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【原创】PLC与步进连接及步进驱动器调试详解

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工控帮
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发站内信
发表于:2018/11/6 17:14:30
#0楼
PLC高速脉冲输出功能常用于控制步进电机和伺服电机进行高精度定位控制,本文一起来学习一下步进系统的调试方法。首先要了解PLC如何与步进驱动器连接,通常根据PLC输出信号为正还是负可分共阳接法和共阴接法两种,如下图所示:
图一、图二所示

附件 1.jpg
附件 2.jpg

输出脉冲和方向信号为负信号则采用共阳接法,如三菱,信捷等品牌;输出信号为正信号则采用共阴接法,如西门子等。
步进电机默认是使能状态,当接通使能信号时,电机处于脱机状态,所以一般情况下使能很少会使用。
图中所示为两相步进电机,电机出线有四线式,六线式和八线式,如下图所示:

图三所示

附件 3.jpg

四线式在电机内部已经进行串联或并联连接,在购买时应注意选择,不能自己改变连接方式,使用不够灵活,通常应用于较小的电机,如42系列步进。但是接线简单,只需要用万用表测量分辨出两相绕组,没有万用表也可任取两根短接,用手旋转 电机轴,如果有阻力,则说明是一相,如果没有切换其它组合再测试,分辨出两相后随意取一组接到A+和A-,另一组接到B+和B-上,如果电机转向错误,只需将任意一相中的两个对调。
八线式判断方法与四线式类似,需要自己根据控制需要进行组合,组合原则如下:
并联接法:四相绕组两两相并,绕组的电阻与电感成倍减小,电机运行时加速性能好,高速带载力矩大,但是电机需要输入两倍于额定电流的电流,发热较大,对驱动器输出能力要求相应提高。
   串联接法:绕组的电阻与电感成倍的增大,电机低速运行时稳定,噪音和发热较小,对驱动器要求不高,但高速力矩损耗大。所以用户可根据要求来选择四相八线的步进电机接线方法。
六线式步进电机接线较为灵活,对使用人员技术要求较高,先通过万用表测量出哪三根为一组,并且需要判断出中间抽头,方法是利用电阻档测量与另外两根电阻相近说明其为中间抽头。判断出来后根据使用场合不同使用不同的接线方式,接线方法如下:

图四所示
附件 4.jpg

此接法实际就是将每组的两个相线圈串联起来使用,电机堵转矩大和效率高些,但是高速性能差。

图五所示
附件 5.jpg

上图两种接是是一样的效果,抽头与一端连接,另一端空着不接入。这种接法电机高速性能好些,但是每相有一组线圈空闲,堵转矩小和效率低些。

图六所示
附件 6.jpg

上面两种是与单极性驱动器的连接。两种单极性驱动的接法对电机来说都是一样的,区别在于驱动内部的处理有分别。由于单极性驱动方式的电源利用率相比双极性驱动方式的要低,很多驱动器已经不支持单极性连接。
了解了电机与驱动器的连接后,我们就要学习如何对驱动的供电选择、输出电流调节以及细分调节。下图中通过丝网印将说明书印刷在驱动表面。

图七所示
附件 7.jpg

供电选择:如果说明书上指示出DC,则只可使用直流供电。如果指示为AC,则交流和直流都可使用。电压尽量选择接近上限,电压越高输出电流越小,步进电机的损耗小效率高,所以扭矩和转速性能都较好。
电流和细分都是通过拨码开关进行调节,SW1、SW2、SW3控制电流大小,根据步进电机铭牌给的额定电流来设置。SW4控制全流和半流功能,当设置为半流时,没有脉冲输入电机处于静止状态时,驱动自动减掉一半电流,应用于静止时不需要太大自锁力的场合,防止电机发热。但是垂直安装时,静止时也需要克服重力需要较大自锁力,则要拨到全流模式。
细分调节:SW5、SW6、SW7、SW8四个拨码开个组合控制细分,图中指示出来的数值为细分后的步进电机旋转一圈需要脉冲数。有些品牌标注的为实际细分值,需要根据步距角运算出一圈的脉冲数。

设置好这些后,就可以利用所学的高速脉冲输出功能发送脉冲驱动步进运行了。你们学会了吗?
[此贴子已经被jint于2018/11/7 8:37:29编辑过]
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wml0060
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发表于:2018/11/7 14:46:41
#1楼
仔细学习了,谢谢楼主讲解。
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qjj740210
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2013辞旧迎新
发表于:2018/11/7 16:35:05
#2楼
之前也是照着说明书囫囵吞枣做了一个步进电机的控制。用在实验室控制一个飞轮做快速慢速2挡控制。3个输入信号(1按钮给慢速控制信号,1按钮给快速控制信号,1按钮给停止信号)
现在想知道,对于步进电机:
1.电机高速旋转时(3000转/分钟以上),立即停止,会不会对电机使用寿命造成影响?
2.电机上标注固有步距角“0.9°/1.8°”,PLC输出一个脉冲信号,电机在驱动器推动下运转一个固定的角度。
不考虑细分设置,我PLC输出一个脉冲信号,电机运转0.9°(半步工作)还是1.8°(整步工作)?这个怎样设置或者怎样判断?
2052
nbnbnb1979
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发表于:2018/11/7 17:30:28
#3楼
高手,再来个PLC与私服连接及私服驱动器的吧。
此帖发自手机工控论坛
运气就是机会碰巧撞到了你的努力!
7141
qq2994216177
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发表于:2018/11/7 18:58:47
#4楼
以下是引用qjj7402102018/11/7 16:35:05的发言:
之前也是照着说明书囫囵吞枣做了一个步进电机的控制。用在实验室控制一个飞轮做快速慢速2挡控制。3个输入信号(1按钮给慢速控制信号,1按钮给快速控制信号,1按钮给停止信号)
现在想知道,对于步进电机:
1.电机高速旋转时(3000转/分钟以上),立即停止,会不会对电机使用寿命造成影响?
2.电机上标注固有步距角“0.9°/1.8°”,PLC输出一个脉冲信号,电机在驱动器推动下运转一个固定的角度。
不考虑细分设置,我PLC输出一个脉冲信号,电机运转0.9°(半步工作)还是1.8°(整步工作)?这个怎样设置或者怎样判断?
步距角1.8度,不考虑细分,那就需要200个脉冲转一圈,也就是你说的一个脉冲转1.8度。
此帖发自手机工控论坛
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hgxmm123
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发表于:2018/11/7 20:23:59
#5楼
肯定是经过实践检验的,值得信赖!
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初心zYabnJic
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发表于:2018/11/7 20:52:40
#6楼
学习了,还真没学到这么细
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工控帮
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发站内信
发表于:2018/11/9 14:45:55
#7楼
回复 #3楼 nbnbnb1979
这个可以的,表情
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工控帮
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发站内信
发表于:2018/11/9 14:46:22
#8楼
回复 #6楼 初心zYabnJic
那你要好好学习了
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工控帮
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发站内信
发表于:2018/11/9 14:49:22
#9楼
回复 #5楼 hgxmm123
这是小编经验所著啊,妥妥的干货表情
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