序功能图编程，而且这些程序可以相互转换。在FX系列PLC中还设置了高速计数器、各种应用指令及模块，大大的扩大PLCFXPLC型号的含义如下：12青岛科技大学本科毕业设计(论文)0、2、0s、1s、0N、1N、2N单元类型：M—基本单元E—Ex—扩展输入模块EY—扩展输出模块输出方式：R—继电器输出S—T—特殊品种：D—DC电源，DC输出Al—AC，AC（AC100～120V）ACH—大电流输出扩展模块V—立式端子排的扩展模块C—接插口输入输出方式F—1msFX2N—32MT—DFX2N，32I/O使用直流电源，24V本章小结本章系统全面的介绍了有关PLC的基本知识，其型号、优势、功能及组成和各部分的作用，使读者能够对可编程控制器有总体全面的了解。3自动化立体仓库的系统设计立体仓库的基本组成13ConfidentialPage14 3/22/2022-14-作者：-14-5:19:06PM自动化立体仓库是机械和电气、强电控制和弱电控制相结合的产品。它主要由货物储存系统、货物存取和传送系统、控制和管理等三大系统所组成。货物存储系统由立体货架的货格(托盘或货箱)组成，货架按照排、列、层组合而成立体仓库储存系统；货物存取和传送系统承担货物存取、出入仓库的功能，它由有轨或无轨堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成；自动化立体仓库视情况不同采取不同的控制方式：有的仓库只采取对存取堆垛机、出入库输送机PLC级的自动化立体仓库的控制系统采用集中控制、分离式控制和分布式控制，即由管理计算机、中央控制计算机和堆垛机、出入库输送等直接控制的可编程序控制器组成控制系统。14青岛科技大学本科毕业设计(论文)自动化立体仓库的设计原则与设计过程15ConfidentialPage16 3/22/2022-16-作者：-16-5:19:06PM本输送系统的基本控制要求位保护。体仓库坐标定位以零位开始。当送货的时候，选择欲送货物的仓位号，按动仓位号对应的按钮，控制16青岛科技大学本科毕业设计(论文)面板数码管显示仓位号。按送货按钮后，货物自动送入指定的仓位号对应的仓库位里。若被指定的仓位号里有货物，则送货命令不被执行。送货完成后，小车自动返回原来的位置。令不被执行。取货与送货装有互锁开关，防止发生故障。取货和送货指令完成后，机构自动返回原来位置。1～6需用手动取货时，必须在断电状态下进行。了保护人身、设备和货物的安全，堆垛机必须具有完善的安全保护措施：机械和电气限位装置。)货物检测载货台上设有货物超高、超长和超宽检测装置度或宽度时，堆垛机便停止运行并报警。一般允许误差为30～40 mm，检测元件采用对射或反射式光电传感器。)载货台上还设有检测货又是否回位、货叉上有无货物和电动机制动使载货台停在当前位置，不会掉下来。本仓库系统的基本物流过程与控制面板17ConfidentialPage18 3/22/2022-18-作者：-18-5:19:06PM控制面板接受指令数码管仓位号显示送取货货指指令令送货指令PLC令检测有无货物无/有 有/无送货指令无/执行送货 有/指令不执行

有/执行无/指令不执取行货动作完成后，返回原点等待下一个命令的执行物流过程示意图18青岛科技大学本科毕业设计(论文)控制数码管显示控制面板就绪 07取

手动自动停8 9 取图4 5图送 1 2

6 送3电源控制面板示意图X0按钮0X7按钮7X16送X0按钮0X7按钮7X16送X23X2程开关X11/动向左X42自动X17取X24X3程开关X22/动向下X100电源X18左限位开关X25X4程开关X33/动向右X10按钮8X19右限位开关X26X5程开关X44/动向外X11按钮9X20Z开关X27X6程开关X5按钮5/手X12手动X21Z轴外限位开X28X719ConfidentialPage20 3/22/2022-20-作者：-20-5:19:06PM动向上关程开关X66/动向里X15停X22X1程开关X29X8程开关X32Y1限位X33Y1限位X34Y2位X30X9程开关X35Y2限位X36Y3限位X37Y3位X31X10程开关X38Y4限位X39Y4限位X40Y5位X41Y5位注：X50～57矩阵输入输出：Y8 就绪指示灯 Y9

取货指示灯 Y10送货指示灯 Y11小车沿X轴右行Y12小车沿X轴Y13小车沿Y轴Y14小车沿Y轴Y15小车沿Z左行 上行 下行 里行Y16小车沿Z轴外行注：Y0～Y7数码管显示输出、Y20～Y26矩阵输出输送系统的PLC编程过程中的问题及其解决方法PLCI/O1、若用PLC直接驱动数码管，需要占用大量的点数，本设计中采用，三菱PLC的高级应用指令7段数码管扫描应用指令。该指令使用范例：20青岛科技大学本科毕业设计(论文)⑴当触点闭合后，将D1的值送到Y0～Y7外部布线的七段数码管显示。⑵412触点闭合。⑶执行SEGL指令时，扫描时间大于10ms。⑷晶体管输出PLC的输出电压为1.5V，必须选用合适的数码管。⑸四位数一组七段灯管与PLC的输出外部接线如图2FXPLC的。其具体用法及接线图如下：21ConfidentialPage22 3/22/2022-22-作者：-22-5:19:06PM⑴当X100闭合时，从指定的X0开始的十个输入端，代表0～9，如下图⑵假设按键顺序为X5、X6、X3、X10，则将结果5638保存在D0寄存器中。⑶D0最多容纳9999，超过四位数时，最前面的位数溢出。32DTKYD0⑸当触点X100断开时，前面输入的值继续保留。35050检测，如果每个仓库位都分别定义的话，增加50PLC22青岛科技大学本科毕业设计(论文)⑴使用矩阵输入的外部布线图如下：23ConfidentialPage24 3/22/2022-24-作者：-24-5:19:06PM详细布线图请点击下超级链接：CAD\矩阵输入示意图.dwg⑵S8X50⑶D1nY20，n=7Y20～Y26.⑷D2M10，M10～M17M20M～27、M30～M37、M40～M47、M50～M57、M60～M67、M70～M77。20ms，7140msON/OFF140msPLC七段灯的译码表如下：十进制4Bit七段灯Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0显示值1000100000110120010010110112300110100111134010001100110424青岛科技大学本科毕业设计(论文)501010110011156011001111101670111001001117810000111111189100101101111900000001111110意图PLC4步进电机的选择与控制步进电机作为本系统的动力驱动元件，控制其稳定性是至关重要的本章将具体介绍，三相六拍式步进电机的控制原理。步进电机的介绍及选型25ConfidentialPage26 3/22/2022-26-作者：-26-5:19:06PM步进电机主要为本设计执行元件，之所以选择步进电机就是因为其适用于开环控制，而且其控制精度较高，在供电电源切断时，混合式步进电机具有自定位转矩，因此仍能保持原来的位置，同时也是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，因此，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步A→AB→B→BC→C→CA,BC→B→AB→A。按照时序循环输入就可以通过软件控制来实现。当将时序输入按照与正转时序相反的顺序输入时，就可以实现步进电机的反转。步进电动机驱动器的工作原理及型号不管是那一种类型的步进电机，其运动控制系统都是相似的。均属于开环控制系统，一般主要由步进电机运动控制器（本设计中步进电机运动控制器为PLC）、步进电机驱动器和步进电机三部分组成。本设计步进电机驱动器主要包括环形分配器和功率放大器两部分。其中环形分配器又称脉冲分配器，它根据运行指令按一定的逻辑关系分配脉冲，通过功率放大器加到步进电机的各相绕组，使步进电机按一定的方式运行；并实现正、反转控制和定位控制。由于输出的功率极小，所以脉冲分配器不能直接驱动步进电机工作，必须通过功率放大器进行放大，才能给步进电机各相绕组提供足够的电流。步进电机运动控制器则是控制系统的核心部分，它根据控制要求提供给步进电机驱动控制信号，该控制信号包括脉冲信号、脉冲方向信号、控制方式信号。运动控制器提供给步进电机的驱动信号是标准的信号，不论哪种驱动器都接受这样的标准信号，从而为开放式的控制提供了标准接口。这样为步进电机设计的运动控制器就可根据不同的需要与不同的驱动器连接使用[21]。为了控制的方便，步进电机一般可以有两种不同的控制模式可供选择。控制模式就是由控制方式信号来设置的。一种是方向/脉冲模式，在这种控制模式下，脉冲信号控制的是步进电机的运动，脉冲方向信号控制的是步进电机的运动方向(即正、反转)；另一种是脉冲模式，此时这两路信号分别控制步进电机的正转和反转运动，这样对于某些只需要一个方向运动的应用场合，可以省去一路信号，简化设计。步进电机的正反转及速度的PLC控制要求①步进电机的通电方式为三相六拍（脉冲正序列为A→AB→B→BC→C→CA,26青岛科技大学本科毕业设计(论文)反序列为CA→C→BC→B→AB→A）②步进电机的工作方式为手动跟自动。手动时，按正转按钮电机每次正转一拍，按反转按钮，电机每次反转一拍。自动方式时，按启动按钮，电机连续正转，按反转按钮，电机连续反转。按加速按钮，电机加速，按减速按钮，电机减速。4.3.2输入I/O分配表说明输出说明输入说明X0总开关Y0A相功放电