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基于西门子的plc编程软件PCC步进电机控制及应用

作者:plc小王 来源:西门子plc 发布日期:2019-02-28 23:54 阅读: 二维码分享

       可编程控制器(PC)包括西门子的plc编程软件(PLC)和可编程计算机控制器(PCC)。无论是plc控制系统还是其升级产品PCC,其基本组成和工作原理都是相同的。但是,PCC具有通用PLC所不具备的特点:

  1、PCC采用了多任务操作系统;

  2、PCC不仅支持梯形图、C语言等各种高、低编程语言,而且具有专门为工业控制开发的高级语言,更适合工业控制。与C语言等一般高级语言相比,PCC更易于编程;

  3、PCC可以支持多个主CPU同时工作。它还具有智能处理器,如特殊时间处理单元保护(TPU)。

  综上所述,PCC在许多方面突破了传统,在西门子plc编程软件中引入了新的思想和编程思想,使其更容易达到日益复杂的工业控制要求。步进电机在工业上应用广泛,实现步进电机的PCC控制具有很大的实用价值。

  一、步进电机控制说明

  步进电机的性能对控制系统的设计具有重要意义。为了使速度控制系统更加可靠,需要考虑步进电机的步进角、细分数和保持力矩。

  在步进PCC调速器中,根据步进电机的控制脉冲产生方式,其控制方式可分为直接控制和间接控制。前者通过PCC完成脉冲的产生和分配,输出适合步进电机的脉冲,然后通过功率释放驱动步进电机;后者通过PCC完成脉冲的产生和输出步进电机的脉冲和方向控制信号,然后通过硬件或其它数据实现脉冲的分配和功率放大。设备(如步进电机驱动器)。

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  采用直接控制方式时,步进电机的频率由高速任务组的扫描周期决定。步进电机频率越高,要求高速任务组扫描周期越短,占用CPU的时间越长。采用间接控制方式时,步进电机的功能由TPU完成,不占用CPU资源。脉冲分配由步进电机驱动器完成,具有更多的优点。完善灵活的控制功能(如加速、减速等)。因此,步进PCC调节器主要采用间接控制力。

  说明了一种采用间接控制的两相混合式步进电机控制结构。在PCC间接控制模式下,方向控制信号根据控制量增量的正负值确定。输出脉冲信号由步进电机驱动器分配,使步进电机按照所需的力方向、位移或角度旋转。

  两相步进电机PCC控制电路

  步进电机为Palker公司的OEM83-135,驱动程序为Palker公司的OEM750,PCC模块为奥地利B&R公司的Power Panel.PP41,数字输出模块为DOL35,可与TPU通道连接。PCC通过数字输出模块输出步进脉冲信号和方向控制信号,输入到OEM750步进电机驱动器的相应端口。步进电机由OEM750步进电机驱动器驱动与步进电机对应的脉冲驱动。在PCC中,步进电机的脉冲信号是通过调用TPU功能块ltxpestxo产生的。

  该模块专门为步进电机设计,有两个与步进电机驱动器对应的输出信号,即步进脉冲信号和方向电平信号。采用PCC输出的步进脉冲信号控制步进电机的位置和速度。也就是说,每次驱动器接收到一个脉冲,它驱动步进电机旋转一个步进角,改变脉冲频率。同时改变了步进电机的转速。通过控制脉冲数,可以准确定位步进电机,达到步进电机调速定位的目的。PCC输出方向的控制信号用于控制步进电机的旋转方向。在这一端,电机顺时针旋转,否则,电机逆时针旋转。

  1.1步进电机驱动器

  OEM75驱动器具有分辨率高、静态锁定电流大、***大驱动电流大、速度控制等优点。

  分辨率(步进电机在一圈内运行的步进电机步数)可设置为16级,从每圈200步到每圈508()0步,可满足用户的不同要求。设置后,可以通过驱动器上开关2的2到5位来完成。在PCC调速器中,每个循环的步数为1000步,使步进电机的步距角为0.36度,完全满足速度控制系统的要求。同时,由于驱动器采用细分技术,对抑制步进电机的低频振动也起到了很好的作用,提高了系统的稳定性和可靠性。

  步进电机静态锁定电流有四种不同的电流等级。由于PCC调节器的锁紧力矩较小,故选用静态锁紧电流为***大驱动电流的25%,以降低步进电机的温升,延长步进电机的使用寿命。

  为了在不引起电机振荡和噪声的情况下***大化电机扭矩,PCC调节器的***大驱动电流设置为7.5a,电源电压为24V。电流回路增益的计算公式如下:

  Ki=364000 lm/u

  公式:

  lm——电机电感(h)

  U——电源电压(V)

  应注意,当电机需要改变运动方向时,控制电平信号必须保持至少200 us。

  1.2 TPU功能块LTXpestXO模块

  TPU是PP41模块微处理器的时间处理单元。主要用于plc控制系统事件计数、门级时间测量、频率测量、脉宽调制等时间相关任务的外部处理。它可以缩短CPU模块调用中断服务程序处理这些任务所需的时间。TPU功能模块包括TPU操作系统、TPU配置、完成特定功能的TPU程序模块等。应用程序与TPU通信以传输参数和数据。功能模块由B&R公司专门开发的TPU码连接器生成。当CPU热启动时,它将自身传输到TPU的RAM,后者将接管TPU以完成用户特定的功能。

  在步进电机控制中,主要采用LTXpestXO模块。它与D0135模块一起使用。它占用两个TPU输出通道。***通道是控制步进电机速度的脉冲信号,第二通道是控制步进电机力方向的信号。可根据绝对位置或相对位置调节步进电机。在循环任务中调用此模块。应该注意,这个模块只能在程序的一个地方被调用。否则,在程序的不同部分调用相同的硬件可能会导致冲突。
 

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  功能模块ltxpestxo可用于***小和***大速度,包括步进电机的启动/停止时间、步进电机加速时的加速度和减速时的加速度、绝对目标位置和相位。

  通过设定目标位置等多种参数,PCC和步进电机可以灵活使用,功能强大,从而实现对步进电机和驱动器的良好控制。

  二、步进电机控制应用

  目前,四川省越西铁马二级电站和飞罗电站已经投产了许多步进PCC调节器。对四川越溪铁马二电站2号机组调节系统的静态和动态特性进行了综合测试。结果表明,各项性能指标均达到或超过了GB/T9652.1-1997的要求。

  试验结果的主要特点是:1)限速器死区小于0.04%;2)额定负载被拒25%,继电器固定时间为0.16s;3)100%额定负载被拒时达到***大速度。升到额定转速的118%,调整时间为19秒。第四,空载时干扰为8%。选择几个参数组进行测试和比较。当kp=1.7,kz=0.32,kd=1.7时,是理想的。干扰后,调节时间短,继电器摆动一次,频率过冲小。

  总结:

  水轮机调节系统采用PCC控制的步进电机。几十座电站的运行结果表明,设计合理,运行状况良好。水轮机调速器采用步进电机,有效地解决了原调速器可靠性低的问题,简化了调速器结构,降低了成本。它能完全满足水轮机调速器的动静态的要求。

  以上就是小编整理的基于西门子的plc编程软件PCC步进电机控制及应用需注意问题的一些见解,我们为客户提供量身定制的自动化解决方案,是专业的自动化控制系统集成服务商.欢迎来电咨询订购!

 


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