基于Profibus的步进电机控制系统技术要点揭示

　　根据压配所要完成的位移量由上面公式可以算出脉冲的频率与个数，并通过控制电机速度来控制完成一次压配的时间。
　　3 软件设计
　　3.1 软件整体结构
　　通过Profibus-DP 总线进行通讯和控制的系统，需要导入硬件设备商提供的GSD 文件，本系统中PLC 作为系统的总站，MP85ADP 模拟量信号放大器作为DP 从站，导入GSD 文件来进行组态。程序主要由以下几部分组成：OB100、OB1、DB20、SFB49 和SFC14。
　　OB100 是暖启动组织块，系统启动就调用OB100，它的主要作用是初始化系统启动时的软件门的值。
　　OB1 是主程序组织块，是整个控制的核心部分，一些控制命令，如速度命令、位置命令、复位命令以及电机控制器的初始化都是由它完成的。它包括系统功能SFC14、系统功能块SFB49和背景数据块DB20。
　　系统功能SFC14 通过Profibus-DP 总线定期的从DP 从站读取和更新数据。每个SFC14 只能到配置好的指定地址上去读取数据，系统中要读取位移和压力的值所以要使用两个SFC14
　　分别到硬件组态中设置好的地址上去读取。其中LADDER 参数记录的是DP 从站中数据的地址，RET-VAL 参数在发生错误的时候会被激活，返回一个错误码。RECORD 参数记录的是从站中读取来的数据在主站中的存放目的地址。
　　系统功能块SFB49 实现的是脉冲宽度调制功能(Pulse width modulation、PWM)。程序中用到它的主要参数有LADDR、SW_EN、OUTP_VAL 等。LADDR 参数记录的是子模块的I/O 地址，它是在硬件组态时分配的;SW-EN 为软件门，来控制功能的启动/停止;OUTP_VAL 为设定脉冲宽度的参数。
　　3.2 使用S7-300C 的脉宽调制功能实现控制
　　系统中PLC 的CPU 集成了4 路完全独立最高2.5KHZ 的脉冲输出，同时带有门功能可启动/停止脉冲宽度调制(程序中采用的是软件门中断方式)。使用STEP7 V5.4 进行系统硬件组
　　态时，设置输出脉冲参数的输出格式为Per mil 或S7 analog。
　　Per mil 为1000，Pulse duration=Outp_val/1000*Period duration S7 analog，Pulse duration=Outp_val/27648 * Period duration S7 模拟量转化成脉冲输出。
　　Outp_val 是SFB49 中的一个变量，可以在程序中随时修改脉冲宽度。
　　时基可以选择1ms 或0.1ms。Period 最小为0.4ms 所以最大输出频率为2.5KHZ。
　　脉冲说明见图3。

　　在硬件组态时，设置的脉冲周期为1 秒，脉冲宽度为500/1000*1S=0.5S 当M1.1 为1 时输出脉冲，M1.2 为1 时，周期时间改变为2S,这时脉冲宽度变为500/1000*2S=1S.如果CPU 掉电，则恢复在硬件组态里的值，周期时间为1 秒。
　　4 结束语
　　系统的搭建是基于生产线上的实际应用，精度要求较高，应客户的要求选用了比较高端的设备，因此成本较高。实际应用中表明，将基于Profibus通讯的步进电机控制系统应用到压配生产中提高了系统的稳定性和设备的进给的精度，提升了压配过程的自动化水平。同时Profibus-DP 接口的引入，使得步进电机在工业控制网络中的通信与控制更为方便、灵活和可靠，并为将小型计算机控制系统集成到大型的分布式控制系统(Distributed control system，DCS)中提供了应用前景。
　　本文作者创新点：使用PLC 的脉宽调制功能实现对步进电机控制，将Profibus 总线集成到步进电机的控制系统中，完成了对传统压配装置的技术改造，实现了对压配过程的全程监控，
　　提升了工序的效率和可靠性。