西门子模块6ES7307-1KA02-0AA0
广泛用于、自动送料机、软盘驱动器的马达、打印机、绘图仪等设备中。
所谓步进就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构;更通俗一点讲: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。我们可以通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量,从而达到**定位的目的;还可以通过控制脉冲频率来控制电动机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。目前,比较常用的步进电动机包括反应式步进电动机(vr)、永磁式步进电动机(pm)、混合式步进电动机(hb)和单相式步进电动机等。
步进电动机和普通电动机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式,正是这个特点,步进电动机可以和现代的数字控制技术相结合。但步进电动机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统闭环控制的直流伺服电动机;主要应用在精度要求不是特别高的场合。由于步进电动机具有结构简单、可靠性高和成本低的特点,步进电动机广泛应用在生产实践的各个领域;尤其是在数控机床制造领域,由于步进电动机不需要a/d转换,能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移,一直被认为是*理想的数控机床执行元件。
步进电动机也存在许多缺陷;由于步进电机存在空载启动频率,步进电机可以低速正常运转,但若高于一定速度时就无法启动,并伴有尖锐的啸叫声;不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大,细分数越大精度越难控制;并且,步进电机低速转动时有较大的振动和噪声。
步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、及计算机等许多专业知识。
目前,生产步进电机的厂家的确不少,但具有专业技术人员,能够自行开发,研制的厂家却非常少,大部分的厂家只一、二十人,连*基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。这就给户在产品选型、使用中造成许多麻烦
1 引言 随着纺机装备技术进步,步进与伺服电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臻完善,正在逐步取代原来的普通电机。随着可编程控制器技术的日益成熟,将二者完整地结合起来,完成对各种复杂运动的自动控制,实行机电一体化,正在成为一种趋势。步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比, 其速度与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率) 成正比,其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序,便可控制步进电机的输出位移量、速度和方向。步进电机具有较好的控制性能,其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完成, 且可获得较高的控制精度,得到了广泛的应用。 2 步进电机脉冲分配器 在可编程控制器plc的应用中,步进电机是常见的被控制对象。步进电机是一种数字控制元件,直接接收脉冲信号,它旋转的角度和转速分别与输入的脉冲数和频率成正比,只要控制输入到其线圈绕组中的脉冲数和脉冲频率就可控制步进电机的转动角度和转速,输入的脉冲还需要经过脉冲分配器分配给步进电机的各个绕组。用plc控制步进电机,脉冲分配器的设计是一个很重要和非常灵活的问题,它可以用硬件组成,也可以用软件组成,本文以松下fp0-c16tplc为例,讨论几种实现步进电机脉冲分配器的方法。 3 软件步进电机脉冲分配器设计 3.1 电原理设计 3.2 软件实现方案之一 正转:a-ab-b-bc-c-ca 反转:a-ac-c-cb-b-ba 该方案中,时钟可以用plc中的定时器设计一个时钟发生器,也可以使用plc中的内部0.01s、0.02s、0.1s、0.2s、1s、2s时钟,它们分别由plc中的特殊内部继电器r9018、r9019、r901a、r901b、r901c、r901d产生,为了方便、在此使用plc中的特殊内部继电器r901a0.1s脉冲继电器作为控制时钟。继电器r0和r1分别在正反转接通;16位移位寄存器(继电器)wr1产生正反转的六个节拍,用移位寄存器的各触点r10~r15与r0、r1进行组合,使输出继电器y0、y1、y2按上述正反转的顺序通电。 3.3 软件实现方案之二 3.4 软件实现方之三 4 应用案例 基于硬件实现方案设计了一套步进电机控制系统,成功用于国产梳棉机的电控系统的改造上。其电控系统原理框图如图7所示。该电气控制系统通过plc控制步进电机解决了国产梳棉机继电器控制系统复杂,可靠性不高,控制精度不够,故障点多,布线繁杂等难点,可以按梳棉机的工艺要求方便地控制梳棉机,还可以根据所纺纤维种类和对产品质量要求确定梳棉机的电气参数,包括锡林和道夫的启动时间以及它们的转速等。该系统具有性能可靠,控制精度高、操作简单、运行平稳、无噪音等优点,提高了梳棉机的机电一体化程度,完全能满足用户的使用要求。 5 结束语 利用可编程控制器可方便地实现对电机的速度和位置进行控制,能够可靠地实现步进电机的操作,完成各种复杂的动作。基于plc控制步进电机的控制系统方案在国产梳理机上的应用,提高了梳棉机的机电一体化水平,更为重要的是为提高棉纺全流程运行的稳定性、可靠性奠定了基础,保证了全流程连续、同步、平稳运行,使输出毛条长片段、起长片段、甚至短片段的均匀度都能稳定在一定范围内,从而保证了成纱质量的稳定性。基于plc控制步进电机的控制系统在国产梳理机上的成功证明,该机所采用的控制系统,完全可以应用于其它国产传统纺织设备的改造当中,对国内纺织厂进行国产设备改造升级具有很好的参考价值 |