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浅析步进电机的PLC控制技术与发展趋势
1、概述：
随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程序控制器有一了突飞猛进的发展，其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围，它与计算机有一效结合，可进行模拟最控制，具有一远程通信功能等。有-人将其称为现代丁业控制的三大支柱(即PLC，机器人，CAD/CAM)之一,目前可编程控制器广泛应用于冶金、矿业、机械、轻丁等领域，为工业自动化提供了有一力的工具。PLC控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机床自动生产线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统,使该单元的控制系统成本降低。
2、步进电机的基本特点:
（1）、一般步进电机的精度为步进角的3-5%且不累积。
（2）、步进电机外表允许的最高温度步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于小同电机磁性材料的退磁点;一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有一的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常
（3）、步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高，反向电动势越大在它的作用大，电机随频率(或速度)的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。
（4）、步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有一啸叫声步进电机有一个技术参数:空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值.，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有一负载的情况下，启动频率应更低如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有一加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频.步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途伴随着小同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。
3、步进电机控制系统的组成：
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移最，从而达到确定位的目的;同时,可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的步进电机.可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有累积误差精度为百分百的特点，泛应用于各种开环控制。
4、步进电机的PLC制技术:
应使输入步进电机的输入脉冲总数和脉冲频率受到相应的控制。因此在控制软件上设置一个脉冲总数和脉冲频率可控的脉冲信号发生器;对于频率较低的控制脉冲，可以利用PL的定时器构成，脉冲频率可以通过定时器的定时常数控制脉冲周期，脉冲总数控制则可以设置一脉冲计数器C10当脉冲数达到设定值时，计数器C1。动作切断脉冲发生器回路，使其停止,伺服机构的步进电机无脉冲输入时便停止运转，伺服执行机构定位当伺服执行机构的位移速度要求较高时，可以用PLC的高速脉冲发生器. 不同的PLC其高速脉冲的频率可达4000 6000Hz. PLC 用来产生控制脉冲,通过PLC编程输出一定数最的方波脉冲，控制步进电机的转角,可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。PLC 控制的步进电机可以以采用软件环行分配器，硬件环行分配器采用软环占用的PLC资源较多，特别是步进电机绕组相数大于四时，对于大型生产线应该充分考虑采用硬件环行分配器，虽然硬件结构稍微复杂些，但可以节省占用PLC的输出输入点数，目前市场有一多种专用芯片可以选用.步进电机功率驱动器PLC输出的控制脉冲放大到几十至上百倍, 伏特、几安到几十几安的驱动能力,一般PLC 的输出接口具有一定的驱动能力，而通常的晶体管内流输出接口的负载能力仅为十几到几十伏特、几十到几百毫安,但对于功率步进电机则要求几十到上百伏特,几安到几十安的驱动能力，因此应该采用驱动器对输出脉冲进行放大。
5、国内外电机的发展趋势:
（1）、继续沿着小型化的方向发展随着电动机本身应用领域的拓宽以及各类整机的不断小型化，要求与之配套的电动机也必须越来越小，在57, 42机座号的电动机应用了多年后，现在其机座号向3 9, 3 5,30, 25方向向下延伸。
（2）、对电动机进行综合设计即把转速位置传感器，减速齿轮等和电动机本体综合设计在一起，这样使其能方便地组成一个闭环系统，因而具有一更加优越的控制性能。
（3）、向五相和三相电动机方向发展.目前,泛应用的二相和四相电动机，其振动和噪声较大，而五相和三相电动机具有优势性而就这两种电动机而言，五相电动机的驱动电路比三相电动机复杂，因此三相电动机系统的性能价格比要比五相电动机更好一些我国的情况有一所小同，直到20纪纪八十年代，一直是磁阻式步进电动机占统治地位，混合式步进电动机是80年代后期才开始发展，至今仍然是两种结构类型同时并存。尽管新的混合式步进电动机完全.可能替代磁阻式电动机，但磁阻式电动机的整机获得了长期应用，对于它的技术也较为熟悉，特别是典型的混合式步进电动机的步距角与典型的磁阻式电动机的步距角不一样，用户改变这种结构小是很客易的，这就使得两种机型并存的局面难以在较短时问内改变。这种现状对步进电动机的发展是不利的。
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The shallow treads into the PLC control technique and development trend of electrical engineering
1.Say all:
Along with the micro-electronics technique and the calculator technical hai r Exhibition, the programmable preface controller has an advance by leaps and bounds of hair Exhibition, its function has already outrun a logic control far and far, in proper order The scope of control, it has an effect to combine wit h calculator, can enter Go to imitate to control most, have along range corresp ondence function etc.. Have-The person is called it the modern D industry cont rols of three pay pillar greatly(namely PLC, robot, CAD/CAM)it a, currently pr ogrammable controller BE applied in metallurgy extensively, Mineral industry, machine, light Class D realm, automate for the industry Provided to there is th e tool of one dint The PLC controls of tread to open the wreath servo organiz ation into the electrical engineering should Used for combining tool machine to produce an on-line number to control a slippery pedestal to control automatica lly Make, can the province go to the number of that unit to control system, m aking that unit The cost of controling the system lowers.
2、Tread into the basic characteristics of electrical engineering:
（1）、tread generally into the accuracy of the electrical engineering for tread into Cape of 3-5% and don't accumulate.
（2）、tallest temperatures which enter electrical engineering outward appearanc e and allow tread and lead into the electrical engineering temperature high can make the magnetism material of electrical engineering back first, cause the di nt descend thus is as for lose a step, so the electrical engineering outward app earance allow of the tallest temperature should be decided by small back with electrical engineering magnetism material and order; Speak generally, the magn etism material backs to order all above have in 130 C an of even be up to 2 00C above, so tread completely normal into the electrical engineering outward appearance temperature in 80-90C.
（3）、dints which enter electrical engineering would with turn to go up but d escend soon，While treading to turn to move into the electrical engineering, el ectrical engineering each electricity feeling which round a set mutually will bec ome one anti- to electromotive force; The frequency is more high, anti- to ele ctromotive force more big ，big in its function, the electrical engineering enlar
ges with the frequency(or speed) but mutually the electric current let up, causi ng the dint descend thus.
（4）、can revolve normally when 4 enter electrical engineering low speed, b ut if high in certain the speed can't start, and the companion have a roar the i nterjection tread to have a technique parameter into the electrical engineering: empty carry start frequency, then tread into electrical engineering at empty carr y under circumstance can start normally of pulse frequency, if the pulse freque ncy is high in should be worth., The electrical engineering can't start normally, the possible occurrence throws a step or blocks up to turn. Under the situatio n that there is one load, the start frequency should be much lower if want to make the electrical engineering attain high speed to turn to move, the pulse fr equency should have an acceleration process, then start the frequency is lower, then press certain acceleration to rise the high hoped. Tread to show the char acteristics of with it into the electric motor, turn ages of manufacturing to dev elop important use to accompany with in the numeral small together of numera l turn technical of development and tread into the electrical engineering technic al exaltation，tread will get an application in more realms into the electrical en gineering.
3、enter an electrical engineering control system to constitute：
Tread is a kind of performance organization that will give or get an electric s hock a pulse conversion to move for the Cape into the electrical engineering. When tread to receive to a pulse signal into the actuator, it drives a step to p ress the direction of enactment to turn to move an angle for fixing to be calle d "tread to be apart from Cape" into the electrical engineering, it revolves one -step circulate with the fixed angle one step. Can pass control pulse piece to c ontrol a Cape to move to attain the purpose of assurance most and thus; Can pass control pulse frequency to control electrical engineering to become dynami c speed and acceleration in the meantime, the purpose attained to adjust thus s oon treads into the electrical engineering. Can be the special kind electrical en gineering that a kind of control uses, make use of it didn't accumulate error m argin accuracy to 100 to divide 100 of characteristics, be suffused with to appl y in various open a wreath control PLC which enter electrical engineering tech nique.
4、make the importation tread to be subjected to a homologous control into tot al amount and pulse frequency of the importation pulse of electrical engineerin g. Establish the pulse signal occurrence that a pulse total amount and pulse fre quency can control a machine therefore and in control，software; Can make us e of PL in fixed time a machine composing for the frequency lower control p ulse, the pulse frequency can pass in fixed time machine in fixed time constan t control pulse period, the pulse amounts control then can establish a the pulse counter C10 be when the pulse number attain initial value, count machine C1. The action cuts off pulse back track, making it stop, the servo organization tr
ead into the electrical engineering have no the pulse input then stop operation，servo performance organization fixed position be servo performance organizatio n of when move speed to have higher request, can use PLC high-speed pulse，Different PLC it the frequency of high-speed pulse can reach to 4000-6000Hzs es. The PLC is used to produce control pulse, passing PLC plait distance expo rtation several pulses certainly the control treads to turn Cape into the electrica l engineering, programmable controller output's control the pulse enters electrica l engineering to switch on electricity sequence to assign by the step homologo us of round a set. The PLC controls of tread can go an allotment machine by adoption software wreath into the electrical engineering, the hardware wreath goes allotment machine to adopt the PLC resources that the soft wreath takes up more, Tread especially to round a set to count mutually into the electrical engineering big should consider adoption hardware wreath to go allotment mac hine well for large production line at 4, although the hardware structure is a li ttle bit a little more complicated, can save an exportation importation of taking up the PLC point, the market has a various appropriation chips to choose tou se currently. Tread to enlarge to several ten highest hundred folds into the out put's control of the actuator PLC of the electrical engineering power pulse, vol t, several Anne arrive several ten several Anne s drive an ability, the exportati on of general PLC connects to have to certainly drive an ability, but inside us ual transistor flow exportation to connect an oscular load ability only for ten s everal arrive several ten volts, several ten arrive several 100 million Anne but tread to then have several request into the electrical engineering to the power t en arrive up 100 volts, several Anne arrive several ten Anne s drive an ability so should adopt an actuator to output the pulse carry on enlarging.
5、The development trend of 5 domestic and international electrical engineering:（1）、continue along small scaled direction development turned along with el ectric motor application the realm open widely and each kind of whole machin e is continuously small scaled to turn, the electric motor which requests with i ts kit have to also more and more small, at 57, the electric motor of 42 mach ine seat numbers applies many after years, now its machine seat number to 39, 35,30,25 directions get down extension.
（2 ）、right nesses of electric motors carry on comprehensive design namely turn soon position to spread a feeling machine, decelerate the wheel gear etc. and electric motor essence to synthesize design together, so make it be able to constitute 1 to shut wreath system expediently, as a result have one more sup erior control function.
（3）、to five mutually with three mutually the electric motor direction develo p，Be suffused with currently applied of two mutually with four mutually the electric motor, its vibration and voice are bigger, but five mutually with three mutually the electric motor have advantage but in regard to these two kinds of electric motors, five mutually the electric motor drive electric circuit compare
three mutually electric motor complications, so three mutually the function pri ce of electric motor system than want than five mutually the electric motor is a little bit better our country of the circumstance have small one together, unti l 20 Ji,Ji,80's, has been is the type of to tread to share governance position in to the electric motor, the mixture type tread into the electric motor is after 80' s to expect just start developing, still is two kinds of structure types up to no w in the meantime keep both. Though new of the hybrid type tread into the e lectric motor completely. May act for the type electric motor, but the whole m achine of the type electric motor acquire to apply over a long period of time, to its technique also compare in order to acquaint with, especially typical of h ybrid type's treading to tread type electric motor of being apart from the Cape and typical model to tread into the electric motor be different apart from the Cape the customer changes this kind of structure small is the guest is easy ver y much, this make two kinds of models keep both of the situation is hard to change in shorter the hour ask. This kind of present condition is disadvantageo us to the development which treads into the electric motor.
1、主程序先正转，等到正转完了就中断，中断中接通个辅助触点（），当闭合，住程序中的反转开始运做。这样子就OK了。 2、用PTO指令让OR 高速脉冲，另一个点如做方向信号，就可以控制正反转了，速度快慢就要控制输出脉冲周期了，周期越短速度越快，如果你速度很快的话请考虑缓慢加速，不然它是启动不了的，如果方向也变的快的话就要还做一个缓慢减速，不然它振动会蛮厉害，而且也会失步。 3、程NETWORK 1 // 用于单段脉冲串操作的主程序（PTO） // 首次扫描时，将映像寄存器位设为低 // 并调用子程序0 LD R 1 CALL SBR_0 NETWORK 1 // 子程序0开始 LD MOVB 16#8D SMB67 // 设置控制字节： // - 选择PTO操作 // - 选择单段操作 // - 选择毫秒增加 // - 设置脉冲计数和周期数值 // - 启用PTO功能 MOVW +500 SMW68 // 将周期设为500毫秒。 MOVD +4 SMD72 // 将脉冲计数设为4次脉冲。 ATCH INT_0 19 // 将中断例行程序0定义为 // 处理PTO完成中断的中断。 ENI // 全局中断启用
PLS 0 // 激活PTO操作，PLS0 =》 MOVB 16#89 SMB67 // 预载控制字节，用于随后的 // 周期改动。 NETWORK 1 // 中断0开始 // 如果当前周期为500毫秒： // 将周期设为1000毫秒，并生成4次脉冲 LDW= SMW68 +500 MOVW +1000 SMW68 PLS 0 CRETI NETWORK 2 // 如果当前周期为1000毫秒： // 将周期设为500毫秒，并生成4次脉冲 LDW= SMW68 +1000 MOVW +500 SMW68 PLS 0序注释 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关PLC产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城。
P L C控制步进电机的应用案例1（利用P L S Y指令） 任务： 利用PLC作为上位机，控制步进电动机按一定的角度旋转。控制要求：利用PLC 控制步进电机顺时针2周，停5秒，逆时针转1周，停2秒，如此循环进行，按下停止按钮，电机马上停止（电机的轴锁住）。 1、系统接线 PLC控制旋转步进驱动器，系统选择 /转，设置成N细分后，则 1000脉冲/转。 Y1输出，Y3 [S1.]用来指定脉冲频率 （2~20000Hz），[S2.]指定脉冲的个数（16位指令的范围为1~32767，32位指令则为1~2147483647）。如果指定脉冲数为0，则产生无穷多个脉冲。指定脉冲输出完成后，完成标志M8029置1。如上图所示，当X10由ON变为OFF时，M8029复位，停止输出脉冲。若X10再次变为ON则脉冲从头开始输出。 注意：PLSY指令在程序中只能使用一次，适用于晶体管输出类型的PLC。
6、控制流程图 7、梯形图程序（参考） 8、制作触摸屏画面 PLC控制步进电机的应用案例2（利用定时器T246产生脉冲） 任务： 利用步进电机驱动器可以通过PLC 端的On和Off就能决定电机的正传或者反转； 步进驱动器的其中一个。 Y2；PLC的COM1——GND； B绕组X0X4—频率增加，X5—频率 4、制作触摸屏画面 PLC控制步进电机的应用案例3（利用FX2N-1PG产生脉冲） 任务： 应用定位脉冲输出模块FX2N-1PG，通过步进驱动系统对机器人左右、旋转、上下运动进行定位控制。控制要求：正向运行速度为1000Hz，连续输出正向脉冲，加
减速时间为100ms， 1、系统接线 系统选择外部连接方式。PLC通过FX2N-1PG控制左右、旋转、上下步进驱动器 的其中一个。 VIN端、CP+端、U/D+端——+24VDC； CP-——FP；U/D-——Y4；PLC的COM1端、 FX2N-1PG的COM0端——GND A、A-——电机A绕组； B、B- 2、I/O分配
Programmable logic controller A programmable logic controller (PLC) or programmable controller is a digital computer used for automation of electromechanical processes, such as control of machinery on factory assembly lines, amusement rides, or lighting fixtures. PLCs are used in many industries and machines. Unlike general-purpose computers, the PLC is designed for multiple inputs and output arrangements, extended temperature ranges, immunity to electrical noise, and resistance to vibration and impact. Programs to control machine operation are typically stored in battery-backed or non-volatile memory. A PLC is an example of a real time system since output results must be produced in response to input conditions within a bounded time, otherwise unintended operation will result. 1.History The PLC was invented in response to the needs of the American automotive manufacturing industry. Programmable logic controllers were initially adopted by the automotive industry where software revision replaced the re-wiring of hard-wired control panels when production models changed. Before the PLC, control, sequencing, and safety interlock logic for manufacturing automobiles was accomplished using hundreds or thousands of relays, cam timers, and drum sequencers and dedicated closed-loop controllers. The process for updating such facilities for the yearly model change-over was very time consuming and expensive, as electricians needed to individually rewire each and every relay. In 1968 GM Hydramatic (the automatic transmission division of General Motors) issued a request for proposal for an electronic replacement for hard-wired relay systems. The winning proposal came from Bedford Associates of Bedford, Massachusetts. The first PLC, designated the 084 because it was Bedford Associates' eighty-fourth project, was the result. Bedford Associates started a new company dedicated to developing, manufacturing, selling, and servicing this new product: Modicon, which stood for MOdular DIgital CONtroller. One of the people who worked on that project was Dick Morley, who is considered to be the "father" of the PLC. The Modicon brand was sold in 1977 to Gould Electronics, and later acquired by German Company AEG and then by French Schneider Electric, the current owner. One of the very first 084 models built is now on display at Modicon's headquarters in North Andover, Massachusetts. It was presented to Modicon by GM, when the unit was retired after nearly twenty years of uninterrupted service. Modicon used the 84
PLC控制步进电机的实例(图与程序) ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，X1闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！
·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。 ·V+，GND：为驱动器直流电源端子，也有交流供电类型。 ·A+，A-，B+，B-分别接步进电机的两相线圈。
步进电机的PLC控制调速方法之探索 步进电机又叫做脉冲电机，是控制系统中的一种执行元件。它的作用是将脉冲信号变换为相应的位移，即给一个脉冲电信号，步进电机就转动一个角度或前进一步。由于步进电机的位移与脉冲个数成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序，便可控制步进电机的输出位移量、速度和方向。步进电机具有较好的控制性能，其启动、停止、正反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，从而实现精确定位。同时可以通过控制脉冲频率来控制步进电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。在负载能力范围内，这些关系不因电源电压、负载大小、环境条件的波动而变化，因而可适用于开环系统中作执行元件，使控制系统大为简化。目前，我国已较多地将步进电机用于机械加工的数控机床中，在绘图机、轧钢机的自动控制、自动记录仪表和数模变换等方面也得到较多的应用。 可编程序控制器简称PLC，是一种数字运算操作的控制系统，专门用于工业环境设计。它的主要特点是可靠性高、使用方便、体积小、重量轻、编程简单易学，在工业控制领域得到广泛的应用。目前，利用PLC技术可以方便地实现对电机速度和位置的控制，方便地进行各种步进电机的操作，完成各种复杂的工作。它代表了先进的工业自动化革命，加速了机电一体化的实现。 本论文以项目教学法的方式探索步进电机的PLC控制转速方法。本设计控制要求如下：按下启动按钮，步进电机以100Hz的基准频率正转。按一次加速按钮，频率以50Hz递增，最多加速5次；按一次减速按钮，频率以25Hz递减，最多减速4次。加速时为正转，减速时为反转。按下停止按钮，步进电机立即停止运行。步进电机驱动器的细分设置为1，电流设置为1.5A。 1 控制系统的硬件设计 1.1 控制系统的结构。本设计中，系统硬件部分由上位机、PLC、步进电机驱动器、步进电机、负载等组成。上位机是计算机，作为控制面板、人机交互界面和控制软件编制环境，通过与PLC的通信，实现操作监控功能；PLC发出脉冲信号、方向信号，通过步进电机驱动器控制步进电机的运行状态。 1.2 控制系统的硬件。 1.2.1 PLC。使用PLC控制步进电机时，应该保证PLC具有高速脉冲输出功能。通过选择具有高速脉冲输出功能或专用运动控制功能的模块来实现。在本设计中，采用的是三菱系列FX2N-32MT型的晶体管输出型PLC。在PLC的选型上，必须采用晶体管输出型PLC，若使用继电器型的PLC，则高速脉冲的输出很难达到控制要求。 1.2.2 步进电机。步进电机有步距角（涉及到相数）、静力矩、电流三大要素
基于PLC的步进电机的控制 摘要：小型PLC在编程，I/O扩展，通讯接口，开关量和模拟量的调节以及一些特殊功能模块如高速计数输入和脉冲输出的应用上已经基本满足用户的需求了。但随着应用需求及关联产品技术性能的提升，PLC将继续得已完善和发展。本文主要论述了步进电机的原理及驱动方法，并在S7-200 PLC的基础上，对步进电机进行控制。本设计选用PLC控制两相混合式步进电机，在PLC编程的基础上用按钮开关控制步进电机的启动、正转、反转等基本功能。关键词：S7-200 PLC 两相混合式步进电机PLC编程
Control of stepping motor based on PLC Abstract: In the field of programming, I/O expansion, Communication interface, adjustments of switches and simulation and some special function modules such as the application of high speed pulse input and output, the PLC has already met demands of users. But the PLC will continue to improve and develop, as the development of application requirements and related technical performance. This article chiefly discusses the principle and driven approach of the stepping motor, and how to control it based on the S7-200 PLC. The article is about how the PLC controlling the two-phase hybrid stepping motor. With the switch button, it can function as: start,positive rotation，inversion. Key words: S7-200 PLC two-phase hybrid stepping motor PLC programming
Application of PLC PLC is one kind specially for the digital operation operation electronic installation which applies under the industry environment designs. It uses may the coding memory, uses for in its internal memory operation and so on actuating logic operation, sequence operation, time, counting and arithmetic operation instructions, and can through digital or the simulation-like input and the output, controls each type the machinery or the production process. PLC and the related auxiliary equipment should according to form a whole easy with the industrial control system, easy to expand its function the principle to design.” In the 1970s the last stage, the programmable controller entered the practical application development phase, the computer technology has introduced in comprehensively the programmable controller, causes its function to have the leap. The higher operating speed, the subminiature volume, the more reliable industry antijamming design, the simulation quantity operation, the PID function and the extremely high performance-to-price ratio has established it in the modern industry status. In the early-1980s, the programmable controller has obtained the widespread application in the advanced industrial nation. This time programmable controller develops the characteristic is large-scale, the high velocity, the high performance, the product seriation. This stage's another characteristic is in the world produces the programmable controller's country to increase day by day, the output rises day by day. This symbolizes that the programmable controller marched into the mature stage. The 20th century last stage, the programmable controller's development characteristic was even more adapts in the modern industry need. From the control scale, this time has developed the large-scale machinery and subminiature machine; From the control, was born various special function unit, used in the pressure, the temperature, the rotational speed, the displacement and so on all kinds of control situation; From product necessary ability, has produced each kind of man-machine contact surface unit, the correspondence unit, caused to apply the programmable controller's industrial control equipment necessary to be easier. At present, the programmable controller in domain and so on machine manufacture, petroleum chemical industry, metallurgy steel and iron, automobile, light industry applications obtained the considerable development.
基于PLC的步进电机控制系统设计 机械电子专业 XXX 指导教师 XXX 摘要：以德国西门子公司小型可编程逻辑控制器S7—200为中央处理单元，以步进电机作为控制对象。介绍了PLC的概念原理以及控制的优点，步进电机的概念及工作原理，现状以及发展方向。PLC 与步进电动机一起结合起来有很高的研究价值与意义。本文在介绍步进电机控制特点的基础上,重点研究了步进电机的控制策略。设计了控制系统的硬件方案，并编写了相应的控制流程，测试了实际控制效果，并提出相应的整改措施，达到更加合理高效的目标。对于使用步进驱动器的步进控制系统，控制器对步进电机的控制关键在于控制脉冲信号的产生。介绍了使用该控制器产生控制脉冲信号的多种不同实现方法，进而实现对步进电机不同控制方法。 关键词：可编程逻辑控制器；步进电机；控制策略；控制流程 The Research Of Stepper Control Method Motor Based On PLC Student majoring in Machinery and electronics specialty XXX Tutor XXX Abstract：With small Germany Siemens S7-200 programmable logic controller of the central processing unit, with stepping motor as control object. This paper introduces the concept of PLC principle and advantage of the control, the concept and working principle of stepper motor, the current situation and development direction. PLC combined with stepper motor has a high research value and significance. In this paper, based on the introduction to the characteristics of the stepper motor control, step motor control strategies are researched. Design the hardware of the control system scheme, and write the corresponding control process, test the actual control effect, and puts forward the corresponding rectification measures, achieve more reasonable and efficient. For using stepper drive stepper control system, the controller of stepper motor control is the key to control the generation of pulse signal. This paper introduces the control using the controller a variety of different implementation methods of the pulse signal, then the method to realize different control the stepper motor. Key words:Programmable logic controller; Stepping motor; The control strategy; Control the process
1 Bit Logic Instructions 1.1 Overview of Bit Logic Instructions 1.1.1 Description Bit logic instructions work with two digits, 1 and 0. These two digits form the base of a number system called the binary system. The two digits 1 and 0 are called binary digits or bits. In the world of contacts and coils, a 1 indicates activated or energized, and a 0 indicates not activated or not energized. The bit logic instructions interpret signal states of 1 and 0 and combine them according to Boolean logic. These combinations produce a result of 1 or 0 that is called the “result of logic operation” (RLO). The logic operations that are triggered by the bit logic instructions perform a variety of functions. There are bit logic instructions to perform the following functions: ---| |--- Normally Open Contact (Address) ---| / |--- Normally Closed Contact (Address) ---(SAVE) Save RLO into BR Memory XOR Bit Exclusive OR ---( ) Output Coil ---( # )--- Midline Output ---|NOT|--- Invert Power Flow The following instructions react to an RLO of 1: ---( S ) Set Coil ---( R ) Reset Coil SR Set-Reset Flip Flop RS Reset-Set Flip Flop Other instructions react to a positive or negative edge transition to perform the following functions: ---(N)--- Negative RLO Edge Detection ---(P)--- Positive RLO Edge Detection NEG Address Negative Edge Detection POS Address Positive Edge Detection
P L C控制步进电机的应 用案例 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
PLC控制步进电机的应用案例1（利用PLSY指令） 任务： 利用PLC作为上位机，控制步进电动机按一定的角度旋转。控制要求：利用PLC控制步进电机顺时针2周，停5秒，逆时针转1周，停2秒，如此循环进行，按下停止按钮，电机马上停止（电机的轴锁住）。 1、系统接线 PLC控制旋转步进驱动器，系统选择内部连接方式。 2、I/O分配 X26——启动按钮，X27——停止按钮；Y1——脉冲输出，Y3——控制方向。 3、细分设置 在没有设置细分时，歩距角是 0，也即是200脉冲/转，设置成N细分后，则是 200*N脉冲/转。假设要求设置5细分，则是1000脉冲/转。 4、编写控制程序 控制程序可以用步进指令STL编写，用PLSY指令产生脉冲，脉冲由Y1输出，Y3控制方向。 5、脉冲输出指令（PLSY）的使用 脉冲输出指令PLSYM8029置1。如上图所示，当X10由ON变为OFF时， M8029复位，停止输出脉冲。若X10再次变为ON则脉冲从头开始输出。 注意：PLSY指令在程序中只能使用一次，适用于晶体管输出类型的PLC。 6、控制流程图 7、梯形图程序（参考） 8、制作触摸屏画面
PLC控制步进电机的应用案例2（利用定时器T246产生脉冲） 任务： 利用步进电机驱动器可以通过PLC的高速输出信号控制步进电机的运动方向、运行速度、运行步数等状态。其中：步进电机的方向控制，只需通过控制U/D-端的On和Off就能决定电机的正传或者反转；将光耦隔离的脉冲信号输入到CP端就能决定步进电机的速度和步数；控制FREE信号就能使电机处于自由转动状态。 1、系统接线 系统选择外部连接方式。PLC控制左右、旋转、上下步进驱动器的其中一个。 CP+端、U/D+端——+24VDC； CP-——Y0；U/D-——Y2；PLC的COM1——GND； A、A-——电机A绕组； B、B-——电机B绕组 2、I/O分配 X0—正转/反转方向，X1—电机转动，X2—电机停止，X4—频率增加，X5—频率减少； Y0—脉冲输出，Y2—方向。 3、编写控制程序 4、制作触摸屏画面 PLC控制步进电机的应用案例3（利用FX2N-1PG产生脉冲） 任务： 应用定位脉冲输出模块FX2N-1PG，通过步进驱动系统对机器人左右、旋转、上下运动进行定位控制。控制要求：正向运行速度为1000Hz，连续输出正向脉冲，加减速时间为100ms，
摘要 本文介绍了本实验旨在完成使用PLC（Programmable Logic Controller）控制步进电机的整步运行、正反转运行、快慢速运行以及定位运行。文中指出本次使用的编程思想主要为模块化设计即为完成任务可对程序划分为主程序及子程序。由于步进电机需要脉冲来运行，所以本程序使用PTO高速脉冲输出脉冲。在定位程序中则应用到中断子程序命令。另外，本文为更好的阐述实验内容，加入了与之前完全不同的方式的对比实验。在对比试验中则应用计时器来完成步进电机的脉冲产生，另步进电机的各种功能则使用了一般的设计方式来实现。二者完成完全相同的功能。 关键词：PLC 步进电机 PTO高速脉冲 目录 1 实验内容 (1) 1.1实验任务 (1) 1.2实验要求 (1) 2 实验设备 (2) 2.1步进电机简介 (2) 2.2 PLC简介 (2) 3 设计过程 (3) 3.1设计思想 (3) 3.2程序设计 (4) 4 对比实验 (12) 4.1对比程序思想 (12) 4.2对比程序 (14) 谢辞 (15) 参考文献 (16)
1实验内容 1.1实验任务 本次实验要求改变PLC脉冲输出信号的频率，实现步进电机的速度控制。同时按下K1、K2、K3按钮，步进电机进行整步运行。按下慢/快按钮，电机慢/快速运行。用PLC 输出脉冲的个数，实现步进电机的精确定位。在整步运行状态下，设脉冲数为一固定值，并用计数器进行计数，实现电机的精确定位控制。按下停止按钮，系统停止工作。 1.2实验要求 本设计要求使用步进电机。选用的步进电机为二项混合式，供电电压24VDC，功率30W，电流1.7A，转矩0.35NM，步矩角1.8o/0.9o,并配有细分驱动器，实现细分运行，减少震荡。 本设计要求选用PLC设计出输出频率可变的控制程序，实现对步进电机的速度、方向、定位、细分等控制功能。 本设计旨在培养综合设计能力、创新能力、分析问题与解决问题的能力。掌握PLC 控制的步进电机控制系统的构成及设计方法；掌握PLC控制程序设计、调试的方法。
中文资料 浅析步进电机的PLC控制技术与发展趋势 1、概述： 随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程序控制器有一了突飞猛进的发展，其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围，它与计算机有一效结合，可进行模拟最控制，具有一远程通信功能等。有-人将其称为现代丁业控制的三大支柱(即PLC，机器人，CAD/CAM)之一,目前可编程控制器广泛应用于冶金、矿业、机械、轻丁等领域，为工业自动化提供了有一力的工具。PLC控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机床自动生产线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统,使该单元的控制系统成本降低。 2、步进电机的基本特点: （1）、一般步进电机的精度为步进角的3-5%且不累积。 （2）、步进电机外表允许的最高温度步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于小同电机磁性材料的退磁点;一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有一的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常 （3）、步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高，反向电动势越大在它的作用大，电机随频率(或速度)的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 （4）、步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有一啸叫声步进电机有一个技术参数:空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值.，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有一负载的情况下，启动频率应更低如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有一加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频.步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途伴随着小同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。 3、步进电机控制系统的组成： 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移最，从而达到确定位的目的;同时,可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的步进电机.可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有累积误差精度为百分百的特点，泛应用于各种开环控制。 4、步进电机的PLC制技术:
毕业设计（论文）报告 题目:PLC控制步进电机 系别. 专业. 班级. 姓名 . 学号 . 指导教师 . 201X年 X 月
目录 摘要....................................................... 错误!未定义书签。第一章绪论................................................. 错误!未定义书签。 引言.................................................... 错误!未定义书签。第二章方案论证比较设计..................................... 错误!未定义书签。 PLC技术发发展的概述.................................... 错误!未定义书签。 PLC技术发发展在步进电机控制中的发展状况................ 错误!未定义书签。 步进电机的发展状况..................................... 错误!未定义书签。 步进电机的工作原理...................................... 错误!未定义书签。 步进电机的控制和驱动方法简介............................ 错误!未定义书签。第三章步进电机工作方式的选择............................... 错误!未定义书签。 常见步进电机的工作方式.................................. 错误!未定义书签。 控制步进电机的换向顺序.............................. 错误!未定义书签。 控制步进电机的转向................................... 错误!未定义书签。 控制步进电机的速度.................................. 错误!未定义书签。 控制步进电机的设计思路.............................. 错误!未定义书签。 步进电机的控制方式.................................. 错误!未定义书签。 西门子PLC控制步进电机............................... 错误!未定义书签。 毕业设计任务......................................... 错误!未定义书签。第四章S7-300直接控制步进电机硬件设计....................... 错误!未定义书签。 的介绍.............................................. 错误!未定义书签。 性能................................................. 错误!未定义书签。 西门子PLC应用中要注意的问题......................... 错误!未定义书签。 主要抗干扰措施...................................... 错误!未定义书签。 I/O端的接线........................................ 错误!未定义书签。 正确选择地点以完善接地措施........................... 错误!未定义书签。
学校代码：11517 学号：201050712108 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 文献翻译 题目基于P LC的自动售货机控制 系统设计 学生姓名 专业班级电气工程及其自动化0921班 学号 20095071 系（部）电气信息工程系 指导教师(职称) 完成时间 2011年 3 月 2日
摘自《可编程控制器在过程自动化中的应用》 Ahti Mikkor,Lembit Roosimolder Department of Product Development,Institute of Machinery, Tallinn technical University,Ehitajate tee 5,19086Tallinn. 摘要：目前，控制问题解决了各种各样的技术操作部分：电子，液压，气动和机械。函数- nality，可靠性和控制系统的价格是阻止开发的理由。本文集中于可编程逻辑控制器（PLC），以五年在这方面的发展经验为基础。成功的解决方案是问题重点。具体的硬件，控制器编程的问题、数据/信号的交换和人机界面进行审议。实际的建议，需要根据具体的方法来开发可编程控制器。对于可能出现的错误和警告，提出可以帮助避免方法。 关键词：可编程控制器、自动化、自动化系统、过程自动化 1引言 现代的机器包括电子和机械两部分。平衡两方面因素，初步规划和方案选择对最终结果起着至关重要的作用。 在控制方法的选择，继电器，专用设备，可编程逻辑控制器（PLC）和电子制造技术的发展。这篇文章是基于PLC集中- S的经验，拥有超过5年的PLC - S 的实际工作经验中收集的。双方强弱，积极和消极的做法进行了讨论。建议使用可编程控制器帮助解决。 在规划基于PLC系统中最重要的决定是选择处理器类型。误区是意味着修改额外费用或扩展完全新设备的需要。最常见的错误是高估小型处理器编程的可能性。有选择PLC的几种方法。不幸的是，他们大多集中在电气方面的PLC - S 和允许的最大计数信号。他们不涉及分析，以确定用户程序或通信可能的特殊需要。 基于几个现有的方法，实践经验和未来趋势的选择为开PLC的开发提供新的方法。阿赫蒂瓦尔Mikkor已获得通过采取在超过15个大范围的自动化项目的一部分，以他的经验，这些项目包括电力消耗在AS昆达北欧水泥工厂监控系统的开发，更新测试流量计钻机，建设城镇Rakvere和普亚，污水处理厂在城里Jogeva 和发展动力涡轮安全系统，污水处理厂在塔尔图监测网络系统的集中供热。 2可编程控制器在投票站的使用