发布时间 : 星期四 文章基于PLC步进电机控制系统的设计毕业论文更新完毕开始阅读b1cde42378563c1ec5da50e2524de518964bd3ce
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根据启动力矩的选择
Mq?ML00.3~0.5 ; Mq－－电机启动力矩；ML0－－电机静负载力矩
ML0则：
Mq?0.5?413.60.5?827.2N?cm
为满足最小步角要求，电机选用四相八拍工作方式，查表知:
MqM?0.866jm
所以，步进电机最大静转距为：
Mq827.2jm?M0.866?0.866?955.2N?cm
步进电机最高工作频率：
fmax??max60??1000?0.002?8333.3Hzp60
综合考虑，查表选用20BYJ46型四相步进电机。 (2)、横向进给系统步进电机的确定：
ML0384.65 则：
Mq?0.5?0.5?733.28
为满足最小步角要求，电机选用四相八拍工作方式，查表知:
MqM?0.866jm
所以，步进电机最大静转距为：
MMq733.28jm?0.866?0.866?847.2N?cm
步进电机最高工作频率：
fmax??max100060??.002?8333.3Hzp60?0
综合考虑，查表选用 20BYJ46型四相步进电机。 4、滚动导轨的选择
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综合考虑机床的基本额定载荷及其它方面的因素，选取HTSD－－WAA(宽幅矩型滑块)的滚珠导轨。初步选用4滑块，工作台大小400×300，工作台自重300N，外载荷700N。
R?300?700300?70?700?130300?100?700?160???271.542?2402?320 300?630.1300?70?630.1?120300?100?630.1?160???229.442?2402?320
R?(1)、摩擦力计算：
摩擦力计算公式 F??P?f(N)
式中?为滚动摩擦系数取??0.003,P为法向载荷纵向P=349.2,横向P=229.4，f为密封件阻力，取f=0.5N.
纵向F=0.003×349.2+0.5=1.55N 横向F=0.003×229.4+0.5=1.19N (2)、寿命计算：
纵向行程为0.32m
目标寿命L=0.32×2×5×60×8×300×5×10-3=2304km
C?fmPfHfTfc3L1.5?0.349232304??2.33kN501?1?0.8150
选择HTSD－LG20WAA型导轨，额定动载Ca为10.28W，根据计算可知，满足强度要求。
横向行程为0.2m，
目标寿命L=0.2×2×5×60×8×300×5×10-3=1440km
C?fmPfHfTfc3L1.5?0.229432304??1.3kN501?1?0.8150
选择HTSD－LG20WAA型导轨。额定动载Ca为4.51W.
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第六章 设计硬件电路
6.1 硬件电路总体分析
步进电机控制系统共分为两个模块：按键控制模块、步进电机驱动模块。 键盘控制模块包括启动键、停止键、点动控制键、速度控制键、方向控制键和步进电机通电方式改变的控制。其中启动键接于PLC的X0端口；停止键接于PLC的X1端口；点动控制键接于PLC的X2端口，实现对步进电机的点动控制；而速度控制键分为4个不同的速度等级，有小到大分别接于PLC的X3、X4、X5和X6端口，实现对步进电机在不同转速下运行的控制要求；方向控制键接于PLC的X7端口，实现对步进电机正反转的控制；通电方式改变按钮接于PLC的X8端口，实现对步进电机通电方式改变的控制。
步进电机驱动模块采用恒频斩波细分驱动电路，通过接收PLC发出的脉冲信号来控制步进电机完成各种操作。由于本设计中采用三相反应式步进电机，因此需要采用四支完全相同的驱动电路分别控制电机四相绕组的电流，而由PLC的Y0、Y1、Y2和Y3端口分别提供控制四相绕组的脉冲信号。
6.2总体设计分析图
图6-1 硬件电路分析图
图形说明：
1.PLC接受键盘信息，改变系统内部变量值。 2.PLC输出脉冲信号，控制步进电机转动。
按键控制模块 PLC 电机驱动模块 6.3电路总体设计
键盘在单片机应用系统中能实现向PLC输入数据、传送命令等重要功能，是人工干预单片机的重要手段。键盘实质是一组按键开关的集合。键盘所用开关为机械弹性开关，利用了机械触点的合、断作用。
机械开关应接到PLC的开关量输入接口进行开关控制，PLC的开关量输入接口的作用是把现场的开关量信号变成可编程控制器内部处理的标准信号。开关量
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输入接口按可接纳的外信号电源的类型不同可分为直流输入单元和交流输入单元，如图6-1、图6-2所示。
图6-1直流输入单元
图6-2 交流输入单元
从图中可以看出，输入接口中都有滤波电路及耦合电路。滤波有抗干扰的作用，耦合有抗干扰及产生标准信号的作用。图中输入口的电源部分都画在了输入口外（虚线框外），这是分体式输入口的画法，在一般单元式可编程控制器中，输入口都使用可编程本机的直流电源供电，不再需要外接电源 。
本设计中采用的是直流输入单元，即如图6—1所示。
一个电压信号在机械触点的断开、闭合过程中，都会产生抖动，一般为5—10ms；两次抖动之间为稳定的闭合状态，时间由按键动作所决定；第一次抖动前和第二次抖动后为断开状态。按键的闭合与否，反映在输出电压上就是呈现出高电平或低电平。通过对输出电平的高低状态的检测，便可确认按键是否按下。在本设计中，高电平表示按键断开，低电平表示按键闭合状体。并且，为了能直观形象的表示按键闭合与否，还为每个按键相应增加了发光二极管，按键断开时，发光二极管灭，当有键闭合时，相应的发光二极管变亮。
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