PDF《基于S7-200的 全自动控制立体车库模型》

(3)接线端子:接线转换;

(4)中间继电器:灵活控制电磁阀、电机等 通断;

(5)控制盒:实验设备的操作盒;

(6)X方向丝杆运动执行机构:库位横向行 走的执行机构;

(7)Z方向丝杆运动执行机构:库位纵向行 走的执行机构;

(8)进出库齿轮齿条运动执行机构;

(9)硬限位开关:防止丝杆行走超出行走范围;

(10)定位检测开关:检测丝杆行走位置;

(11)货架:设有12个库位,便于存储管理. 2.2 PLC控制步进电机的精确定位原理 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. PLC每发出一个脉冲,步进电机转动一个步 距角度,X轴步进电机带动X轴丝杆做左右直线运 动或Z轴步进电机带动Z轴丝杆做上下直线运动, 实现载物台的上、下、左、右运动.通过控制X 轴、Z轴步进电机的脉冲个数,控制载物台在X 轴、Z轴上移动的距离,实现载物台在X―Z轴平面 的精确定位,从而把物体放到仓库的指定位置. 步进电机的脉冲数计算公式为: 丝杠传动:脉冲当量=(360/步距角)*细分 数/丝杠螺距 (1) 齿条传动:脉冲当量=(360/步距角)*细分数 /传动比/模数*齿数*3.1415926 (2) PLC控制器与步进电机驱动器工作原理(共 阳极)如图2所示. 这里采用二相八拍混合式步进电机,主要特 点:体积小,具有较高的起动和运行频率,有定 位转矩等优点.本模型中采用串联型接法,其电 气接线如图3所示. 2.3 操作面板设计 图3 二相八拍混合式步 进电机串联型接法 图4 库位面板 图5 立体车库程序组成及循环示意图 图6 立体车库模型的电气设计 图7 位置控制向导 图8 PTO/PWM向导选择 图9 PTO配置选择 启动按钮 I0.0 摇柄Z+ I0.7 M1脉冲 Q0.0 启动指示 Q0.6 停止按钮 I0.1 摇柄Z- I1.0 M1方向 Q0.2 停止指示 Q0.7 复位按钮 I0.2 X轴左限位 I1.4 M1使能 Q0.4 复位指示 Q1.0 紧停按钮 I1.1 X轴右限位 I1.5 M2脉冲 Q0.1 报警指示 Q1.1 手动模式 I1.2 Z轴上限位 I1.6 M2方向 Q0.3 Y轴入库 Q1.2 自动模式 I1.3 Z轴下限位 I1.7 M2使能 Q0.5 Y轴出库 Q1.3 摇柄Y+ I0.3 X轴定位 传感器 I2.0 摇柄Y- I0.4 Z轴定位 传感器 I2.1 摇柄X+ I0.5 Y轴入库 定位传感器 I2.2 摇柄X- I0.6 Y轴出库 定位传感器 I2.3 表1 多立体车库模型的I/O分配表

66 67 控制系统 CD技术与应用 CONTROL SYSTEM 点位置. 2.3.3 立体车库程序组成及循环示意 立体车库程序组成及循环示意如图5所示. 2.3.4 电气线路与I/O分配表 电气线路如图6所示,立体车库I/O分配表如 表1所示.

3 立体车库系统软件方面的设计 PLC程序中主要使用向导生成的步进电机控 制函数来控制电机运动. 首先打开软件,新建工程,选择工具->

位置 控制向导如图7所示. 打开如图8界面:选择配置S7-200PLC内置 PTO/PWM操作,点击下一步. 根据需要选择Q0.0或Q0.1(本文需用的Q0.0 和Q0.1),选择线性脉冲串输出(PTO),无需 将下方使用高速计数器HSC0前的勾点上,点击下 一步如图9所示. 输入电机此应用项目中最高电机速度(MAX_ SPEED)和电机的启动/停止速度(SS_SPEED), 默认是100000和5000,修改好点击下一步;