利用PLC与步进电机对纵向切片机设计改造
1 引言
MZQ-200型纵向切片机作为生产装修板的主要机械，其基本工作原理是:机头通过特殊输送带按一定的压力压住木料，正向刨切成一定规格的薄片，每次刨切后并返回，接着机头下降，周而复始。
早期的切片机每次刨切后进给量是通过时间继电器控制普通的三相异步电动机来实现的，靠电磁刹车停止进给,但由于三相异步电动机的转速因负载的不同而变化，所以每次进给量是不相同的，最终造成压力不均，致使切片厚度不同，甚至无法刨切。也有通过调整微动开关的位置来控制进给电机的停止，来实现压力控制，但由于微动开关调整要凭借经验，所以也不利于调整。
随着工控技术的不断发展,可编程序控制器的性能价格比越来越高,步进电机受脉冲控制,位移量取决于脉冲数,而PLC又具有脉冲输出、脉冲控制功能，PLC与步进电机很容易实现位置控制功能。本系统将机头进给改为PLC控制步进电机,构成开环控制来实现精确进给。
2 系统构成
采用LG公司的PLC集中控制(内置2轴位置控制功能、高速计数功能等，编程软件采用梯形图)，采用KINCO公司的步进电机及步进电机控制器，另外用Easy view触摸屏与PLC通讯，显示、设定有关参数。其系统流程如图1所示。
图1 系统流程图
(1) 系统设计
因为本系统只有一台步进电机，所以只有1轴位置控制，其中P40为PLC位置通道1的脉冲输出端子，P42为方向控制端子。PLC与步进电机控制器及步进电机接线如图2所示。
图2 PLC与步进电机控制器及步进电机接线图
图3 参数设定界面
利用位置绝对启动指令POSDST S(通道指定)、N1(绝对/相对坐标)、SV1(位置地址)、SV2(位置速度)可以实现定量控制，利用POSJOG指令实现点动控制，点动速度及方向可以通过梯形图设定。在位置控制界面可以设定加速时间(Accel)、减速时间(Decel)、电子齿轮间隙(Backlash comp)、基本速度(Bias Speed)及上限速度(Speed limit) 设定点动的上限(High speed)及下限速度(Low speed)(单位为PPS)等参数，如图3所示。
(2) PLC通过RS232端口与触摸屏实现数据通讯
PLC通过RS232端口与触摸屏实现数据通讯，通过触摸屏显示有关数据以及帮助信息，设定有关数据。例如机头每次进给的距离，实际最终转换为PLC输出的脉冲数，最终控制步进电机进给步数。例如当传动比为1:30，丝杠螺距为6mm，步进电机200步/转时，步进电机设定步数(n)与机头实际进给量的关系为:n/200×1/30×6=0.1mm，即步进电机每走100步机头进给量为0.1mm。其中n就是PLC的位置地址，可以通过触摸屏设定，适当设定触摸屏的数值输入参数的小数点位置，即可以改变数值的10n或101/n倍。设定在触摸屏上输入0.1mm，对应PLC的输入数值即为100，PLC将通过指定通道输出100个脉冲，从而控制步进电机运行100步。以上设定是为了使操作者更加方便、直观地设定参数。
如果忽略机械传动间隙，不难得出本机机头自动下降精度为1/200×1/30×0.6mm=0.001mm。
有关PLC的位置控制参数设定及梯形图请参照图4。
图4 PLC的位置控制参数设定及梯形图
另外利用PLC的减计数器指令，可以预先设定刨切数量，以方便定量包装。
3 结束语
综上所述，利用PLC控制步进电机实现进给，简化了电路的设计，提高了系统的稳定性、设备的进给精度，通过编程软件可以方便的编制梯形图以及设定有关参数，利用触摸屏可以准确、直观的显示、设定有关参数，有效的提高了产品质量以及设备档次。
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