基于Profibus的步進電機控制系統技術要點揭示

　　根據壓配所要完成的位移量由上面公式可以算出脈沖的頻率與個數，并通過控制電機速度來控制完成一次壓配的時間。
　　3 軟件設計
　　3.1 軟件整體結構
　　通過Profibus-DP 總線進行通訊和控制的系統，需要導入硬件設備商提供的GSD 文件，本系統中PLC 作為系統的總站，MP85ADP 模擬量信號放大器作為DP 從站，導入GSD 文件來進行組態。程序主要由以下幾部分組成：OB100、OB1、DB20、SFB49 和SFC14。
　　OB100 是暖啟動組織塊，系統啟動就調用OB100，它的主要作用是初始化系統啟動時的軟件門的值。
　　OB1 是主程序組織塊，是整個控制的核心部分，一些控制命令，如速度命令、位置命令、復位命令以及電機控制器的初始化都是由它完成的。它包括系統功能SFC14、系統功能塊SFB49和背景數據塊DB20。
　　系統功能SFC14 通過Profibus-DP 總線定期的從DP 從站讀取和更新數據。每個SFC14 只能到配置好的指定地址上去讀取數據，系統中要讀取位移和壓力的值所以要使用兩個SFC14
　　分別到硬件組態中設置好的地址上去讀取。其中LADDER 參數記錄的是DP 從站中數據的地址，RET-VAL 參數在發生錯誤的時候會被激活，返回一個錯誤碼。RECORD 參數記錄的是從站中讀取來的數據在主站中的存放目的地址。
　　系統功能塊SFB49 實現的是脈沖寬度調制功能(Pulse width modulation、PWM)。程序中用到它的主要參數有LADDR、SW_EN、OUTP_VAL 等。LADDR 參數記錄的是子模塊的I/O 地址，它是在硬件組態時分配的;SW-EN 為軟件門，來控制功能的啟動/停止;OUTP_VAL 為設定脈沖寬度的參數。
　　3.2 使用S7-300C 的脈寬調制功能實現控制
　　系統中PLC 的CPU 集成了4 路完全獨立最高2.5KHZ 的脈沖輸出，同時帶有門功能可啟動/停止脈沖寬度調制(程序中采用的是軟件門中斷方式)。使用STEP7 V5.4 進行系統硬件組
　　態時，設置輸出脈沖參數的輸出格式為Per mil 或S7 analog。
　　Per mil 為1000，Pulse duration=Outp_val/1000*Period duration S7 analog，Pulse duration=Outp_val/27648 * Period duration S7 模擬量轉化成脈沖輸出。
　　Outp_val 是SFB49 中的一個變量，可以在程序中隨時修改脈沖寬度。
　　時基可以選擇1ms 或0.1ms。Period 最小為0.4ms 所以最大輸出頻率為2.5KHZ。
　　脈沖說明見圖3。

　　在硬件組態時，設置的脈沖周期為1 秒，脈沖寬度為500/1000*1S=0.5S 當M1.1 為1 時輸出脈沖，M1.2 為1 時，周期時間改變為2S,這時脈沖寬度變為500/1000*2S=1S.如果CPU 掉電，則恢復在硬件組態里的值，周期時間為1 秒。
　　4 結束語
　　系統的搭建是基于生產線上的實際應用，精度要求較高，應客戶的要求選用了比較高端的設備，因此成本較高。實際應用中表明，將基于Profibus 通訊的步進電機控制系統應用到壓配生產中提高了系統的穩定性和設備的進給的精度，提升了壓配過程的自動化水平。同時Profibus-DP 接口的引入，使得步進電機在工業控制網絡中的通信與控制更為方便、靈活和可靠，并為將小型計算機控制系統集成到大型的分布式控制系統(Distributed control system，DCS)中提供了應用前景。
　　本文作者創新點：使用PLC 的脈寬調制功能實現對步進電機控制，將Profibus 總線集成到步進電機的控制系統中，完成了對傳統壓配裝置的技術改造，實現了對壓配過程的全程監控，
　　提升了工序的效率和可靠性。