电气控制与三菱FX5U PLC应用技术第10章 三菱FX5U PLC运动控制及其应用_转自PPT.pptxVIP

第10章 三菱FX5U PLC运动控制及其应用10.1 步进电机控制10.2 伺服电机控制10.3 直流电机控制 10.1 步进电机控制 步进电机又叫做脉冲电机，是控制系统中的一种执行元件，它是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一，能够将控制脉冲信号变换成角位移或直线位移。步进电机接收到一个脉冲电信号，就转动一个角度或前进一步，因此只要控制输入脉冲的个数，便可控制步进电机前进的位移，从而实现精确定位，同时也可以通过脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 10.1 步进电机控制1.步进电机的特点 （1）电动机输出轴的角位移与输入脉冲数成正比；转速与脉冲频率成正比；转向与通电相序有关。当它转一周后，没有累积误差，具有良好的跟随性。 （2）由步进电机与驱动电路组成的开环数控系统，既非常简单、廉价，又非常可靠。同时，它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。 （3）步进电机的动态响应快，易于起停、正反转及变速。 （4）步进电机存在振荡和失步现象，必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。 （5）步进电机自身的噪声和振动较大，带惯性负载的能力较差。控制输入脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序，可得到各种需要的运行特性。 10.1 步进电机控制2. 步进电机的常用术语 （1）相数：电动机定子上有磁极，磁极对数称为相数。有6个磁极，则为三相，称该电动机为三相步进电机。10个磁极为五相，称该电动机为五相步进电机。 （2）拍数：电动机定子绕组每改变一次通电方式称为一拍。 （3）步距角：转子经过一拍转过的空间角度。 （4）齿距角：转子上齿距在空间的角度。 （5）细分：指电动机运行时的实际步距角。如驱动器的细分为10时，其步距角为电机固有步距角的1/10，通过细分可以改善步进电机的控制精度。 （6）保持转矩：指的步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。 10.1 步进电机控制2. 步进电机的常用术语 （1）相数：电动机定子上有磁极，磁极对数称为相数。有6个磁极，则为三相，称该电动机为三相步进电机。10个磁极为五相，称该电动机为五相步进电机。 （2）拍数：电动机定子绕组每改变一次通电方式称为一拍。 （3）步距角：转子经过一拍转过的空间角度。 （4）齿距角：转子上齿距在空间的角度。 （5）细分：指电动机运行时的实际步距角。如驱动器的细分为10时，其步距角为电机固有步距角的1/10，通过细分可以改善步进电机的控制精度。 （6）保持转矩：指的步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。 10.1 步进电机控制3、步进电机的基本工作原理 步进电机的工作原理是基于电磁感应原理。步进电机和工频旋转电动机一样，分为定子和转子两大部分，定子由硅钢片叠成，装上一定相数的控制绕组，输入电脉冲对多相定子绕组轮流进行励磁。转子用硅钢片叠成或用软磁性材料做成凸极结构，转子本身没有励磁绕组的称为“反应式”步进电机，用永久磁铁做转子的称为“永磁式”步进电机，目前以反应式步进电机用得较多。 10.1 步进电机控制4、三菱FX5U PLC的步进电机控制 实例中的步进电机采用两相混合式步进电机，以KINCO M2E50型步进驱动器对两相双极型步进电机的应用为例，驱动器的DIP1-DIP4可设置细分数，即步进电机每转一圈所需的脉冲个数，细分数越大，步进电机的控制精度越高，本例中细分数设置为4000。将驱动器四个输出端A+、A-、B+、B-分别和步进电机的红、蓝、绿、黑线相连接。PLC的Y0端和驱动器的PLS-端相连接，作为驱动器的脉冲输入信号。PLC的Y4端与驱动器的DIR-端相连用于控制步进电机的转动方向，DIR+端和PLS+端共同连接到5V电源的正极，PLC的COM0端接到5V电源的负极。 10.1 步进电机控制4、三菱FX5U PLC的步进电机控制 （1）步进驱动器接线示意图如下图所示： 10.1 步进电机控制4、三菱FX5U PLC的步进电机控制 （2）高速I/O输出定位参数设置如下图所示： 10.1 步进电机控制4、三菱FX5U PLC的步进电机控制 （2）参考程序： 程序中，X0为正向控制按钮，X1为反向控制按钮，X2为停止按钮。三菱FX 5U系列PLC中的脉冲输出指令为[PLSY S1 S2 D]，其中S1为输出脉冲的频率，S2为发出的脉冲个数，D为脉冲信号输出的目标地址操作数。本实例程序中的脉冲输出程序段[PLSY K4000 K12000 Y0]，即输出脉冲的频率为每秒4000个脉冲，总共输出1