文档介绍：TVT-99C立体仓库模型
,主要以PLC编程练****及位置控制、上位机监控练****br/>,掌握步进电机驱动器的使用方法。
,PLC编程,实现对步进电机及直流电机进行较复杂的位置控制及时序逻辑控制等功能
,可以学****低速工业网络的使用及协议,在上位机监控方面,可以学****多台模型优化控制运行,与实际监控现场的控制规模相似,是一种涵盖了PLC控制技术、位置控制技术、检测技术,局域网络技术的实物仿真模型。
1台
1台
1根
(一) 立体仓库的基本结构
立体仓库主体由底盘、四层十二仓位库体、运动机械及电气控制等四部分组成。
机械部分采用滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠等机械元件组成,采用步进电机、直流电机作为拖动元件。
电气控制是由松下电工生产的FP0型可编程序控制器(PLC)、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。
图1 控制面板上的开关及按钮功能图2 控制面板上的仓位号
控制面板上的开关及按钮功能及仓位号(见图1、2)
表1 控制面板上的按钮功能表
按键号
功能选择
定义
1
自动
选择1号仓位
手动
机构水平向左移动
2
自动
选择2号仓位
手动
机构垂直向下移动
3
自动
选择3号仓位
手动
机构水平向右移动
4
自动
选择4号仓位
手动
机构水平向后移动
5
自动
选择5号仓位
手动
机构垂直向上移动
6
自动
选择6号仓位
手动
机构水平向前移动
7
自动
选择7号仓位
手动
无意义
8
自动
选择8号仓位
手动
无意义
9
自动
选择9号仓位
手动
无意义
10
自动
选择10号仓位
手动
无意义
11
自动
选择11号仓位
手动
无意义
12
自动
选择12号仓位
手动
无意义
(二) 立体仓库硬件原理
(1)步进电机的工作原理
步进电机是数字控制系统中的执行电动机,当系统将一个电脉冲信号加到步进电机定子绕组时,转子就转一步,当电脉冲按某一相序加到电动机时,转子沿某一方向转动的步数等于电脉冲个数。因此,改变输入脉冲的数目就能控制步进电动机转子机械位移的大小;改变输入脉冲的通电相序,就能控制步进电动机转子机械位移的方向,实现位置的控制。当电脉冲按某一相序连续加到步进电动机时,转子以正比于电脉冲频率的转速沿某一方向旋转。因此,改变电脉冲的频率大小和通电相序,就能控制步进电动机的转速和转向,实现宽广范围内速度的无级平滑控制。步进电动机的这种控制功能,是其它电动机无法替代的。步进电动机可分为磁阻式、永磁式和混合式,步进电动机的相数可分为:单相、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多种。增加相数能提高步进电动机的性能,但电动机的结构和驱动电源就会复杂,成本就会增加,应按需要合理选用。
(2)步进电动机的特点
①步进电动机是一种作为控制用的特种电机,它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的,其特点是没有积累误差(精度为100%),所以广泛应用于各种开环控制。
②步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比
③步距值不容易因为电气、负载、环境条件的变化而改变,使用开环控制(或半闭环控制)就能进行良好的定位控制。
④起制动、正反转、变速等控制方便。
⑤价格便宜,可靠性高。
⑥步进电动机的主要缺点是效率较低,并且需要配上适当的驱动电源。
⑦步进电动机带负载惯性的能力不强,在使用时既要注意负载转矩的大小,又要注意负载转动惯量的大小,只有当两者选取在合适的范围时,电机才能获的满意的运行性能。
⑧由于存在失步和共振,因此步进电机的加减速方法根据利用状态的不同而复杂多变。
(3)步进电机驱动系统的基本组成
与交直流电动机不同,仅仅接上供电电源,步进电机不会运行的。为了驱动步进电动机,必须由一个决定电动机速度和旋转角度的脉冲发生器(在该立体仓库控制系统中采用PLC作脉冲发生器进行位置控制)、一个使电动机绕组电流按规定次序通断的脉冲分配器、一个保证电动机正常运行的功率放大器,以及一个直流功率电源等组成一个驱动系统,如图3所示。
(4)步进电动机的选择计算
在选择步进电动机时首先考虑的是步进电动机的类型选择,其次才是具体的品种选择,在该立体仓库控制系统中要求步进电动机电压低、电流小、有定位转矩和使用螺栓机构的
定位装置,确定步进电动机采用2相8拍混合式步进电机;在进行步进电动机的品种选择时,要综合考虑速比i、轴向力F、负载转矩、额