1 Общие сведения

В настоящей лабораторной работе рассматривается применение ПЛК для управления шаговым двигателем. Структурная схема лабораторного стенда представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема лабораторного стенда.

Контроллер Melsec FX3u-16M имеет 8 дискретных входов и 8 дискретных выходов транзисторного типа, рассчитанных на постоянное напряжение 24В. В составе стенда используются модули ЦАП и АЦП (FX3u-4DA и FX3u-4AD), рассчитанные на коммутируемое напряжение в диапазоне -10 + 10В., а также модули интерфейсов ASI и CC-Link. Графическая сенсорная панель GOT940 программируется с помощью компьютера.

Пульт управления стендом содержит восемь тумблеров и светодиодов, подключенных к входам контроллера X0 – X7.

Используемый в составе стенда шаговый двигатель имеет четыре обмотки и подключен к контроллеру в соответствии с рисунком 2.

Рисунок 2 - Подключение шагового двигателя

Обмотки двигателя L1 - L4 подключены к выходам контроллера Y0 - Y3 через токоограничивающие резисторы R1 - R4. Диоды VD1 - VD4 предназначены для защиты транзисторов от обратных напряжений в момент выключения обмотки.

Для управления шаговым двигателем необходимо подавать на его обмотки напряжение питания в последовательности, указанной в таблице 1. (L4 L3 L2 L1)

Этап	Обмотка	L1	L2	L3	L4
1		+
2		+	+
3			+
4			+	+
5				+
6				+	+
7					+
8		+			+

За восемь этапов ротор двигателя совершит четыре полных шага, при этом, время необходимое на один оборот будет зависеть от суммарной длительности временных задержек между шагами.

Таким образом, управляя обмотками двигателя - включена (есть ток в обмотке), выключена, посредством выходов контроллера Y0 - Y3, можно управлять скоростью вращения двигателя и необходимой величиной перемещения рабочего органа.

2 Программирование контроллера

Разработка проекта и запись его в контроллер осуществляется прикладной программой GX-Developer v8. Данный пакет предоставляет возможность программирования на языке лестничных диаграмм: программа строится как последовательность линий, выполняемых поочередно. Каждая линия может содержать до 8 инструкций, до 20 ответвлений и по структуре подобна оператору условного перехода (ЕСЛИ - ТО). Во время работы контроллера, записанная в нем программа выполняется циклически. Функционально контроллеры Mitsubishi разработаны таким образом, что информация об изменении состояния входов записывается в область отображения и обрабатывается программой только после завершения очередного цикла. Аналогично осуществляется обработка и выходных сигналов. Это обстоятельство стоит учитывать, поскольку в объемных программах, время цикла может составлять несколько сотен миллисекунд. Подобное время отклика на поступающий сигнал может оказаться недопустимым в системах жесткого реального времени.

Команды и правила их использования подробно описаны в документе FX_Begin.pdf и рассматриваются в тренинговой программе FX-TRN-BEG-EU.

Работа с пакетом GX-Developer описана в документе GX-Developer-FX_Beginners_Manual_ru.pdf.

Объем памяти контроллера FX3u составляет 256Кб или 64000 инструкций, а время исполнения базовых команд составляет 0.065мкс.