1 引言

　　某進(jìn)口設(shè)備大面積的嚴(yán)重?fù)p壞。經(jīng)過修理，更換了一大批電子元件，才勉強(qiáng)恢復(fù)原有的技術(shù)指標(biāo)。但其工作已不是很可靠。由于該設(shè)備已停產(chǎn)，并且沒有相關(guān)的代替設(shè)備。為配合生產(chǎn)需要，我們投入了對該設(shè)備的研制。原設(shè)備完全由晶體管電路構(gòu)成，考慮到研制周期及可靠性等因素。我們決定采用plc（fx2n-32t）和觸摸屏（mt506s）控制技術(shù)重新進(jìn)行設(shè)計。

2 功能概述

　　該設(shè)備實質(zhì)上就是一臺專用的測控步進(jìn)電機(jī)裝置的設(shè)備。步進(jìn)電機(jī)裝置由步進(jìn)電機(jī)及其相關(guān)電路組成。該設(shè)備功能包括：距離（工作步數(shù)）設(shè)定、啟動、位置顯示及清零，（自動、手動）連續(xù)或單次運行，（自動、手動）回原點，步進(jìn)電機(jī)欠電流檢測報警，原點到位顯示等。

3 裝置原理介紹

　　3.1 系統(tǒng)工作原理

　　觸摸屏作為人機(jī)界面，用來顯示并進(jìn)行操作;plc作為控制器，接收觸摸屏的設(shè)定數(shù)據(jù)并進(jìn)行邏輯處理，再控制步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)裝置是受控對象，不能進(jìn)行修改。它包括多種電源形式：步進(jìn)電機(jī)工作在－24v三相雙三拍直流矩形波的供電方式，還包括＋12v、－12v、+5v等電壓和極性不同的信號。為了使多種信號的檢測和驅(qū)動、步進(jìn)電機(jī)裝置相匹配，增加了信號的轉(zhuǎn)換電路。

　3.2 轉(zhuǎn)換電路原理

　　信號轉(zhuǎn)換電路的部分電路，

　當(dāng)5v或0v信號到達(dá)電阻r1后，通過光電耦合器使plc輸入1信號接通，此時電機(jī)回原點運行的過程中開始計數(shù)，記錄運行步數(shù)。當(dāng)+12v信號到達(dá)“±12v信號”后，首先點亮發(fā)光管d6，然后通過光電耦合器u1-3使plc輸入3接通，指示到達(dá)原點，電機(jī)停止運行;當(dāng)-12v信號到達(dá)“±12v信號”后，通過光電耦合器u1-2使plc輸入2接通，超出設(shè)定極限。當(dāng)-12v信號到達(dá)“-12v信號2”通過光電耦合器u1-3使plc輸入接通，指示到達(dá)原點，電機(jī)停止運行。

　3.3 電流檢測原理

　　在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器中，內(nèi)置了電流檢測電路。電機(jī)發(fā)生斷電或欠電流運行時，發(fā)出報警信號，使系統(tǒng)停止運行。檢測原理是利用三相雙三拍步進(jìn)電機(jī)的工作特性，在任意時刻均有兩相得電。只要檢測任意時刻流過公共地線的電流大于相應(yīng)額定電流的2/3即可認(rèn)為工作正常，如小于相應(yīng)額定電流的2/3，則認(rèn)為欠電流運行。電路原理和時序圖。

　　r是電流檢測電阻，c用于消除競爭。在圖4中in表示三相雙三拍電機(jī)流過公共點電流檢測電阻的額定工作電流;in表示檢測電流的門限，in=2/3in;i表示電機(jī)的實際工作電流。alm表示欠電流報警。系統(tǒng)運行后，當(dāng)i≥in時，alm報警，直到故障排除，系統(tǒng)復(fù)位后報警解除。圖4中的細(xì)實線表示alm未報警時的時序圖。