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FANUC伺服驱动器维护PLC直接控制步进电机方法

2020-07-09 19:12分类:plc维修 阅读:

 

1. 简介

步进电机是一种数字电磁致动器,可将脉冲信号转换为角位移. 步进电动机的角位移与输入脉冲数成正比,其速度与脉冲频率成正比,其旋转与分配给步进电动机各相绕组的脉冲的相序有关. 由于可以通过数字(脉冲)来控制步进电动机的旋转角度,旋转速度和转向,因此步进电动机被广泛用于数字伺服领域. 图1显示了步进电机的典型应用.

图1步进电机的典型应用

在图中,输入信号由伺服系统中的传感器生成. 指令脉冲控制器取决于特定的伺服控制过程. 可以使用专用逻辑电路,该逻辑电路当前由单片机和接口电路组成. 环形分配器根据工作模式和方向,依次将输入的单脉冲串分配给与步进电机各相绕组相连的功率放大器,以形成旋转磁场. 环形脉冲分配器主要由特殊的集成电路(例如CH250)组成. 这样形成的各相的弱信号被各相的功率放大器放大,从而产生足够的电磁转矩来使电动机旋转. 图中各部分的设计,选择和连接通常需要控制系统的设计人员花费大量精力和精力. 接口信号的匹配和组件的质量对整个系统的可靠性有很大的影响.

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2. PLC直接控制步进电机的方法

本文提出了一种使用可编程逻辑控制器(PLC)直接控制步进电机的方法,如图2所示. 该技术路线的优点是: 大大减少了系统设计的工作量,没有匹配问题各个部分的接口信号,提高了系统的可靠性. 整个控制系统由PLC和步进电机组成. 作为一种工业控制计算机,PLC的功能越来越强大. 不仅可以用于开关逻辑控制plc控制步进电机,还可以用于闭环过程控制低压电机,并且可以与其他计算机组成多级控制系统. 借助PLC强大的功能,可以通过PLC的不同控制程序来完成各种控制系统的不同命令脉冲控制器的任务. 对于环形脉冲分配器和功率放大器的功能,PLC需要两个特征. 一个是这里使用的PLC最好是具有实时刷新技术的PLC西门子伺服电机官网,这样输出信号的频率可以达到数千赫兹或更高. 目的是使环形脉冲分配具有较高的分配速度,充分利用步进电机的速度响应能力伺服专用行星减速机,并提高整个系统的速度. 其次,PLC本身的输出端口应使用大功率晶体管plc控制步进电机,以满足步进电机每相绕组数十伏脉冲电压和几安培脉冲电流的驱动要求. 需要指出的是,使用继电器或晶闸管作为输出端口的PLC易驱变频器,即使软件环形脉冲分配可以达到高速要求,但由于输出端口设备难以高速开关直流电源,它不能提供步进电机各相绕组的驱动脉冲电流,因此不能用于PLC的步进电机直接控制. 对于满足一两个要求的PLC,例如美国IPM公司的IP1612DC-220可编程控制器,可以直接控制步进电机.

图2步进电机的PLC直接控制

作者已成功将这种方法用于ZXJ1000-C预应力复合制袋自动生产线的制袋错误的自动补偿系统中. 系统从PLC输入端口发送传感器测量到的行李袋长度错误信号,如图3所示. 根据错误和补偿算法,PLC程序自动计算步进电机应补偿的转向步数和角度步数. ,然后通过环形分配程序通过输出端口Y9,Y10,Y11执行环形脉冲分配,以控制步进电机. 三相绕组的48V DC电源依次打开和关闭,形成旋转磁场,并使步进电机旋转. 然后,步进电机的旋转通过机械差速器叠加在主传动链上,从而可以补偿袋子长度误差. 由于步进电机是电感性负载,并且直流电阻很小,因此连接了限流电阻,以防止脉冲电流过大而损坏PLC端口,即与Y9,Y10对应的大功率晶体管和Y11. 当对应于Y9,Y10,Y11的大功率晶体管按下时: Y9-Y9Y10-Y10-Y10Y11-Y11-Y11Y9-Y9 ...依次打开和关闭,步进电机将向前旋转. 按下: Y9-Y9Y11-Y11-Y11Y10-Y10-Y10Y9-Y9 ...依次打开和关闭时,步进电机反转. 即fanuc数控系统维修,步进电动机以三个相位和六个节拍工作. 每当步进电机步进时,振铃脉冲分配程序中的步数就会减少1. 当步数减小为零时,将停止振铃脉冲分配,并等待下一个测量误差的输入.

图3具体应用图

3. 结论

PLC直接控制步进电机的误差补偿系统,功能完善,灵活性强,可靠性高. 该生产线获得了国家科技进步奖. 特别强调使用PLC直接控制步进电机的方法,这减少了系统设计的工作量,可以大大缩短开发和开发周期. 在一定范围内具有较高的推广价值和实用价值.

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