基于PLC的某運動平臺電氣控制設計

◆趙文藝 陳金華 高 青

(北京電子科技職業學院)

基于PLC的某運動平臺電氣控制設計

◆趙文藝 陳金華 高 青

(北京電子科技職業學院)

為了避免長期使用平板電腦而給人體帶來的傷害，我們設計出了一種運動平臺，該裝置中的絲桿與擺動平臺由雙層萬向節連接，伺服電機驅動運動平臺左右、前后擺動，該機構以自動為主，手動為輔。按下自動按鈕，平臺開始“舞動”，按照事先編好的程序周期性的運行，且速度可調，強迫看電腦的人無意識的跟隨電腦屏幕活動自己的頸椎，改變自己的姿勢，從而預防和治療頸椎病;推動手柄可以使平臺在一定角度內傾斜，為使用者提供最佳的安放角度。

一、電機選擇

步進電機作為機電控制中一種常用的執行機構，在自動化儀表、自動控制、機器人、自動生產流水線等領域的應用相當廣泛。它的作用是將脈沖信號轉化為角位移:也就是當步進電機驅動器接收到控制器發出的一個脈沖信號，它就驅動步進電機按照設定的方向轉動一個固定的角度(稱為步進角)。通過控制步進電機驅動器接收的脈沖個數就可以控制角位移量，實現準確定位;通過控制脈沖信號的頻率，就可以控制電機轉動的速度和加速度，進行調速。交流伺服電機雖然在控制精度、低頻特性、過載能力等許多性能方面都優于步進電機，但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以，在控制系統的設計過程中綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，我們還是選用步進電機。具體電機型號為:42BYG250A－SASSML－0151，電機技術數據為:

相數 =2，步距角 =1.8o，靜態相電流 =1.5A，相電阻 =1.3Ω，

相電感 =2.1 mH，保持轉矩 =0.23 N·m，定位轉矩 =0.012 N·m，

空載啟動頻率=1.6 KHz，轉動慣量=38 g·cm2。

電機絲杠規格為:直徑=8 mm，長度=100 mm，行程=85 mm，螺距=2 mm，導程=8 mm。

二、電氣控制

根據現有條件及控制要求，選用松下SP－X C40T型號的PLC進行控制。電源、PLC、步進電機驅動器、電機的電氣連接圖省略，PLC的I/O口分配情況如下:

輸入:

X0－電機1正轉啟動，X1－電機1反轉啟動，X2－電機2正轉啟動，X3－電機2反轉啟動，X4－電機1正轉行程開關，X5－電機1反轉行程開關，X6－電機2正轉行程開關，X7－電機2反轉行程開關，X8－急停，X9－自動啟動;

輸出:

Y0－電機1正轉輸出，Y1－電機1反轉輸出，Y2－電機2正轉輸出，Y3－電機2反轉輸出。

三、結論

此運動平臺不但能夠作為平板電腦支架使用，更重要的是還可以讓人們在長時間使用電腦后進行放松運動，活動頸椎和眼睛，預防和治療電腦病，為我們的幸福生活做出了貢獻，達到了預期的效果。在此裝置中，通過安裝在兩個電機的頂部的兩組萬向節和每組萬向節中的兩個萬向節球，使得擺動平臺有了一定的活動自由度，而擺動平臺與中柱是由一個萬向節連接，從而實現擺動平臺以中柱為軸心的俯仰運動和左右擺動。此裝置即實現了創新，又有很好的實用性。我們相信，這一新興的產品開發，將為處于網絡化時代的人們提供更貼心更完善的服務。