步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行組織。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向滾動(dòng)一個(gè)固定的視點(diǎn)(稱為“步距角”)，其旋轉(zhuǎn)以固定的視點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。能夠經(jīng)過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量以到達(dá)準(zhǔn)確定位的意圖;一同也能夠經(jīng)過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)滾動(dòng)的速度和加快度而到達(dá)調(diào)速的意圖。步進(jìn)電機(jī)作為一種控制用的特種電機(jī)，因其沒(méi)有堆集差錯(cuò)(精度為100%)而廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。

定位原理及計(jì)劃

步進(jìn)電機(jī)加減速控制原理

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行組織從一個(gè)方位向另一個(gè)方位移動(dòng)時(shí)，要經(jīng)歷升速、恒速和減速進(jìn)程。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率低于其自身起動(dòng)頻率時(shí)，能夠用運(yùn)轉(zhuǎn)頻率直接起動(dòng)并以此頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，需求中止時(shí)，可從運(yùn)轉(zhuǎn)頻率直接降到零速。

當(dāng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率fb>fa(有載起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)頻率)時(shí)，若直接用fb頻率起動(dòng)會(huì)造成步進(jìn)電機(jī)失步乃至堵轉(zhuǎn)。同樣在fb頻率下俄然中止時(shí)，因?yàn)閼T性作用，步進(jìn)電機(jī)會(huì)發(fā)生過(guò)沖，影響定位精度。假如十分緩慢的升降速，步進(jìn)電機(jī)盡管不會(huì)發(fā)生失步和過(guò)沖現(xiàn)象，但影響了執(zhí)行組織的作業(yè)效率。

所以對(duì)步進(jìn)電機(jī)加減速要確保在不失步和過(guò)沖前提下，用最快的速度(或最短的時(shí)刻)移動(dòng)到指定方位。

直線升降頻和指數(shù)曲線升降頻。指數(shù)曲線法具有較強(qiáng)的盯梢才能，但當(dāng)速度改變較大時(shí)平衡性差。直線法平穩(wěn)性好，適用于速度改變較大的快速定位辦法。以恒定的加快度升降，規(guī)律簡(jiǎn)練，用軟件完成比較簡(jiǎn)單，本文即選用此辦法。

定位計(jì)劃

要確保體系的定位精度，脈沖當(dāng)量即步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一個(gè)步距角所移動(dòng)的間隔不能太大，并且步進(jìn)電機(jī)的升降速要緩慢，以防止發(fā)生失步或過(guò)沖現(xiàn)象。但這兩個(gè)要素合在一同帶來(lái)了一個(gè)杰出問(wèn)題：定位時(shí)刻太長(zhǎng)，影響執(zhí)行組織的作業(yè)效率。

因而要取得高的定位速度，一同又要確保定位精度，能夠把整個(gè)定位進(jìn)程劃分為兩個(gè)階段；粗定位階段和精定位階段

粗定位階段

選用較大的脈沖當(dāng)量，如0.1mm/步或1mm/步，乃至更高。

精定位階段

，為了確保定位精度，換用較小的脈沖當(dāng)量，如0.01mm/步。盡管脈沖當(dāng)量變小，但因?yàn)榫ㄎ恍谐毯芏?可定為全行程的五十分之一左右)，并不會(huì)影響到定位速度。為了完成此意圖，機(jī)械方面可經(jīng)過(guò)選用不同變速組織完成。

工業(yè)機(jī)床控制在工業(yè)自動(dòng)化控制中占有重要方位，定位鉆孔是常用工步。設(shè)刀具或作業(yè)臺(tái)欲從A點(diǎn)移至C點(diǎn)，已知AC=200mm，把AC劃分為AB與BC兩段，AB=196mm，BC=4mm，AB段為粗定位行程，選用0.1mm/步的脈沖當(dāng)量根據(jù)直線升降頻規(guī)律快速移動(dòng)，BC段為精定位行程，選用0.01mm/步的脈沖當(dāng)量，以B點(diǎn)的低頻恒速運(yùn)動(dòng)完成準(zhǔn)確定位。在粗定位完畢進(jìn)入精定位的一同，PLC自動(dòng)完成變速組織的更換。

定位程序設(shè)計(jì)內(nèi)容梗概

PLC脈沖輸出指令

現(xiàn)在較為先進(jìn)的PLC不只具有滿意次序控制要求的根本邏輯指令，并且還供給了豐富的功用指令。SiemensS7-200系列PLC的PLUS指令在Q0.0和Q0.1輸出PTO或PWM高速脈沖，最大輸出頻率為20KHz。脈沖串(PTO)供給方波輸出(50%占空比)，用戶控制周期和脈沖數(shù)。脈沖寬度可調(diào)制(PWM)酮能供給接連、變占空比輸出，用戶控制周期和脈沖寬度。

本文選用PTO的多段管線作業(yè)辦法完成粗定位，PTO的單段管線辦法完成精定位。

上述比如中，假定電機(jī)的起動(dòng)和完畢頻率是2KHz，最大脈沖頻率是10KHz。在粗定位進(jìn)程中，用200個(gè)脈沖完成升頻加快，400個(gè)脈沖完成降頻減速。運(yùn)用PLC的PTO多段管線脈沖輸出時(shí)，用下面的公式計(jì)算升降頻進(jìn)程中的脈沖增量值。

給定段的周期增量=(ECT—ICT)/Q

式中：ECT=該段完畢周期時(shí)刻，ICT=該段初始周期時(shí)刻。利用這個(gè)公式，加快部分(第1段)周期增量為2，減速部分(第3段)周期增量為1。因第2段是恒速部分，故周期增量為0。假如PTO的包絡(luò)表從VB500開(kāi)端寄存。

源程序

LDSM0.1//初次掃描為1

RQ0.0，1//復(fù)位映像寄存器位

CALL0//調(diào)用子程序0，初始化粗定位相關(guān)參數(shù)

LDM0.0//粗定位完成

RQ0.0，1

CALL1//調(diào)用子程序1，初始化精定位相關(guān)參數(shù)

//子程序0,粗定位

LDSM0.0

MOVB16#A0，SMB67//設(shè)定控制字：答應(yīng)PTO操作，挑選ms增量，挑選多段操作

MOVW500，SMW168//指定包絡(luò)表開(kāi)始地址為V500

MOVB3，VB500//設(shè)定包絡(luò)表段數(shù)是3

MOVW500，VW501//設(shè)定榜首段初始周期為500ms

MOVW-2，VD503//設(shè)定榜首段周期增量為-2ms

MOVD200，VD505//設(shè)定榜首段脈沖個(gè)數(shù)為200

MOVW100，VW509//設(shè)定第二段初始周期為100ms

MOVW0，VD511//設(shè)定第二段周期增量為0ms

MOVD1360，VD513//設(shè)定第二段脈沖個(gè)數(shù)為1360

MOVW100，VW517//設(shè)定第三段初始周期為100ms

MOVW1，VD519//設(shè)定第三段周期增量為1ms

MOVD400，VD521//設(shè)定第三段脈沖個(gè)數(shù)為400

ATCH2，19//界說(shuō)中止程序2處理PTO完成中止

ENI//答應(yīng)中止

PLS0//發(fā)動(dòng)PTO操作

子程序1.精定位

LDSM0.0//初次掃描為1

MOVB16#8D，SMB67//答應(yīng)PTO功用，挑選ms增量，設(shè)定脈沖數(shù)和周期

MOVW500，SMW68//設(shè)定精定位周期為500ms

MOVD400，SMD72//設(shè)定脈沖個(gè)數(shù)為400

ATCH3，19//界說(shuō)中止程序3處理PTO完成中止

ENI//答應(yīng)中止

PLS0//發(fā)動(dòng)PTO操作

//中止程序2

LDSM0.0//一向?yàn)?

=M0.0//發(fā)動(dòng)精定位

//中止程序3

LDSM0.0//一向?yàn)?

=M0.1//完成其他功用