基于PLC的某运动平台电气控制设计

◆赵文艺 陈金华 高 青

(北京电子科技职业学院)

基于PLC的某运动平台电气控制设计

◆赵文艺 陈金华 高 青

(北京电子科技职业学院)

为了避免长期使用平板电脑而给人体带来的伤害，我们设计出了一种运动平台，该装置中的丝杆与摆动平台由双层万向节连接，伺服电机驱动运动平台左右、前后摆动，该机构以自动为主，手动为辅。按下自动按钮，平台开始“舞动”，按照事先编好的程序周期性的运行，且速度可调，强迫看电脑的人无意识的跟随电脑屏幕活动自己的颈椎，改变自己的姿势，从而预防和治疗颈椎病;推动手柄可以使平台在一定角度内倾斜，为使用者提供最佳的安放角度。

一、电机选择

步进电机作为机电控制中一种常用的执行机构，在自动化仪表、自动控制、机器人、自动生产流水线等领域的应用相当广泛。它的作用是将脉冲信号转化为角位移:也就是当步进电机驱动器接收到控制器发出的一个脉冲信号，它就驱动步进电机按照设定的方向转动一个固定的角度(称为步进角)。通过控制步进电机驱动器接收的脉冲个数就可以控制角位移量，实现准确定位;通过控制脉冲信号的频率，就可以控制电机转动的速度和加速度，进行调速。交流伺服电机虽然在控制精度、低频特性、过载能力等许多性能方面都优于步进电机，但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，我们还是选用步进电机。具体电机型号为:42BYG250A－SASSML－0151，电机技术数据为:

相数 =2，步距角 =1.8o，静态相电流 =1.5A，相电阻 =1.3Ω，

相电感 =2.1 mH，保持转矩 =0.23 N·m，定位转矩 =0.012 N·m，

空载启动频率=1.6 KHz，转动惯量=38 g·cm2。

电机丝杠规格为:直径=8 mm，长度=100 mm，行程=85 mm，螺距=2 mm，导程=8 mm。

二、电气控制

根据现有条件及控制要求，选用松下SP－X C40T型号的PLC进行控制。电源、PLC、步进电机驱动器、电机的电气连接图省略，PLC的I/O口分配情况如下:

输入:

X0－电机1正转启动，X1－电机1反转启动，X2－电机2正转启动，X3－电机2反转启动，X4－电机1正转行程开关，X5－电机1反转行程开关，X6－电机2正转行程开关，X7－电机2反转行程开关，X8－急停，X9－自动启动;

输出:

Y0－电机1正转输出，Y1－电机1反转输出，Y2－电机2正转输出，Y3－电机2反转输出。

三、结论

此运动平台不但能够作为平板电脑支架使用，更重要的是还可以让人们在长时间使用电脑后进行放松运动，活动颈椎和眼睛，预防和治疗电脑病，为我们的幸福生活做出了贡献，达到了预期的效果。在此装置中，通过安装在两个电机的顶部的两组万向节和每组万向节中的两个万向节球，使得摆动平台有了一定的活动自由度，而摆动平台与中柱是由一个万向节连接，从而实现摆动平台以中柱为轴心的俯仰运动和左右摆动。此装置即实现了创新，又有很好的实用性。我们相信，这一新兴的产品开发，将为处于网络化时代的人们提供更贴心更完善的服务。