1 引言

PLC輸出的集成脈衝(chong) 可通過步進電機進行定位控製。關(guan) 於(yu) 定位控製，調節和控製操作之間存在一些區別。步進電機不需要連續的位置控製，而在控製操作中得到應用。在以下的程序例子中，借助於(yu) CPU214所產(chan) 生的集成脈衝(chong) 輸出，通過步進電機來實現相對的位置控製。雖然這種類型的定位控製不需要參考點，本例還是粗略地描述了確定參考點的簡單步驟。因為(wei) 實際上它總是相對一根軸確定一個(ge) 固定的參考點，因此，用戶借助於(yu) 一個(ge) 輸入字節的對偶碼(Dual coding)給CPU指定定位角度。用戶程序根據該碼計算出所需的定位步數，再由CPU輸出相關(guan) 個(ge) 數的控製脈衝(chong) 。

2 係統結構

如圖1所示。

 

圖1 係統結構

3 硬件配置

 

 

如表1所示。

4 軟件結構

4.1 PLC的輸入信號與(yu) 輸出信號

PLC的部分輸入信號與(yu) 輸出信號，以及標誌位如表2所示。

4.2 係統軟件設計

PLC的程序框圖如圖2所示。

 

4.3 初始化

在程序的第一個(ge) 掃描周期(SM0.1=1)，初始化重要參數。選擇旋轉方向和解除聯鎖。

4.4 設置和取消參考點

如果還沒有確定參考點，那麽(me) 參考點曲線應從(cong) 按“START”按扭(I1.0)開始。CPU有可能輸出最大數量的控製脈衝(chong) 。在所需的參考點，按“設置/取消參考點”開關(guan) (I1.4)後，首先調用停止電機的子程序。然後，將參考點標誌位M0.3置成1，再把新的操作模式“定位控製激活”顯示在輸出端Q1.0。

如果I1.4的開關(guan) 已激活，而且“定位控製”也被激活(M0.3=1)，則切換到“參考點曲線”參考點曲線。在子程序1中，將M0.3置成0，並取消“定位控製激活”的顯示(Q1.0=0)。此外，控製還為(wei) 輸出最大數量的控製脈衝(chong) 做準備。當再次激活I1.4開關(guan) ，便在兩(liang) 個(ge) 模式之間切換。如果此信號產(chan) 生，同時電機在運轉，那麽(me) 電機就自動停止。

實際上，一個(ge) 與(yu) 驅動器連接的參考點開關(guan) 將代替手動操作切換開關(guan) 的使用，所以，參考點標誌能解決(jue) 模式切換。

4.5 定位控製

如果確定了一個(ge) 參考點(M0.3=1)而且沒有聯鎖，那麽(me) 就執行相對的定位控製。在子程序2中，控製器從(cong) 輸入字節IBO讀出對偶碼方式的定位角度後，再存入字節MB11。與(yu) 此角度有關(guan) 的脈衝(chong) 數，根據下麵的公式計算:

N=φ/360°×S

式中:N-控製脈衝(chong) 數

φ-旋轉角度

S-每轉所需的步數

該程序所使用的步進電機采用半步操作方式(S=1000)。在子程序3中循環計算步數，如果現在按“START”按鈕(I1.0)，CPU將從(cong) 輸出端Q0.0輸出所計算的控製脈衝(chong) 個(ge) 數，而且電機將根據相應的步數來轉動，並在內(nei) 部將“電機轉動”的標誌位M0.1置成1。

在完整的脈衝(chong) 輸出之後，執行中斷程序0，此程序將M0.1置成0，以便能夠再次起動電機。

4.6 停止電機

按“STOP”(停止)按扭(I1.1)，可在任何時候停止電機。執行子程序0中與(yu) 此有關(guan) 的指令。

5 程序和注釋

//標題:用脈衝(chong) 輸出進行定位控製

//主程序

LD SM0.1

//僅(jin) 首次掃描周期SM0.1才為(wei) 1。

R M0.0，128

//MD0至MD12複位

ATCH 0，19

//把中斷程序0分配給中斷事件19(脈衝(chong) 串終止)

ENI

//允許中斷

//脈衝(chong) 輸出功能的初始化

MOVW 500，SMW68

//脈衝(chong) 周期T=500us

MOVW 0,SMW70

//脈衝(chong) 寬度為(wei) 0(脈衝(chong) 調製)

MOVD 429496700，SMD72

//為(wei) 參考點設定的最大脈衝(chong) 數

//設置逆時針旋轉

LDN M0.1 //若電機停止

A I1.5 //且旋轉方向開關(guan) =1

S Q0.2，1 //則逆時針旋轉(Q0.2=1)

//設置順時針旋轉

LDN M0.1 //若電機停止

AN I1.5 //且旋轉方向開關(guan) =0

R Q0.2，1 //則逆時針旋轉(Q0.2=0)

//聯鎖

LD I1.1

//若按“STOP”(停止)按鈕

S M0.2，1 //則激活聯鎖(M0.2=1)

//解除聯鎖

LDN I1.1

//若“START”(啟動)按鈕鬆開

AN I1.0

//且“STOP”(停止)按鈕鬆開

R M0.2，1 //則解除聯鎖(M0.2=0)

//確定操作模式(參考點定位控製)

LD I1.4

//若按“設置/取消參考點”按鈕

EU //上升沿

CALL 1 //則調用子程序1

//啟動電機

LD I1.0

//若按“START”(啟動)按鈕

EU //上升沿

AN M0.1 //且電機停止

AN M0.2 //且無聯鎖

AD≥ SMD72，1

//且步數≥1，則

MOVB 16#85，SMB67

//置脈衝(chong) 輸出功能(PTO)的控製位

PLS 0 //啟動脈衝(chong) 輸出(Q0.0)

S M0.1，1

//“電機運行”標誌位置位(M0.1=1)

//定位控製

LD M0.3

//若已激活“定位控製” 操作模式

AN M0.1 //且電機停止

CALL 2 //則調用子程序2

//停止電機

LD I1.1

//若按“STOP”(停止)按鈕

EU //上升沿

A M0.1 //且電機運行，則

CALL 0 //則調用子程序0

MEND //主程序結束

//子程序1

SBR 0 //子程序0停止電機

MOVB 16#CB，SMB67

//激活脈寬調製

PLS 0 //停止輸出脈衝(chong) 到Q0.0

R M0.1，1

//“電機運行”標誌位複位(M0.1=0)

RET //子程序0結束

SBR1

//子程序1，“確定操作模式”

LD M0.1 //若電機運行

CALL 0

//則調用子程序0，停止電機

//申請“參考點曲線”

LD M0.3

//若已激活“定位控製”，則

R M0.3，1

//參考點標誌位;複位(M0.3=0)

R Q1.0，1

//取消“定位控製激活”信息(Q1.0=0)

MOVD 429496700，SMD72

//為(wei) 新的“參考點曲線”設定最大的脈衝(chong) 數。

CRET

//條件返回到主程序。

//申請“定位控製”

LDN M0.3

//若未設置參考點(M0.3=0)，則

S M0.3，1

//參考點標誌位置位(M0.3=1)

S Q1.0，1

//輸出“定位控製激活”信息(Q1.0=1)

RET //子程序1結束

//子程序2

SBR2 //子程序2，“定位控製”

MOVB IB0，MB11

//把定位角度從(cong) IBO拷到MD8的最低有效字節MB11。

R M8.0，24

//MB8至MB10清零

DIV 9，MD8

//角度/9=q1+r1

MOVW MW8，MW14

//把r1存入MD12

MUL 25，MD8

//q1×25→MD8

MUL 25，MD12

DIV 9，MD12

// r1×25／9= q2+r2

CALL 3

//在子程序3中循環步數

MOVW 0，MW12 //刪除r2

+D MD12，MD8

//把步數寫(xie) 入MD8

MOVD MD8，SMD72

//把步數傳(chuan) 到SMD72

RET //子程序2結束

//子程序3

SBR3 //子程序3，“循環步數”

LDW≥MW12，5 //如果r2≥5／9，則

INCW MW14 //步數增加1。

RET

//子程序3結束

//中斷程序0，“脈衝(chong) 輸出終止”

INT0 //中斷程序0

R M0.1，1

//“電機運行”標誌位複位(M0.1=0)

RET //子程序0結束

6 結束語

通過對硬件和軟件的合理設計，用較為(wei) 價(jia) 廉的西門子S7-200係列PLC作為(wei) 核心控製部件，構成的定位係統能夠達到精確定位的目的。特別應指出的是通過靈活、巧妙的應用PLC的指令係統，可使係統實現高精度定位。