PLC在機械手控制中的應(yīng)用
1 引言
本文以某物流控制中的機械手控制為例，分析了plc與步進驅(qū)動裝置的控制方法，本系統(tǒng)涉及的主要硬件是s7-200plc和sh-2h057步進驅(qū)動器。
?。?） s7-200
plc系列是西門子公司的可編程控制器，這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動化控制要求，由于具有緊湊的設(shè)計、良好的擴展性、低廉的價格以及強大的指令，使得s7-200plc可以滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的cpu類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強的是適用性。
1臺s7-200 plc包括一個單獨的s7-200 cpu，或者帶有各種各樣的可選擴展模塊。s7-200cpu模塊包括一個中央處理單元（cpu）、電源以及數(shù)字量i/o點，這些都被集成在一個緊湊、獨立的設(shè)備中。
cpu負責(zé)執(zhí)行程序和存儲數(shù)據(jù)，以便對工業(yè)自動化控制任務(wù)或過程進行控制;輸入和輸出是系統(tǒng)的控制點：輸入部分從現(xiàn)場設(shè)備中采集信號，輸出部分則控制泵、電機、以及控也過程中的其他設(shè)備;電源向cpu 及其所連接的任何設(shè)備提供電力;通訊端口允許將s7-200 cpu同編程器或其他一些設(shè)備連起來;
狀態(tài)信號燈顯示了cpu 的工作模式（運行或停止），本機i/o的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出來的系統(tǒng)錯誤;
通過擴展模塊可提供其通訊性能;
通過擴展模塊可增加cpu的i/o點數(shù)（cpu 221不擴展）;
一些cpu有內(nèi)置的實時時鐘，或添加實時時鐘卡;
l eeprom卡可以存儲cpu程序，也可以將一個cpu中的程序送到另一個cpu中;
通過可選的插入式電池盒可延長ram中的數(shù)據(jù)存儲時間;
最大i/o配置。
?。?）sh-2h057驅(qū)動器輸入信號共有三路，他們是：步進脈沖信號cp、方向電平信號dir、脫機電平信號free.他們在驅(qū)動器內(nèi)部分別通過270ω的限流電阻接入光耦的負輸入端，且電路形式完全相同，三路光耦的正輸入端為opto端，三路輸入信號在驅(qū)動器內(nèi)部接成共陽方式，所以opto端需接外部系統(tǒng)的vcc端，如果vcc是+5伏，可直接接入;否則需在外部另加限流電阻，保證給驅(qū)動器內(nèi)部光耦提供8-15ma的驅(qū)動電流。
步進脈沖信號cp
步進脈沖信號cp用于控制步進電機的位置和速度，也就是說：驅(qū)動器每接受一個cp脈沖就驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一個步角度，cp脈沖的頻率改變則同時是步進電機的速率改變，控制cp脈沖的個數(shù)，則可以使步進電機精確定位。這樣就可以很方便的達到步進電機調(diào)速和定位的目的。本驅(qū)動器的cp信號為低電平有效，要求cp信號的驅(qū)動電流為8-15ma，對cp脈沖寬度也有一定要求，一般不小于5μs。
方向電平信號dir
方向電平信號dir用于控制步進電機的旋轉(zhuǎn)方向。此端為高電平時，電機為一個轉(zhuǎn)向;次端為低電平時，電機為另一個轉(zhuǎn)向。電機換向必須在電機停止后再進行，并且換向信號一定要在前一個方向的最后一個cp脈沖結(jié)束后以及下一個方向的第一個cp脈沖前發(fā)出。
脫機電平信號free
當(dāng)驅(qū)動器上電后，步進電機處于鎖定狀態(tài)（未施加cp脈沖時）或運行狀態(tài)（施加cp脈沖），但用戶想手動調(diào)整電機而又不想關(guān)閉驅(qū)動器電源，這時可以用到此信號，此信號低電平有效，電機處于自由無力矩狀態(tài);當(dāng)此信號為高電平或懸空不接時，取消脫機狀態(tài)。
步進電機簡介
sh-2h057型驅(qū)動器用于驅(qū)動二相或四相混合式步進電機（亦稱感應(yīng)子式），此驅(qū)動器一般驅(qū)動60號機座以下電機。電機的出線方式不同，與驅(qū)動器的連接也不同。本系統(tǒng)使用的電機為二相四根線電機，可以直接和驅(qū)動器相連。見圖1的機械手電機驅(qū)動模塊原理圖。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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