步進電機環形分配器的FX PLC系統設計

• 2018-09-08

（1）工作原理

步進電機控制主要有三個重要參數即轉速、轉過的角度和轉向。由于步進電機的轉動是由輸入脈沖信號控制，所以轉速是由輸入脈沖信號的頻率決定，而轉過的角度由輸入脈沖信號的脈沖個數決定。轉向由環形分配器的輸出通過步進電機A、B、C相繞組來控制，環形分配器通過控制各相繞組通電的相序來控制步電機轉向。

如圖1給出了一個雙向三相六拍環形分配器的邏輯電路。電路的輸出除決定于復位信號RESET外，還決定于輸出端Q_A、Q_B、Q_C的歷史狀態及控制信號－EN使能信號、CON正反轉控制信號和輸入脈沖信號。其真值表如表1所示。

圖1 步進電機環形分配器

表1 真值表

CON			1			0
Z	EN	CLK	A	B	C	A	B	C
1	Φ	Φ	1	0	0	1	0	0
0	1	↑	1	0	1	1	1	0
0	1	↑	0	0	1	0	1	0
0	1	↑	0	1	1	0	1	1
0	1	↑	0	1	0	0	0	1
0	1	↑	1	1	0	1	0	1
0	1	↑	1	0	0	1	0	0

　

　

　

（2）程序設計

程序設計采用組合邏輯設計法，由真值表可知：

當CON＝0時，輸出Q_A、Q_B、Q_C的邏輯關系為：

當CON＝1時，輸出Q_A、Q_B、Q_C的邏輯關系為：

當CON＝0，正轉時步進機A、B、C相線圈的通電相序為：

當CON＝1，反轉時各相線圈通電相序為：

Q_A、Q_B、Q_C的狀態轉換條件為輸入脈沖信號上升沿到來，狀態由前一狀態轉為后一狀態，所以在梯形圖中引入了上升沿微分指令。

PLC輸入/輸出元件地址分配見表2。

表2 PLC輸入/輸出元件地址分配表

PLC IN	代號	PLC OUT	代號
X0	CLK	Y0	QA
X1	EN	Y1	QB
X2	RESET	Y2	Qc
X3	CON

　

　

根據邏輯關系畫出步進電機機環形分配器的PLC梯形圖，如圖2所示。

圖2 環形分配器的梯形圖

梯形圖工作原理簡單分析如下：設初始狀態為RESET有效。X2常開觸點閉合，Y0輸出為“1”狀態，Y1、Y2為“0”狀態，RESET無效后，上述三輸出狀態各自保持原狀態。CON＝0（X3=0），當EN（X1=1）有效，且有輸入脈沖信號CLK（X0）輸入，CLK（X0）上升沿到來，M0輔助繼電器常開觸點閉合一個掃描周期。在此期間，各輸出繼電器狀態自保持失效，Y0輸出保持為“1”狀態，Y1輸出由“0”變“1”，Y2輸出狀態為“0”。一個掃描周期過后，M0常開觸點斷開，常閉觸點閉合，各輸出繼電器狀態恢復自保持，等待下一個輸入脈沖信號上升沿的到來。