PLC控制步进电机(上)

文章来源:锐特步进电机 时间:2019-07-03 10:17:27 浏览:

PLC控制步进电机(上) 

 步进电机是一种将电脉冲转换为角位移的执行器。当步进驱动器接收到脉冲信号时,它驱动步进电机在设定方向上以固定角度(称为“步进角”)旋转,并且其旋转以固定角度运行。通过控制脉冲数可以精确地定位角位移,并且可以通过控制脉冲频率来控制电动机的速度和加速度。作为一种特殊的控制电机,步进电机因其无累积误差(精度为100%)而广泛应用于各种开环控制。

  

步进电机
锐特步进电机图

 

  1.地点原则和方案

  1.1步进电机的加减速控制原理

  当步进电机驱动执行器从一个位置移动到另一个位置时,它将经历加速,恒速和减速的过程。当步进电机的工作频率低于其自身的启动频率时,可以直接以工作频率启动并以此频率运行。当需要停止时,它可以直接从工作频率降低到零速度。当步进电机运行频率FB> FA(负载启动时的启动频率),如果直接以FB频率启动,步进电机将失步甚至堵塞。同样,当步进电机在FB频率下突然停止时,由于惯性会过冲,这会影响定位精度。如果速度非常慢,步进电机不会引起失步和过冲,但会影响执行机构的效率。因此,应确保步进电机的加速和减速以最快的速度(或最短的时间)移动到指定位置,而不会失去步进和过冲。

  步进电机常用的升降频控制方法有2种:直线升降频(图1)和指数曲线升降频(图2)。指数曲线法具有很强的跟踪能力,但在速度变化很大时其平衡性差。直线法具有良好的稳定性,适用于速度变化大的快速定位模式。通过不断加速,法律简洁易用,可通过软件实现。本文采用了这种方法。

  1.2位置方案

  

步进电机驱动器
步进电机驱动器图

 

  为了保证系统的定位精度,脉冲当量,即步进电机步进角移动的距离不宜过大,步进电机的升降速度要慢,防止失步或过冲的现象。但这两个因素的结合带来了一个突出的问题:定位时间过长,影响了执行机构的效率。因此,为了获得高定位速度并确保定位精度,整个定位过程可分为两个阶段:粗定位阶段和精确定位阶段。在粗略定位阶段,使用更大的脉冲当量,例如0.1mm /步或1mm /步,或甚至更高。在精确定位阶段,为了确保定位精度,使用较小的脉冲当量,例如0.01mm /步。虽然脉冲当量减小,但精确的定位行程非常短(约为总行程的五分之一),这不会影响定位速度。为了实现该目标,可以通过使用不同的传动机构来实现机械方面。

  工业机床控制在工业自动化控制中起着重要作用,定位钻孔是一个共同的步骤。假设刀具或工作台想要从已知的AC = 200 mm的A点移动到C点,AC被分为AB和BC段,AB = 196mm,BC = 4mm,AB段是粗略定位行程。脉冲当量为0.1mm /步,用于根据线性频率上升和下降的规律快速移动,BC段为精确定位行程,脉冲当量为0.01mm /步,用于完成低频恒定的精确定位B点的速度运动。当粗略定位结束并进入精确定位时,PLC自动实现传动机构的更换。

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