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PLC对步进电机进行定位控制程序

来源:深圳市鸣雷智能控制有限公司    添加时间:2020-09-14 16:45:28
步进电机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时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”),其旋转以固定的角度运行。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量以达到准确定位的目的;同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度而达到调速的目的。步进电机作为一种控制用的特种电机,因其没有积累误差(精度为100%)而广泛应用于各种开环控制。
定位原理及方案
步进电机加减速控制原理
步进电机驱动执行机构从一个位置向另一个位置移动时,要经历升速、恒速和减速过程。当步进电机的运行频率低于其本身起动频率时,可以用运行频率直接起动并以此频率运行,需要停止时,可从运行频率直接降到零速。当步进电机运行频率fb>fa(有载起动时的起动频率)时,若直接用fb频率起动会造成步进电机失步甚至堵转。同样在fb频率下突然停止时,由于惯性作用,步进电机会发生过冲,影响定位精度。如果非常缓慢的升降速,步进电机虽然不会产生失步和过 冲现象,但影响了执行机构的工作效率。
所以对步进电机加减速要保证在不失步和过冲前提下,用最快的速度(或最短的时间)移动到指定位置。步进电机常用的升降频控制方法有2种:直线升降频和指数曲线升降频。指数曲线法具有较强的跟踪能力,但当速度变化较大时平衡性差。直线法平稳性好,适用于速度变化较大的快速定位方式。以恒定的加速度升降,规律简练,用软件实现比较简单,本文即采用此方法。
定位方案
要保证系统的定位精度,脉冲当量即步进电机转一个步距角所移动的距离不能太大,而且步进电机的升降速要缓慢,以防止产生失步或过冲现象。但这两个因素合在一起带来了一个突出问题:定位时间太长,影响执行机构的工作效率。因此要获得高的定位速度,同时又要保证定位精度,可以把整个定位过程划分为两个阶段:粗定位阶段和精定位阶段。粗定位阶段,采用较大的脉冲当量,如0.1mm/步或1mm/步,甚至更高。
精定位阶段,为了保证定位精度,换用较小的脉冲当量,如0.01mm/步。虽然脉冲当量变小,但由于精定位行程很短(可定为全行程的五十分之一左右),并不会影响到定位速度。为了实现此目的,机械方面可通过 采用不同变速机构实现。
工业机床控制在工业自动化控制中占有重要位置,定位钻孔是常用工步。设刀具或工作台欲从A点移至C点,已知AC=200mm,把AC划分为AB与BC两段,AB=196mm,BC=4mm,AB段为粗定位行程,采用0.1mm/步的脉冲当量依据直线升降频规律快速移动,BC段为精定位行程,采用0.01mm/步的脉冲当量,以B点的低频恒速运动完成精确定位。在粗定位结束进入精定位的同时,PLC自动实现变速机构的更换。
 
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