摘要：探討松下PLc在自動加樣儀自動控制系統中多軸脈沖輸出驅動步進電機的應用。針對自動加樣儀的控制系統中不但要求有多軸的脈沖輸出來驅動步進電機．日每個動作要求響應快、精度高的條件下，應用松下FPx c60T型PLc來控制自動加樣儀實現各種規定的工序動作。經過對自動加樣儀的調試，用松下FPx c60T型PLc能很好地滿足其動作要求．達到預期目的。FPx晶體管輸出型PL(：基本上只使用單臺單元設備就可以完成4軸的脈沖輸出功能，既節省空間，又能降低成本，使用范圍更大。
關鍵詞：PLC；自動加樣儀；自動控制系統
1 引言
可編程控制器(PLC)是以微處理器為核心，綜合微機技術、電子應用技術、自動控制技術及通信技術而發展起來的工業自動化控制裝置PLC是一種高性價比的控制裝置。由于其具有抗干擾能力強、可靠性高、控制系統結構簡單、通用性強、應用靈活、編程方便，易于使用、功能完善，擴展能力強、PLc控制系統設計、安裝、調試方便等特點，被廣泛用于控制各種類型的機械或自動化生產過程中。而在自動控制系統中常用的執行原件步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。當步進驅動器接收到一個脈沖信號時，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(即步距角)。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。
2 自動加樣儀控制系統的實現
自動加樣儀主要用于液體的分配和轉移，應用領域非常廣泛，包括臨床檢驗、制藥、生命科學研究、動植物檢驗檢疫和研究等，具有ELIsA，ALT，血型試驗的加樣、稀釋、加試劑、混合、標本匯集、留樣等液體處理功能。自動加樣儀在工作過程中樣液托盤的前后移動，針架的取針和上下移動，注射器活塞的上下移動，要用到多個步進電機才能對每個動作做到精確的控制，所以要有多軸脈沖輸出來分別控制這幾臺步進電機，故選用松下FPx C60T型PI。C(晶體管輸出型)。FPX C60T型PLc內置了4軸的脈沖輸出功能，而一般的PLc必須使用****機種或位控專用單元，或使用2臺以上多軸控制設備才能完成多軸控制，但FPx晶體管輸出型PLc基本上只使用1臺單元設備就可實現，既節省空間、又降低成本。因此，本系統采用松下PLc為控制核心，步進電動機為執行元件的開環控制系統，實現了自動加樣儀的自動控制。
2．1控制系統的組成
自動加樣儀的控制系統主要是以松下FPXC60T型PLC為自動控制系統的核心；控制系統巾選用的步進電機是57mmHB和42mmHB系列步進電機。步進電機驅動器選用的是2HB605MAE細分驅動器，此驅動器是等角度、恒力矩、細分型高性能步進驅動器，驅動電壓DC24～60 V，采用單電源供電。驅動器接線圖如圖l所示。
2．2 自動加樣儀的控制
要求自動加樣儀的控制要求如下：開始時先把樣液托盤放進加樣儀的移動架上定位，接著按下回零按鈕使每個動作回到初始位置，然后按下丌始按鈕開始工作。工作流程為：步進電機控制移動架帶動樣液托盤往前運動；靠近針筒時停下；針架下降；移動架繼續前移使針管卡在針筒加緊板七；牽引電磁鐵動作夾緊針筒；針架上升；移動架繼續前移到樣液瓶的上方；針架下降；開始抽液；針架上升；移動架繼續前移到試管的E方；針架下降；開始注液；針架上升；移動架后移到與針筒對齊的位置；針架下降放針；針架上升。這就完成了1次循環。在此自動加樣儀中共有4排×8—32個試管，可以按此循環4次完成整批操作。在控制系統中設有急停按鈕，無論何種狀態按下急停按鈕后，整個系統所有設備停止運行。自動加樣儀的三維實體圖見圖2。
表1是自動加樣儀控制系統設計巾Plc的I／0分配表，其輸入信號包括回零按鈕，針架、移動架、活塞各個動作的極限開關信號，開始和急停按鈕；輸出信號包括3路驅動步進電機的脈沖輸出信號和脈沖方向輸出信號，壓緊電磁鐵和夾緊電磁鐵的輸出信號。
2．3控制系統的位置
控制在自動控制系統中用步進電機作為執行元件能做到較高的控制精度。步進電機出廠時給定的步距角為O.9。／1．8。(表示半步工作時為0．9、整步工作時為l.8。)，這個步距角可以稱之為“電機固有步距角”，它不一定是電機實際工作時的真正步距角，真正的步距角和驅動器有關。步進電機每轉一圈步進值為200步，步進電機的步長是0.04 mm／step。一般步進電機的精度為步進角的3％～5％，且不累積．為了提高電機的運轉精度，可以采用細分技術。如果細分驅動器的細分數設置為lO時．那么步進電機的運轉分辨率為每個脈沖O．18。，步進電機每轉一圈步進值為2 000步，步進電機的步長也就變成了O．004 mm／step。移動架的前后移動要用步進電機驅動同步帶來拖動，選用的同步帶的齒距為5．08 mm，同步帶輪齒數為28，同步帶輪轉一圈移動架移動的位移為142．24mm，10細分時所需要的脈沖數為200O，這樣拖動一定位移所需的脈沖數就可以簡單的算出。再假設針筒的內徑為10 mm，設置為10細分時，則要吸取2 mL的樣液需要的脈沖數n可以計算為
3控制系統的軟件設計
FPx—C60T型PLC的編程軟件用的是FP—wIN GR，其具有3種編程模式(梯形圖模式、邏輯圖模式、指令模式)，可以進行聯機調試，監控寄存器和繼電器的狀態，隨時改變PLC的狀態(編程／運行)。利用此PLc提供的高速計數器控制，脈沖輸出控制指令FO(MV)，高速計數器／脈沖輸出經過值的寫入和讀出指令F1(DMV)，脈沖輸出(帶通道指定)F171(sPDH)，數據傳輸指令，數據比較指令及一些特殊功能指令，可較方便地實現對步進電機的準確定位和調速控制。截取的部分梯形圖如圖3所示。在此梯形圖中可以清楚地看到初速度、****速度、加減速時間、目標值(脈沖數量)等參數。
4結論
本自動加樣儀自動控制系統使用松下FPXc60T型PLc，控制其完成各種規定的工序動作，實現了加樣儀加樣過程中的移動、取針、加樣等的自動化，可以簡化控制線路，節省成本．提高了工作效率。不但省略了許多繁瑣的中間控制環節，還大大提高了可靠性和精確性，達到了理想的效果。
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