基于PLC的步进电机控制

［ 作 原 理 及 特 点
步进 电机 的工作 原理 是将 控制 装置发 出 ９ 电脉冲信号转变成线位移或者角位移 ，其 大脉冲数量 、脉冲当量 以及脉冲频率最 大值 ， 的速度和角位移量与输入脉冲的数量及频 从而选择合适的 Ｐ Ｌ Ｃ。 参考文献 格成正 比，因此可 以通过控制脉冲信号的 ［ １ ］ 傅 宇 ，洪 源 ．基 于 Ｐ Ｌ Ｃ的 步 进 电 机 ｐ 数量来控制角位移量 ，通过控制脉冲频率 ３功能实现 通 用 控 制 器 的设 计 ［ Ｊ 】 ．起 重 运 输 机 制 电机转速和加速度 ，通过改变通 电顺序 械， ２ ０ ０ ７ （ １ ０ ） ． Ｚ 变 电机转 向。步进 电机的种类非常多 ，包 ３ ． １ 系统 配 置 ２ 司海立 ， 程武山， 孙鑫 ， 董林 ． 磁 栅位移 （ 磁式 、混合式以及反应式。 传感器在 步进 电机控制 系统 中的应用 【 Ｊ ］ ． 本系统 中所选择 Ｐ Ｌ Ｃ的型号为西 门子 ｓ ７ — 步进 电机具有以下特点 ： 工业仪表与 自动化装置 ， ２ ０ ０ ９ （ ０ ２ ） ． ２ ０ ０系列的 ＣＰ Ｕ ２ ２ ４ ＸＰ，电机型号为北京和利 （ １ ）步进 电机转子 的角位移严格 与脉冲 ３ ］潘赘 ． 基于 Ｐ Ｌ Ｃ 的步进 电机控 制 系统及其 成正 比，具有 良好的跟随性 ； 时 电机 技术有 限公 司 的二相 混合 式步进 电机 ［ 在 火车 轴温检 测 系统 中的应 用 ［ Ｊ 】 ． 机电 ６ Ｂ ＹＧ２ ５ ０ Ｂ Ｎ， 驱 动 器 为 Ｓ Ｈ一 ２ ０ ８ ０ ６ Ｎ— Ｄ Ａ。 （ ２ ）驱 动器 与步进 电机连在一 起能够组 ８ 工程 技 术 ， ２ ０ ０ ６（ ０ ８ ） ． 个开环数字控制系统 ，这样 的控制系统性 编 程 软 件 采 用 的 是 西 门子 Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７ － Ｍｉ ｃ ｒ ｏ／ ４ ］ 徐智 ， 杜逸呜 ，熊田忠 ， 孙 承志 ． 基于 西 Ｔ 靠 ，构造简单 ，同时还具有价格低廉 的特 ＷＩ Ｎ３ ２ ，该软件支持语句表 、梯形 图和功能块 【 门子 ｓ ７ — ２ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 步 进 电机 的设 计 及 应 应用十分广泛 。此外 ，步进 电机还可 以和 图等 编程语言 。 用 ［ Ｊ ］ ．知识经 济 ， ２ ０ ０ ９（ １ ７ ） ． 反馈 环节 连接 构成 一个 闭环 数字控 制 系 ［ ５ ］王丰 ，王茉莉 ．利用可编程控 制器 实现 步 进 电 动机 控 制 … ． 微 电机 ， ２ ０ ０ ８ （ ０ ９ ） ． （ ３ ）响应快 ，易于控制。 Ｅ Ｍ２ ５ ３ 位控模块是 ｓ ７ — ２ ０ ０ 系列 Ｐ Ｌ Ｃ的扩 ［ ６ ］ 苗涛 ，范永 海 ， 孙 东丰 ． 用Ｐ Ｌ Ｃ 脉 冲输 出 （ ４ ）速度调节范围 比较大 。 展 功能模 块，该模 块能够 控制电机的位 置和速 控 制 步 进 电机 ［ Ｊ ］ ．电 工技 术 ， ２ ０ ０ ８（ １ ０ ） ． （ ５ ）只能使用脉冲 电源 。 度。 （ ６ ）存 在失步和振荡现象 。 ３ ． ３ 程序 设 计 作 者单 位 （ ７ ）振动和 噪声 比较大 。 新 疆克 拉 玛 依 安泰 公 司 新 疆 克拉 玛 依 市 要 控制速 度和位 置，必须对 Ｅ Ｍ２ ５ ３进 行 ８ 空制 原 理 ３ ４ Ｏ ０ ０ 组态 ，要根据控制系统的控制要求和硬件配 置 可 以采用 多种方法控制 和驱 动步进 电机 ， 等创建组态 ，包括配置模块输入相应、设置手 单片机控制、普通集成 电路控 制以及工控 动参数、指定 电机速度等。本系统需要正 向和 制等。步进 电机具有 跟踪性 好、无累积 误 反 向定位控制步进 电机 ，同时还需要限制步进
一
差 等优点，大 多数 步进 电机都用于开环控 制。 典型 的 Ｐ Ｌ Ｃ步 进 电机 控 制 系 统 的 硬件 包 括 Ｐ Ｌ Ｃ控 制器 、 控 制面板、步进 电机和驱动器等 。 控制 面板用于 用户 的控制 ，用户输入 的信息 ， 通过传 输设备 与 Ｐ Ｌ Ｃ通信 ，从 而操控 步进 电 机 ，操作面板可以由指示 灯、开 关、按钮 等组 成 ，随着计 算机科学 技术 的发展 ，现在 出现了 新型的触摸 屏控制面 板， 具体的控制过程如 下 ， Ｐ Ｌ Ｃ将信号 发送到驱动器 ，驱动器根据控制器 发来的信号相应地控 制步进 电机 的运动 。 在配置硬件 系统时，需要遵循 以下原则 ： （ １ ）步进 电机 ：在选择 步进 电机 之前 ， 要确定负载的控制精度要求 、负载的大小 ，再 根据这些特点确定 电机的步距角大小 、静力矩 以及 电机的 电流 ，根据这三大要素确定步进 电 机 的型号 。 （ ２ ）驱 动器 ：在选择 驱动器之 前 ，一定 要先确定 电机的型号 ， 因为要根据 电机的相数 、 电流大小来确定驱动器的型号 ，同时还要根据 Ｐ Ｌ Ｃ的输出信号极性确 定驱动器 的输入信号 。 般情况下为 了提高步进 电机 的控制精度 以及 运行性能 ，可 以选择具有细分功能的驱动器 ， 在 实际应 用中，应 当根据控 制要 求和步进 电机 的特性来选择合适 的细分倍数 ，从而减少 电机 的振动 ，提高 电机精度 。 （ ３ ）Ｐ Ｌ Ｃ：在 选 择 Ｐ Ｌ Ｃ时 ， 应 当 确 定 Ｐ Ｌ Ｃ具有高速脉冲输出功能。 步进 电机控制 中要遵循的原则 ： 步进 电机 的启动 频率 、停止 频率 以及 输 出转矩都要和负载转动惯量相 适应 ，根据这 些 数据对 步进 电机进 行控制 。采用 Ｐ Ｌ Ｃ来控 制 步进 电机 ，应当根据公式计算 出控制 系统的最
电力电子 ・ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的步进 电机 控制
文／ 于ຫໍສະໝຸດ Baidu龙
键词 】Ｐ Ｉ ｃ 步进电 机 运动控制
由于步进 电机具有 定位 精度 高、控 制简 转子惯量低等优点 ，已经广泛应用到运动 ４ 领域 中 ，成 为主要 执行元件 之一 ，广泛应 ： 机 电一 体化 设备 和各种 自动 化控 制系统 随着计 算机信 息技术的迅速 发展 ，各行业 制领 域对步进 电机 的需求量 也越来越大 。 ： 是 当前应 用最为 广泛 的控 制装 置之 一 ， 精确的数据处理能力、高速的处理速度、 ｐ 控制功能等优点 ，同时与其它控 制装置相 Ｐ Ｌ Ｃ的性 价 比也 比较高 。Ｐ Ｌ Ｃ能够 利 用 ｂ 控制或高速脉冲输出功能对步进 电机进行 ０ 。