基于PLC的多轴电机控制系统技术方案

一种基于PLC的多轴电机控制系统，包括可编程逻辑控制器、供电模块、电磁阀输出模块、步进电机驱动模块、USB模块、I/O模块、后备电池模块和人机界面模块,所述可编程逻辑控制器分别和供电模块、电磁阀输出模块、步进电机驱动模块、USB模块、I/O模块、后备电池模块以及人机界面模块相连接来实现PLC控制器本身的高速脉冲输出口来控制多路步进、伺服电机工作，该系统通过选用内部带多路硬件定时器的CPU来实现多路的脉冲输出功能，可同时驱动多台电机，具有16路输入口和24路高速脉冲输出口，设计体积小，编程简单，性价比高，不仅减少了控制系统设计的工作量，而且提高了控制系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于PLC的多轴电机控制系统
本技术涉及PLC工业控制领域，尤其涉及一种基于PLC的多轴电机控制系统。
技术介绍
步进电机、伺服电机是一种高精度、控制简单的电机，也是运动控制领域的主要执行元件之一，因此被广泛的应用。现有对步进电机、伺服电机的控制是采用PLC即可编程逻辑控制器进行控制。但是目前一个PLC控制器由于脉冲加方向的控制方式，最多只能驱动4台电机。那么，在需要同时驱动多台电机的情况下，则一个PLC控制器无法保证机械设备的正常运行。许多机械设备厂商只能使用2个甚至2个以上的PLC控制器联机来达到驱动多台电机的目的。这种通过多个PLC控制器联机的方式来驱动多台电机，不仅编程困难，设备接线复杂，而且大大增加了成本，无法满足客户需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于PLC的多轴电机控制系统，利用PLC控制器本身的高速脉冲输出口来控制步进、伺服电机，该系统通过选用内部带多路硬件定时器的CPU来实现多路的脉冲输出功能，可同时驱动多台电机，具有16路输入口和24路高速脉冲输出口，设计体积小，编程简单，性价比高，不仅减少了控制系统设计的工作量，而且提高了控制系统的可靠性。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：包括可编程逻辑控制器、供电模块、电磁阀输出模块、步进电机驱动模块、USB模块、I/O模块、后备电池模块和人机界面模块；所述供电模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于为所述可编程逻辑控制器的CPU提供+3.3V直流电压；所述可编程逻辑控制器与所述电磁阀输出模块相连接用于控制电磁阀吸合断开；所述可编程逻辑控制器与所述步进电机驱动模块相连接用于发出的脉冲信号驱动步进电机转动；所述USB模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于识别U盘信号，并下载U盘中的内容；所述后备电池模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于保存实时时钟，可运行万年历；所述人机界面模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于进行信息的传递和交换，可操作和显示PLC的运行；所述I/O模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于与外部信号相互联系。优选的，所述多轴电机控制系统还包括：扩展接口模块；所述可编程逻辑控制器与所述扩展接口模块相连接用于专门为可编程逻辑控制器扩展数字量输入/输出点的模块和单元，或各种特殊功能模块和单元。优选的，所述I/O模块设有4路高速脉冲输入、和12路普通I/O口输入。优选的，所述可编程逻辑控制器与所述人机界面模块之间采用RS232或RS485通讯接口进行交互。与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下优点：（1）本技术带有高速脉冲输入/输出，每路输出采用双晶体管输出，可驱动多达12轴步进、伺服电机，适用于多电机场合；（2）本技术每通道均单独光电隔离，提高了系统的可靠性和稳定性；（3）本技术的安装、调试、维修工作量小，维修方便；（4）本技术替代了传统的多个PLC联机控制，大幅度降低了成本，接线简单，编程方便，满足客户需求。附图说明图1为本技术多轴电机控制系统框图。图2位步进电机控制系统示意图。标号说明：可编程逻辑控制器1、供电模块2、电磁阀输出模块3、步进电机驱动模块4、USB模块5、I/O模块6、后备电池模块7、人机界面模块8、扩展接口模块9。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅附图所示：一种基于PLC的多轴电机控制系统，包括可编程逻辑控制器1、供电模块2、电磁阀输出模块3、步进电机驱动模块4、USB模块5、I/O模块6、后备电池模块7和人机界面模块8。所述供电模块2与所述可编程逻辑控制器1相连接用于为所述可编程逻辑控制器1的CPU提供+3.3V直流电压；所述可编程逻辑控制器1与所述电磁阀输出模块3相连接用于控制电磁阀吸合断开；所述可编程逻辑控制器1与所述步进电机驱动模块4相连接用于发出的脉冲信号驱动步进电机转动；所述USB模块5与所述可编程逻辑控制器1相连接用于识别U盘信号，并下载U盘中的内容；所述后备电池模块7与所述可编程逻辑控制器1相连接用于保存实时时钟，可运行万年历；所述人机界面模块8与所述可编程逻辑控制器1相连接用于进行信息的传递和交换，可操作和显示PLC的运行；所述I/O模块6与所述可编程逻辑控制器1相连接用于与外部信号相互联系。进一步地，所述供电模块2：由外部输入24V开关电源，得到24V直流电压信号后，再通过DC/DC变换+3.3V、+5V直流电压信号，分别向可编程逻辑控制器1的CPU和步进电机驱动模块4提供电源。进一步地，所述I/O模块6：其输入控制电路共有16通道的输入信号，其中支持4通道高速脉冲输入，为保证输入/输出信号可靠及减少外界对本系统电路的影响，每通道均单独光耦隔离，输入端给定一个信号，光耦导通，输出一个低电平给可编程逻辑控制器1的CPU，可编程逻辑控制器1的CPU接收到信号后进行信号处理，发出执行指令。输出控制电路共有24通道高速脉冲输出，可编程逻辑控制器的CPU输出一个高电平，发光二极管点亮，同时三极管T1、T2导通，驱动外部设备工作。为保证输出电路可驱动大功率设备此系统采用了大功率的三极管放大电路，可提供最大可达1A的电流输出，许多电气设备（如电磁阀）可直接接入本系统，而无需中间加接继电器，这样可大幅度提高系统控制的工作速度，并支持12路200KhzAB相脉冲输出，适用于多电机场合。进一步地，所述电磁阀输出模块3：可编程逻辑控制器1的开关量输出模块连接到电磁阀的线圈端。当该模块的相对应点，有电压输出，电磁阀线圈得电，触点吸合。无电压输出，线圈失电，触点断开。进一步地，所述步进电机驱动模块4：可编程逻辑控制器1发出连续变化的脉冲信号，经过功率放大器的两级放大将信号发送到步进驱动器的各项输入端，步进驱动器接收到系统发送过来的脉冲信号，驱动电机走一定旋转角度，步进电机开始运行。通过控制脉冲个数来控制电机角位移量，从而达到准确定位的目的。同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。进一步地；所述扩展接口模块9：其最多可扩展到256个隔离输入或输出口，可扩展功能模块，包括模拟量输入/输出、热电偶型温度检测、称重检测等。进一步地，所述可编程逻辑控制器1与所述人机界面模块7之间串行通讯的基本接口方式为RS232、RS485。本技术配有后备电池模块7，保存实时时钟，可运行万年历，当后备电池没电时，可编程逻辑控制器1控制程序仍可掉电存储。本技术配有DIN工业导轨，方便安装或拆卸，采用可拔插接线端子，方便接线更换。尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PLC的多轴电机控制系统，其特征在于：包括可编程逻辑控制器、供电模块、电磁阀输出模块、步进电机驱动模块、USB模块、I/O模块、后备电池模块和人机界面模块；所述供电模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于为所述可编程逻辑控制器的CPU提供+3.3V直流电压；所述可编程逻辑控制器与所述电磁阀输出模块相连接用于控制电磁阀吸合断开；所述可编程逻辑控制器与所述步进电机驱动模块相连接用于发出的脉冲信号驱动步进电机转动；所述USB模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于识别U盘信号，并下载U盘中的内容；所述后备电池模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于保存实时时钟，可运行万年历；所述人机界面模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于进行信息的传递和交换，可操作和显示PLC的运行；所述I/O模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于与外部信号相互联系。

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的多轴电机控制系统，其特征在于：包括可编程逻辑控制器、供电模块、电磁阀输出模块、步进电机驱动模块、USB模块、I/O模块、后备电池模块和人机界面模块；所述供电模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于为所述可编程逻辑控制器的CPU提供+3.3V直流电压；所述可编程逻辑控制器与所述电磁阀输出模块相连接用于控制电磁阀吸合断开；所述可编程逻辑控制器与所述步进电机驱动模块相连接用于发出的脉冲信号驱动步进电机转动；所述USB模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于识别U盘信号，并下载U盘中的内容；所述后备电池模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于保存实时时钟，可运行万年历；所述人机界面模块与所述可编程逻辑控制器相连接用于进行信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾建军，
申请(专利权)人：军创厦门自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35