PLC在液压阀试验台中的应用

　　1 引言

　　步进电机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电机。其转子的转角与输入电脉冲数成正比，转子的转速与单位时间内脉冲数成正比，转矩是由磁阻作用所产生，旋转方向则取决于脉冲的顺序。控制精度要求不很高的应用场合，可用开环方式控制，是较为简单而经济的电气控制方案。

　　现有一液压阀性能测试试验台要求能同时做7个被试阀的流量和泄漏试验，其机械装置采用旋转液压缸驱动工作台上升的同时旋转一个角度，此时工作台处于工作状态。通过试验项目选择按钮，安装在工作台上的步进电机根据试验项目要求，驱动圆盘型试验装置旋转不同角度来进行不同阀的流量和泄漏试验。在此试验中圆盘型试验装置的旋转角度需要精确定位，才能保证试验顺利进行。PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等优点，已成为替代传统继电器控制线路的升级换代产品。本系统采用可编程控制器(PLC)为控制核心，步进电动机为执行元件的控制系统。

　　2 系统硬件构成

　　步进电机位置控制系统以三菱FX 一80MTPLC为主控单元，以MS一3H130M型驱动器为驱动单元，以0．3。步距角3相步进电机为执行单元。通过PLC控制脉冲的发生数，控制步进电机的运转角度，实现对位置的精确控制。在具体选型时，PLC基本单元采用晶体管输出型，以满足脉冲信号频繁发出的要求。同时在接线时，将PLC基本单元输出通过继电器，实现功率放大，再与步进电机驱动器相连。根据系统动作要求，共有28个开关输入量，13个模拟输入量；22个开关输出量，2个模拟输出量，故还需采用3个FX2N4AD模块，1个FX2N-2AD模块，1个FX2N-2DA模块。图1为控制系统的基本组成。

　　图1 控制系统的基本组成

　　图2为步进电机驱动器接线图，CP+、CP-表示步进脉冲信号正端和负端，DIR+ 、DIR-表示方向电平信号正端和负端。

　　图2 驱动器接线示意图

　　PLC控制系统通过输出端子Y000控制脉冲信号CP，从而达到对步进电机调速和定位；通过输出端子Y001控制方向电平信号DIR，从而决定步进电机的旋转方向。驱动器输入信号为电流信号，要求：7mA≤高电流≤18mA，因此要外接限流电阻R。

　　3 主要控制软件

　　步进电机控制框图如图3所示，FX2N系列PLC的编程软件SWOPC-FXGP／WIN—C有梯形图、指令语句以及顺序功能图SFC三种编写格式，利用sc-09编程电缆，直接把计算机的串行口与PLC相连，可将计算机上的梯形图传到PLC，并可实时监控与修改程序。系统控制软件编制采用模块化设计，主要包括赋值与交换数值计算、转动方向与角度计算、发脉冲指令等。