機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)

1、機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 專 業(yè)：機(jī)械工程及其自動(dòng)化班 級(jí)：機(jī)自10-2班 學(xué)生姓名：X X 學(xué) 號(hào)：2210XXXX 指導(dǎo)老師：崔 吉2 0 1 3 年 7 月 9 日目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)41.1設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義41.1.1課程設(shè)計(jì)題目41.1.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容41.1.3課程設(shè)計(jì)意義：41.2設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì)41.3設(shè)計(jì)的基本要求52總體方案設(shè)計(jì)52.1設(shè)計(jì)基本依據(jù)52.2總體方案的確定73.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)73.1機(jī)械傳動(dòng)裝置的組成及原理73.2 主要部件的結(jié)構(gòu)84.電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)144.1控制系統(tǒng)的基本組成144.2環(huán)形脈沖分配器CH250144.3功率

2、放大器164.4 PLC高速脈沖輸出控制17總結(jié)23參考文獻(xiàn)241.設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義1.1.1課程設(shè)計(jì)題目 機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)1.1.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (2)電氣控制系統(tǒng)1.1.3課程設(shè)計(jì)意義： (1)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行機(jī)電控制 系統(tǒng)(產(chǎn)品)的初步設(shè)計(jì)工作。 (2)培養(yǎng)學(xué)生搜集、閱讀和綜合分析參考資料，運(yùn)用各種標(biāo)準(zhǔn)和工具書 籍以及編寫技術(shù)文件的能力，提高計(jì)算、繪圖等基本技能。 (3)培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般程序和方法，進(jìn)行工程師基本素質(zhì)的訓(xùn)練。 (4)樹立正確的設(shè)計(jì)思想及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。 1.2設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì)

3、機(jī)電傳動(dòng)單向數(shù)控平臺(tái)設(shè)計(jì)： 1)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式：步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)； 2)機(jī)械傳動(dòng)方式：螺旋絲桿、滾珠絲桿、同步皮帶、鏈傳動(dòng)等； 3)電氣控制方式：?jiǎn)纹C(jī)控制、PLC控制； 4)功能控制要求：速度控制、位置控制；主要設(shè)計(jì)參數(shù)： 單向工作行程1800、1500、1200 mm； 移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量100、50 kg； 負(fù)載移動(dòng)阻力100、50 N； 移動(dòng)速度控制3、6 m/min； 1.3設(shè)計(jì)的基本要求（1）方案設(shè)計(jì)：根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，在搜集、歸納、分析資料的基礎(chǔ)上，明確系統(tǒng)的主要功能，確定實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要功能的原理方案，并對(duì)各種方案進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，進(jìn)行方案選優(yōu)。（2）總體設(shè)計(jì)：針

4、對(duì)具體的原理方案，通過(guò)對(duì)動(dòng)力和總體參數(shù)的選擇和計(jì)算，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，最后給出機(jī)械系統(tǒng)的控制原理圖或主要部件圖（A2圖一張）。（3）電氣控制線路圖：根據(jù)控制功能要求，完成電氣控制設(shè)計(jì)，給處電氣控制電路原理圖（A3圖一張）。（4）成果展示：課程設(shè)計(jì)的成果最后集中表現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書和所繪制的設(shè)計(jì)圖紙上，每個(gè)學(xué)生應(yīng)獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，字?jǐn)?shù)為3000字以上，設(shè)計(jì)圖紙不少于兩張。（5）繪圖及說(shuō)明書：用計(jì)算機(jī)繪圖，打印說(shuō)明書；（6）設(shè)計(jì)選題：分組進(jìn)行，每位同學(xué)采用不同方案（或參數(shù)）獨(dú)立完成。2總體方案設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)基本依據(jù)步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的

5、情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 同步帶是一種綜合了帶、鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)。如圖所示，它在帶的工作面及帶輪外圓周上均制成齒形，通過(guò)帶輪與帶齒相嚙合，作無(wú)滑移的嚙合傳動(dòng)。同時(shí)，帶內(nèi)采用了承載后無(wú)彈性伸長(zhǎng)的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主、從帶輪作無(wú)滑差的同步運(yùn)動(dòng)。與一般傳動(dòng)

6、帶相比，同步帶傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)： 1工作時(shí)無(wú)滑動(dòng)，有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，雖然同步帶是彈性體，但由于其中承受負(fù)載的承載繩具有在拉力作用下不伸長(zhǎng)的特性，故能保持帶節(jié)距不變，使帶與輪齒槽能正確嚙合，實(shí)現(xiàn)無(wú)滑差的同步傳動(dòng)，獲得精確的傳動(dòng)比。 2傳動(dòng)效率高，節(jié)能效果好 由于同步帶作無(wú)滑動(dòng)的同步傳動(dòng)，故有較高的傳動(dòng)效率，一般可達(dá)0.98。它與三角帶傳動(dòng)相比，有明顯的節(jié)能效果。 3傳動(dòng)比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊 同步帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般可達(dá)到10左右，而且在大傳動(dòng)比情況下，其結(jié)構(gòu)比三角帶傳動(dòng)緊湊。因?yàn)橥綆鲃?dòng)是嚙合傳動(dòng)，其帶輪直徑比依靠摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力的三角帶帶輪要小得多，此外由于同步帶不需要大的

7、張緊力，使帶輪軸和軸承的尺寸都可減小。所以與三角帶傳動(dòng)相比，在同樣的傳動(dòng)比下，同步帶傳動(dòng)具有較緊湊的結(jié)構(gòu)。 4維護(hù)保養(yǎng)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低 由于同步帶中承載繩采用伸長(zhǎng)率很小的玻璃纖維、鋼絲等材料制成，故在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中帶伸長(zhǎng)很小，不需要像三角帶、鏈傳動(dòng)等需經(jīng)常調(diào)整張緊力。此外，同步帶在運(yùn)轉(zhuǎn)中也不需要任何潤(rùn)滑，所以維護(hù)保養(yǎng)很方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用比三角帶、鏈、齒輪要低得多。 5惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作盡管同步帶傳動(dòng)與其它傳動(dòng)相比有以上優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)安裝時(shí)的中心距要求等方面極其嚴(yán)格，同時(shí)制造工藝復(fù)雜、制造成本高。 PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其

8、內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 2.2總體方案的確定 我的主體思想：用PLC控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，用同步帶進(jìn)行電機(jī)和絲桿之間的傳動(dòng)，間接控制平臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。參數(shù)初設(shè)如下： （1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式：步進(jìn)電機(jī) （2）機(jī)械傳動(dòng)方式：同步皮帶 （3）電氣控制方式：PLC控制 （4）功能控制要求：位置控制 （5）主要設(shè)計(jì)參數(shù):總行程600mm,第一段空行程100mm, 第二段工作行程400mm,第三段工作行程100mm

9、; 移動(dòng)負(fù)載質(zhì)量50kg； 負(fù)載移動(dòng)阻力100N； 移動(dòng)速度控制：6m/s3.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1機(jī)械傳動(dòng)裝置的組成及原理 本設(shè)計(jì)選擇同步皮帶，2根HSR型導(dǎo)軌和4個(gè)滑座,工作平臺(tái)的質(zhì)量假設(shè)為40kg，滑塊質(zhì)量50Kg. 壽命要求：每天開機(jī)8h，一年按300個(gè)工作日，壽命5年以上。已知條件：?jiǎn)蜗蚬ぷ餍谐?00mm，第一段工作行程100m, 第二段工作行程400mm，第三段工作行程100mm。 負(fù)載質(zhì)量 ：50kg 3.2 主要部件的結(jié)構(gòu)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3.2.1同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1）傳遞的功率：P=Fv=100×0.2=0.02kW 2）功率：Pd=KAPKA 工況系數(shù)，查表2.

10、1-13Pd=1.1KAP=1.1×1.7×0.02=0.04kW 3)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1：電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪，初選電機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2：主帶輪直徑等于從帶輪直徑 4）選定帶型：根據(jù)Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速n1由圖2.1-3選取，可知應(yīng)選L型。 5）節(jié)距：Pb=9.525 查表2.1-5 6)小帶輪齒數(shù)：查表2.1-14得zmin=14，因?yàn)閦1>zmin，所以小帶輪齒數(shù)z1=15 7）小帶輪節(jié)圓直徑： 8）大帶輪齒數(shù)：z2=iz1=1×15=15 9）大帶輪節(jié)圓直徑： 10）同步帶傳動(dòng)速度： (應(yīng)滿足=50m/s） 11）初定軸間距：0.7（d

11、1+d2）a02（d1+d2），取a0=150mm 12）同步帶長(zhǎng)度： =443mm 13）同步帶齒數(shù)z和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長(zhǎng)LP：查表2.1-3 z=160,LP=1524mm 14）實(shí)際軸間距：a=a0+(LP-L0)/2 =690.5mm 13）小帶輪嚙合齒數(shù)：zn(0.5-(d2-d1)/6a)z1=8>6 15）基本額定功率： Ta 各帶型的許用工作拉力，查表2.1-16 m 帶寬為bs0的帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，查表2.1-16 bs0 查表2.1-15 16）同步帶寬度： （Kz看表2.1-12）17）作用在軸上的力Ft=1000Pd/v=8.40N18）輪緣齒形尺寸查表2.1-2或取決于

12、表2.1-5所列漸開線刀具尺寸。3.2.2導(dǎo)軌動(dòng)載荷的計(jì)算 作用在滑塊上的力 N 則單個(gè)滑座受力 N 導(dǎo)軌壽命 行程長(zhǎng)度壽命： 其中n為每分鐘運(yùn)行的次數(shù) h 設(shè)計(jì)平臺(tái)上共有滑塊4個(gè)，每根導(dǎo)軌2個(gè)滑塊。 有 K 壽命系數(shù) 取K=50 硬度系數(shù) 取=1 溫度系數(shù) 取=1 接觸系數(shù) 取=0.81 負(fù)荷系數(shù) 取=1.5 則動(dòng)載荷有：N3.3步進(jìn)電機(jī)選型計(jì)算已知參數(shù)：工作臺(tái)重量G=70x9.8N工作臺(tái)與導(dǎo)軌間摩擦系數(shù)u=0.15定位精度0.1毫米3.3.1脈沖當(dāng)量的選擇 脈沖當(dāng)量：一個(gè)指令脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)的移動(dòng)距離=0.1mm/p（輸入一個(gè)指令脈沖工作臺(tái)移動(dòng)0.1毫米）3.3.2等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)

13、算 空載時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩TLF TLF = = =0.087N·m1）穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩M1： 2）加速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩M2： 帶輪折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，取帶輪質(zhì)量為2kg 負(fù)載和工作臺(tái)折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，取工作臺(tái)質(zhì)量為20kg 同步帶折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)矩為3.3.3初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)距M1=0.75N·m和電動(dòng)機(jī)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL=38.24Kg·m2,初步選定電動(dòng)型號(hào)為SST86D040X步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)的最大靜扭距Tmax=2.26N·m，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm=12.5Kg·m2為了使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

14、具有良好的起動(dòng)能力及較快的響應(yīng)速度應(yīng)為： 及空載時(shí)起動(dòng)時(shí)間計(jì)算（ta）SST86D040X步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最小加、減速度時(shí)間為1秒帶慣性負(fù)載的最大起動(dòng)頻率fL的計(jì)算Hz電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)頻率帶慣性負(fù)載的最大轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分帶慣性負(fù)載起動(dòng)力矩Tm電動(dòng)機(jī)起動(dòng)矩-頻率特性曲線M1=0.75N·m負(fù)載時(shí)起動(dòng)時(shí)間tata=該電機(jī)帶慣性負(fù)載時(shí)能夠起動(dòng)以上計(jì)算，選該型號(hào)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，能滿足設(shè)計(jì)要求。3.3.4滾動(dòng)軸承的選用與校核 根據(jù)工作情況以及滾珠絲杠的受力，初選軸承為角接觸球軸承，其，型號(hào)為7205B 基本額定載荷為：C0=15.8KN ，C0r=9.45KN 為徑向外載荷 Fr=(m1+m2+m3)g=(5

15、0+40+50)×9.8=1372N 為軸向外載荷 軸承支反力 軸承派生軸向力 軸承所受軸向載荷 則 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷，工作在中等沖擊： 載荷系數(shù) 查表 查表 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷： 計(jì)算軸承的壽命： 因?yàn)椋?故按進(jìn)行校核。 取溫度系數(shù) ft=1 故 h 壽命指數(shù) 對(duì)于球軸承 因?yàn)?所以軸承符合要求 7205B角接觸軸承基本尺寸 內(nèi)圈直徑 外圈直徑 軸承寬度 軸承質(zhì)量 靜載荷 動(dòng)載荷 3.3.5鍵的選擇與校核鍵許用擠壓應(yīng)力，查表3.2得 帶輪軸上的鍵根據(jù)該處軸的直徑d = 15mm，取b×h=5×5采用A型鍵，根據(jù)GB/T1095-2003,GB/T1096-2003

16、暫選：鍵 A5×20 GB/T1096-20033.3.6潤(rùn)滑與密封裝置由已知條件選擇脂潤(rùn)滑，密封裝置為毛氈圈。受力情況如下圖：P=0.38kWKA=1.7Pd=0.04kWn1=n2=2000r/min選LPb=9.525 z1=15d1=45.5mm z2=15d2=45.5mmv=4.76m/sa0=150mmL0=443mmz=160LP=1524mm a=690.5mmzn=8Ta=245Nm=0.096kgm-1bs0 =25.4mmP0=1.15kWbs=75.8mmFt=8.40N=882NF=220.5NTh=12000hn=2K=50=1=1=0.81=1.5 C

17、a=1805.2N型號(hào) HSR 15M1=0.75Nm=744.43Hz=89.33轉(zhuǎn)/分C0=15.8KNC0r=9.45KNFr=1372N ft=14.電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1控制系統(tǒng)的基本組成步進(jìn)電機(jī)是一種特殊的機(jī)電元件,不能直接接到交直流電源上工作,必須使用專用的驅(qū)動(dòng)器。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低、升速或降速、啟動(dòng)或停止都完全取決于CP脈沖的有無(wú)或頻率。環(huán)形分配器用來(lái)接受來(lái)自控制器的CP脈沖信號(hào)，并按步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作方式要求的各相脈沖信號(hào)狀態(tài)順序產(chǎn)生各相導(dǎo)通或截止的信號(hào)，但是環(huán)形分配器的輸出電流很小，不能直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因此需要功率放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖分配回路輸出的弱信號(hào)進(jìn)行放大，產(chǎn)生電機(jī)脈沖

18、信號(hào)工作所需的激磁電流。其控制流程如下圖所示：4.2環(huán)形脈沖分配器CH250由于用軟件環(huán)形分配器需要編寫復(fù)雜的程序，而且占用計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間，故一般使用硬件或軟硬件結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。硬件環(huán)形分配器的種類很多，有專用的集成電路，可以用JK觸發(fā)器或D觸發(fā)器構(gòu)成，還可以用通用的可編程邏輯器件組成。在這里，通常我們采用集成電路CH250。CH250是國(guó)產(chǎn)的三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器的專用集成電路芯片，通過(guò)其控制端的不同接法可以組成三拍和三相六拍的不同工作方式。CH250管腳圖如下所示:CH250主要管腳的作用：J3r、J3L兩端子是三相雙三拍的控制端，J6r、J6L是三相六拍的控制端，三相雙三拍工作時(shí)，若J

19、3r“1”，而J3L“0”，則電機(jī)正轉(zhuǎn)；若J3r“0”，J3L“1”，則電機(jī)反轉(zhuǎn)；三相六拍供電時(shí)，若J6r“1”，J6L“0”，則電機(jī)正轉(zhuǎn)；若J6r“0”，J6L“1”，電機(jī)反轉(zhuǎn)。R2是雙三拍的復(fù)位端，R1是六拍的復(fù)位端，使用時(shí)，首先將其對(duì)應(yīng)復(fù)位端接入高電平，使其進(jìn)入工作狀態(tài)，然后換接到工作位置。CL端是時(shí)鐘脈沖輸入端，EN是時(shí)鐘脈沖允許端，用以控制時(shí)鐘脈沖的允許與否。當(dāng)脈沖CP由CL端輸入，只有EN端為高電平時(shí)，時(shí)鐘脈沖的上升沿才起作用。CH250也允許以EN端作脈沖CP的輸入端，此時(shí)，只有CL為低電平時(shí)，時(shí)鐘脈沖的下降沿才起作用。A、B、C為環(huán)形分配器的三個(gè)輸出端，經(jīng)過(guò)脈沖放大器（功率放大

20、器）后分別接到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的三相線上。CH250的三相雙三拍接線原理圖如下所示：4.3功率放大器單電壓功率放大電路 是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一相的驅(qū)動(dòng)電路如下圖所示，L是電動(dòng)機(jī)繞組，晶體管VT可以認(rèn)為是一個(gè)無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)，它的理想工作狀態(tài)應(yīng)使電流流過(guò)繞組L的波形盡可能接近矩形波。但是由于電感線圈中的電流指數(shù)規(guī)律上升，其時(shí)問(wèn)常數(shù)=L/r，須經(jīng)過(guò)3rl的時(shí)間后才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)電流。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組本身的電阻很小，所以，時(shí)間常數(shù)很大，從而嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)頻率。為了減小時(shí)問(wèn)常數(shù)，在勵(lì)磁繞組中串以電阻R，這樣時(shí)間常數(shù)就大大減小，縮短了繞組中電流上升的過(guò)渡過(guò)程，從而提高了工作速度。在電阻R兩端并聯(lián)電容c，是由于電容上的電

21、壓不能突變，在繞組由截止到導(dǎo)通的瞬間，電源電壓全部降落在繞組上，使電流上升更快，所以，電容c又稱為加速電容。二極管V在晶體管VT截止時(shí)起續(xù)流和保護(hù)作用，以防止晶體管截止瞬間繞組產(chǎn)生的反電勢(shì)造成管子擊穿，串聯(lián)電阻Ro使電流下降更快，從而使繞組電流波形后沿變陡。這種電路的缺點(diǎn)是R上有功率消耗。為了提高快速性，需加大R的阻值，隨著阻值的加大，電源電壓也勢(shì)必提高，功率消耗也進(jìn)一步加大。正因?yàn)檫@樣，單電壓限流型驅(qū)動(dòng)電路的使用受到了限制。4.4 PLC高速脈沖輸出控制S7-200控制器S7-200系列是一類可編程邏輯控制器（Micro PLC）。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動(dòng)化控制需要。由于具有緊湊的

22、設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得S7-200可以近乎完美的滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的CPU類型和電壓等級(jí)使其在解決用戶的工業(yè)自動(dòng)化問(wèn)題時(shí)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。S7-200的編程軟件：STEP7-Micro/WIN32。該編程軟件可以方便地在Windows環(huán)境下對(duì)PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控。使得PLC的編程更加方便、快捷。主要組成部分：一臺(tái)S7-200 Micro PLC包括一個(gè)單獨(dú)的S7-200CPU，或者帶有各種各樣的可選擴(kuò)展的模塊。S7-200 Micro PLC模塊包括一個(gè)中央處理單元，電源及數(shù)字量I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。3. CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程

23、序和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以便對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制任務(wù)或過(guò)程進(jìn)行控制。4. 輸入和輸出是系統(tǒng)的控制點(diǎn)：輸入部分從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（例如傳感器或者開關(guān)）中采集信號(hào)，輸出部分則控制電機(jī)、泵、以及工業(yè)過(guò)程中的其他設(shè)備。5. 電源向CPU所連接的任何模塊提供電力。6. 通訊端口允許將S7-200CPU同編程器或其他設(shè)備連接起來(lái)。7. 狀態(tài)信息號(hào)燈顯示了CPU的工作模式（運(yùn)行或者停止），本機(jī)I/O的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出錯(cuò)的系統(tǒng)錯(cuò)誤。8. 通過(guò)擴(kuò)展模塊可增加CPU的I/O點(diǎn)數(shù)。9. 通過(guò)擴(kuò)展模塊可提供其他通訊性能。10. 一些CPU具有內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，其它CPU則需要實(shí)時(shí)時(shí)鐘卡。11. EEPROM可以存儲(chǔ)CPU程序，也可以將一個(gè)

24、CPU中的程序傳送到另一個(gè)CPU中。12. 通過(guò)可選的插入式電池盒可延長(zhǎng)RAM中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間本系統(tǒng)中選CPU224，主要參數(shù)如表4-1：外形尺寸（mm）120.5×80×62程序存儲(chǔ)器4K本機(jī)I/O14輸入10輸出用戶數(shù)據(jù)2K內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器6H/W（20KHz）數(shù)據(jù)后備50小時(shí)PLC接線圖 三電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)PLC控制I/O分配輸入端：?jiǎn)?dòng)按鈕SB1 I0.0緊急停止按鈕SB2 I0.1正常停止按鈕SB3 I0.2初始位置行程開關(guān)S1 I0.3終點(diǎn)位置行程開關(guān)S2 I0.4增量式旋轉(zhuǎn)式編碼器A相I0.6增量式旋轉(zhuǎn)式編碼器B相I0.7輸出端：脈沖輸出口CL Q0.0電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向輸

25、出控制Q0.1蜂鳴器、報(bào)警指示燈輸出Q0.2PLC控制程序主程序Main:Network 1 / Network Title/ Network CommentLD SM0.1R Q0.0, 2R S0.0, 3Network 2 / 當(dāng)物體處在初始位置行程開關(guān)且啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)LD I0.0A I0.3AN I0.1AN I0.2EUS S0.1, 1Network 3 LSCR S0.1Network 4 LD SM0.1CALL SBR3Network 5 LD SM0.0= Q0.1 /啟動(dòng)標(biāo)志Network 6 LD SM0.1CALL SBR0 /正向輸出 /正向標(biāo)志 /Q

26、0.0脈沖輸出Network 7 LD I0.4SCRT S0.2Network 8 SCRENetwork 9 LD T37R Q0.1, 1 /啟動(dòng)標(biāo)志Network 10 SCRENetwork 11/ 電動(dòng)機(jī)立即停止LD I0.1AN I0.2S M0.1, 1CALL SBR1Network 12 / 電動(dòng)機(jī)正常停止 LD I0.2AN I0.1R S0.0, 3Network 13 LD SM0.1A M0.1MOVW SMW68, VW200 /將此時(shí)的脈沖周期存入VW200R S0.0, 3Network 14/ 電動(dòng)機(jī)調(diào)整零點(diǎn)LD I0.0AN I0.3AN I0.1AN I

27、0.2AN Q0.1S S0.0, 1Network 15 LSCR S0.0Network 19 LD SM0.1AN I0.3CALL SBR0Network 16 LD I0.3S S0.1, 1 /到零點(diǎn)后，正常行駛MOVD +0, SMD48Network 21 SCRENetwork 17 LD SM0.0TON T32, +100Network 23 LD T32CALL SBR2R T32, 8子程序SBR_0 ；PLC發(fā)射高速脈沖Network 1 / Network Title/ Network CommentLD SM0.0MOVB 16#E7, SMB67 /PTO工作

28、于多段工作模式MOVW 100, SMW168MOVB 3, VB100MOVW +667, VW101 /第1段的初始周期，周期單位MOVW -1, VW103 /第1段的周期增量MOVD +524, VD105 /第1段的脈沖個(gè)數(shù)MOVW +143, VW109 /第2段的初始周期MOVW 0, VW111 /第2段的周期增量MOVD +28000, VD113 /第2段的脈沖個(gè)數(shù)MOVW +667, VW117 /第3段的初始周期MOVW +2, VW119 /第3段的周期增量MOVD +262, VD121 /第3段的脈沖個(gè)數(shù)PLS 0Network 2 LD I0.3O I0.4S

29、SM66.5, 1子程序SBR_1 ；緊急停車時(shí)脈沖控制Network 1 / Network Title/ Network CommentLD SM0.0MOVW +50, VW202-I VW200, VW202MOVW VW202, VW204/I +50, VW204MOVB 16#88, SMB67 /PTO工作于一段工作模式MOVW VW200, VW400 /該段初始周期MOVW VW204, VW402 /周期增量MOVD +262, VD404 /脈沖個(gè)數(shù)PLS 0子程序SBR_2 ；編碼器檢測(cè)到的脈沖與PLC產(chǎn)生的脈沖數(shù)的比較，超過(guò)報(bào)警值報(bào)警Network 1 / Network Title/ Network CommentLD SM0.0MOVD SMD72, VD520Network 2 LD SM0.0-R SMD48, VD520Network 3 LDR>= VD520, 50.0O