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硬件控制原理DAC-7226多功能数据采集控制卡【提供了6个12位模拟量输出通道（每个通道可以设置以下几个范围：0～5V，0～10V，±5V，±10V和4～20mA输出）和16位DO和16位DI通道】采集主轴交流电机的控制信号，输入到DAT-7675B单刀双掷继电器控制较大的电流信号，通过PCLD880端子板把大信号传输给变频器F1000-G控制频率，从而控制主轴电机的转速，DAC-7112多功能数据采集控制卡【6路单端/8路双端A/D输入，2路12位D/A输出，16路数字量输入/输出，TTL电平兼容，32位定时/计数器，具有A/D，D/A，数字、模拟输入输出和计数、定时等多种功能，适合构成小型控制系统，】采集传输钻床的步进电机脉冲和方向信号,通过PCLD880端子板传输给步进电机驱动器CW250把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移从而控制X,Y,Z轴的脉冲和方向。1.DAC-7226多功能数据采集控制卡的详细介绍DAC-7226提供了6个12位模拟量输出通道,为工业环境所设计，是要求有多个模拟量输出或电流环应用的理想选择，每个通道可以设置以下几个范围：0～5V，0～10V，±5V，±10V和4～20mA输出。除模拟量输出外，DAC-7226还提供了16位DO和16位DI通道，其中I/O端口很容易在工业开关控制及传感器应用中所使用的系列端子板连接。1、数字量输出的使用与DAC-7226配合使用的端子板包括DAT-7682B隔离数字量输入板、DAT-7675B继电器输出板。我们主要是通过DAT-7226控制变频器来控制电机的转速。图2-2是我们所选用接头的引脚分布：CN1——数字量输出D/O1D/O3D/O5D/O7D/O9D/O11D/O13D/O15D.GND+12VD/O0D/O2D/O4D/O6D/O8D/O10D/O12D/O14D.GND+5V1234567891011121314151617181920D/O：数字量输出D.GND：数字和电源地图2-2CN1数字量输出在计算机中输入七段速中的段速，这个段速根据设计的需要自己设定，通过DAC-7226中的CN1数字量输出给继电器，在本设计中我们用到了CN1中的1、2、3引脚，即D/O0、D/O1、D/O2通道。2、基地址选择开关名称：SW1位置1～5DAC-7226的I/O口基地址由一个8位DIP开关来选择，DAC-7226需要16个连续的I/O地址空间；有效地址从200到3F0，DAC-7226缺省设置是2CO。如果需要调整地址范围，可参照表2-1。表2-1开关的设置开关位置I/O地址12345范围（16进制）A9A8A7A6A5A4200-20F100000210-21F100001220-22F100010..2CO-2CF*101100..300-30F1100003F0-3FF111111注意：ON=0，OFF=1；A4…A9对应PC地址总线；*为缺省设置3、参考电压及模式选择跳线：每个独立通道的JP？-1、JP？-2、JP？-3（？表示通道号，下同）每个D/A转换通道有两个跳线来选择D/A参考电压和输出模式，JP？-3用于选择-5V、-10V或外部参考电压，JP？-1、JP？-2用于选择D/A输出的单、双极性。JP？-1、JP？-2设置：UNB1双极性单极性UNB1图2-3单、双极性的选择JP?-3设置：外部参考电压-10V参考电压-5V参考电压-5V-10VEXTEXT-10V-5VEXT-10V-5V图2-4JP?-3的设置以下是我们所选用的JP?-1、JP?-2和JP?-3组合输出范围JP?-3JP?-1、JP?-2双极性+/-10V图2-5选用的JP?-1、JP?-2和JP?-3组合4、寄存器结构和格式（1）介绍DAC-7226需要占用16个连续I/O地址空间，下面将详细介绍每个地址的功能和每个寄存器的数据格式。地址读/写用途基址+13WD/O通道0～7；控制变频器（2）数字量I/O寄存器DAC-7226提供16个数字量输入和16个数字量输出通道，数字量输入通道使用I/O地址基址+14和基址+15。，数字量输出通道使用I/O地址基址+12和基址+13，基数据格式如下：数据格式基址+13D7D6D5D4D3D2D1D0D/O低字节D07D06DO5DO4DO3DO2DO1DO02.DAT-7675B单刀双掷继电器一、继电器的简述继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热，又称激励量）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。二、工作原理和特性当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。三、继电器的作用继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器实质是一种传递信号的电器，它根据输入的信号达到不同的控制目的。继电器一般是用来接通和断开控制电器（电动机）。如在直流电动机里的电流继电器，当电流过小或过大时，它检测到这种电流信号后便控制电动机的启停。四、继电器输出使用根据上述条件我们选用了DAT-7675B24/16通道继电器输出板加载24个单刀双掷继电器，它有PC板卡输出的数字信号驱动。输出通道号是否有效取决于所使用连接头的类型。根据需要我们使用的是20针接头（CN1），提供16个通道。每个继电器有三个触电：固定触电，常开的触点，常闭的触点。这些触电的扩充是容易的，因其接到板子两边的接线端子，位于第一个继电器附近的LED灯指示其ON/OFF状态。CN1：CN1是一个20针接头。CH0-CH2-CH4-CH6-CH8-CH10-CH12-CH14-GND-+5V-1234567891011121314151617181920-CH1-CH3-CH5-CH7-CH9-CH11-CH13-CH15-GND-+12V图2-6CN1的引脚图图例：CH：通道；GND：地；+5V：+5V电源（从PC供电）；+12V：+12V电源（从PC供电）在CN1中，我们使用的是1、2、3针接头，即CH0、1、2通道，接到DAT-7226所提供的16通道数字量输出中的1、2、3管脚，即D/O0、D/O1、D/O2通道。主要是用来将微小的控制量放大，将低电压转换为高电压。将转换后的电压输送到变频器F1000-G0015S2B中。在图中我们选用的是20针接头的CN1中的CH0、1、2通道。其中CH1通道选用的是NO0，CH1通道选用的是NO1，CH2通道选用的是NO2。3变频器F1000-G一、变频器的定义变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源(50Hz或60Hz)变换为另一频率的电能控制装置，以实现电机的变速运行的设备。二、变频器的选型根据需要我们选择了惠丰变频器F1000-G系列，以下是我们所选型号的具体说明，我们所选用的型号塑料外壳采用优质聚碳材料模压而成，造型美观且强度高、韧性好。图2-7所选型号的说明：公司名称及升级代号系列代号适配电机功率1.5Kw表示单相220VAC结构式型号（表示塑壳式挂式）BS20015G-F1000图2-7产品型号说明三、变频器的技术规范表1-1F1000–G系列变频器技术规范项目内容输入额定电压范围三相380V+15%；单相220V+15%额定频率50/60Hz输入额定电压范围三相0～380V；两相0～220V频率范围0.50～400.0HzV/F控制控制方式线性V/F控制；空间电压矢量+随机PWM频率分辨率最高0.01Hz，允许可调转矩提升转矩提升（V/F）曲线可在1～16范围内设定失速防止限电流输出，阈值电流可调过载能力150%额定电流，一分钟操作功能频率设定电位器或外部模拟信号（0～5V,0～10V,0～20mA）；键盘（端子）/键、外部控制逻辑及PLC设定起停控制无源触点控制或键盘控制频率变化率0.1～3000S（频率变化一定量所需要的时间）保护功能输入缺相、输入欠压，直流过压，过电流，过载电流失速，过热，外部干扰等显示LED数码管显示当前输出频率、当前转速（rpm）、当前输入电流、当前输入电压、当前线速度、故障类型以及系统参数、操作参数、LED灯指示变频器当前的工作状态设备场所无强烈腐蚀性气体和粉尘环境条件环境温度-10V～+50℃环境湿度90%以下（无水珠凝结现象）振动强度0.5g(加速度)以下海拔高度1000米或以下适配电机0.4～315Kw2.1.4操作面板的介绍操作面板及显示屏均设在键盘控制器上。我们所选用的是不带电位器的键盘控制器1、面板说明面板分为三部分，即数据显示区，状态指示区和键盘操作区图2-8操作面板2、面板操作面板上的所有按键均对用户开放。其功能作用见表2-2表2-2按键说明按键按键名称说明方式方式调用功能码，显示方式切换设置设置调用和存储数据上升数据递增（调速或设置参数）下降数据递减（调速或设置参数）RUNFWDDGTFRQ方式▲运行设置停/复▼LED显示运行频率、闪烁的目标频率、功能码、参数值或故障4个发光二极管指示工作状态。运行时RUN亮，正转时FWD亮，FRQ亮表示显示频率。按“方式”键调出功能码，按“设置”键调出原参数。▲和▼键可选择功能码和参数，再按“设置”键可确认。在键盘控制方式下，▲和▼键还可动态调速。“运行”、“停/复”键控制起停。在故障状态下，按“停/复”键可使变频器复位。外形尺寸：○1：52×761×7.5；○2:68×100×17；开口尺寸：○1:49×73；○2:65×97运行运行启动变频器；调用电动操作；调用自动循环运行；显示内容切换停/复停机或复位变频器停机；故障状态下复位；功能码区间或区内转换2.1.5控制端子功能表2-3控制端子功能简介OP2速度设定多段速度控制端子习惯上这三个端子定义为“三段速度”或“七段速度”调用端子；也可将其用作其他功能控制OP3OP42.1.6参数设置表2-4F204基本调速方式F204基本调速方式设置范围：0：键盘调速；1：段速调速；2：端子调速；3：模拟量调速；4：编码调速；5:上位机调速出厂值：0·“段速调速”是指“三段速”调速、“七段速”调速等，须配合参数F210。表2-5F210段速类型F210段速类型设置范围：0：三段速度；1:七段速度；2：自动循环出厂值：0·多段速控制时（F204=1）必须选择是“三段速”还是“七段速”或者“自动循环”方式。表2-6段速运行方式选择F204F210运行方式说明11七段速调速启停不受“启动”、“运行”信号控制；可与模拟量调速进行组合调速；其中“七段速”调速优先级高于模拟量调速。2.1.7“七段速”调速F204=1，F210=1“七段速”是变频器内部设置好的七种速度（其频率值、加减速时间等可通过参数修改），由定义的“七段速端子1”、“七段速端子2”和“七段速端子3”调用。这三个段子与“CM”短接或断开的状态组合可分别调用“七段速”中的七段速度。F409=0、F410=1、F411=2，分别将端子OP2、OP3、OP4定义为“七段速端子1”、“七段速端子2”和“七段速端子3”。其组合调用信号见表2-7表2-7七段速度调用方法七段速端子300001111七段速端子200110011七段速端子101010101调用段速停机一段二段三段四段五段六段七段注：1表示输入信号端子与CM短接；0表示输入信号端子与CM断开。2.1.8主轴电机的控制原理图2-9主轴电机控制系统的电气接线图变频器的OP2、OP3、OP4端子提供与数控系统速度模拟量，CM、E端子接