李兆林
【摘 要】本文以三菱PLC移位SFTR指令作為步進(jìn)電機(jī)控制的核心,設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)潔、清晰、柔性、可靠的梯形圖,滿足了柴油機(jī)調(diào)速的控制要求。
【關(guān)鍵詞】SFTR指令;步進(jìn)電機(jī);梯形圖
0 前言
工礦機(jī)車GK1F柴油機(jī)調(diào)速控制方式采用的是操作風(fēng)缸,涉及電風(fēng)轉(zhuǎn)換,故障點(diǎn)多;GK1C柴油機(jī)調(diào)速控制方式采用無(wú)級(jí)調(diào)速驅(qū)動(dòng)器,增加了成本且故障點(diǎn)也多。如直接對(duì)步進(jìn)電機(jī)編程驅(qū)動(dòng),可減少中間環(huán)節(jié),達(dá)到更好的效果。
1 調(diào)速程序設(shè)計(jì)思路
1.1 柴油機(jī)調(diào)速控制的要求
內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)調(diào)速器采用的是70BC340DA三相步進(jìn)電機(jī),運(yùn)行工作方式是三相雙三拍。
(1)柴油機(jī)升降轉(zhuǎn)速方向控制。即步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向控制:正轉(zhuǎn)順序AB-BC-CA;反轉(zhuǎn)順序BA-AC-CB。
(2)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速變化快慢控制。即步進(jìn)電機(jī)步距角的行進(jìn)速度。
1.2 調(diào)速程序框
根據(jù)上述控制要求,可作出柴油機(jī)調(diào)速控制(步進(jìn)電機(jī))運(yùn)行時(shí)的程序框。可將程序分成三個(gè)方面設(shè)計(jì)。
(1)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行條件。
(2)步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)控制。
(3)A、B、C三相繞組輸出對(duì)象的控制。
2 調(diào)速梯形圖程序設(shè)計(jì)
2.1 輸入﹨輸出(I﹨O)編址
控制步進(jìn)電機(jī)的各輸入開關(guān)量及控制A、B、C三相繞組工作的輸出端在PLC中的I/O編址如表1所示:
2.2 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行邏輯
以柴油機(jī)運(yùn)行條件及司控器觸點(diǎn)邏輯(表2),制定出步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行邏輯條件(表3)
內(nèi)燃機(jī)司控器采用的是TKS手柄式控制器,共5個(gè)位置,即“0”、“1”、“降”、“保”、“升”
其觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的邏輯關(guān)系如下(表2):
2.3 移位程序設(shè)計(jì)
采用三菱PLC移位SFTR指令,按照三相雙三拍的步進(jìn)順序控制,用組合位元件K1M0組成移位內(nèi)部繼電器,其初值賦予K8,真值表如表4。
移位指令啟動(dòng)條件,用定時(shí)器T246每隔10ms,產(chǎn)生一個(gè)脈沖移位信號(hào),向右移動(dòng)1位,步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角(一拍),完成三次(三拍)后,立即對(duì)K1M0賦初值。
根據(jù)移位內(nèi)部繼電器輸出狀態(tài)作出步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)真值表,如表5所示,可得出三相繞組的控制邏輯關(guān)系式:
正轉(zhuǎn):
A相:Y0=M3+M1
B相:Y1=M3+M2
C相:Y2=M2+M1
反轉(zhuǎn):
A相:Y0=M3+M1
B相:Y1=M2+M1
C相:Y2=M3+M2
2.4 梯形圖程序
根據(jù)以上分析,即可寫出調(diào)速梯形圖程序如下:
其中:
(1)0-13步為步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行條件。
(2)18-34步為步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)控制。
(3)44-55步為步進(jìn)電機(jī)的輸出控制。
2.5 梯形圖程序柔性化
本程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,邏輯清晰,而且非常容易修改。內(nèi)燃機(jī)車裝載的柴油機(jī)有濟(jì)柴的12V190ZJ系列調(diào)速器,有6240ZJ系列的柴油機(jī)。裝載的柴油機(jī)不同,升降轉(zhuǎn)速快慢要求不一樣,可以通過調(diào)整程序里面的T246的定時(shí)時(shí)間(即脈沖產(chǎn)生的周期),改變每步距角的時(shí)間,即可改變升降轉(zhuǎn)速的快慢。
本次采用的步進(jìn)電機(jī)工作方式是三相雙三拍的運(yùn)行模式,可以更改成三相六拍的工作模式,只需把位組合元件改成K2M0,初值賦K64,其他程序按照以上的思路更改即可。
2.6 plc掃描周期的影響
本文采用的三菱FX2N系列PLC運(yùn)行速度快,掃描周期短。經(jīng)調(diào)試,本程序掃描周期為1-2ms,而程序產(chǎn)生的定時(shí)脈沖時(shí)間為10ms,遠(yuǎn)大于PLC的掃描周期。經(jīng)試驗(yàn),步進(jìn)電機(jī)工作平穩(wěn)、無(wú)丟步、滯后現(xiàn)象。
3 結(jié)束語(yǔ)
本設(shè)計(jì)是用PLC直接控制步進(jìn)電機(jī),減少了故障點(diǎn),節(jié)省了中間環(huán)節(jié)的成本,保證了柴油機(jī)調(diào)速的平穩(wěn)可靠。還可根據(jù)柴油機(jī)的特點(diǎn),改變步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)速度,匹配不同柴油機(jī)升降轉(zhuǎn)速。
[責(zé)任編輯:湯靜]