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PLC在步进电机控制中的应用探究
PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的缩写，它是一种电子设备，用于自动控制各种工业过程。
步进电机是一种用于实现精确位置和速度控制的电机
类型。
下面将探讨PLC在步进电机控制中的应用。
1. 位置控制：PLC可以通过与编码器或位置传感器等设备配合使用，实现步进电机的精确位置控制。
通过PLC编程，可以设置步进电机的目标位置，并监控电机的当前位置，
从而实现闭环控制。
2. 速度控制：PLC可以通过调整脉冲频率和方向信号，控制步进电机的转速。
通过PLC编程，可以设置步进电机的目标速度，并根据实际情况调整脉冲频率和方向信号，从
而实现闭环速度控制。
4. 动态控制：PLC可以通过灵活的编程和逻辑运算，实现步进电机的复杂动态控制，例如位置同步控制、多轴插补控制等。
通过PLC编程，可以根据工艺要求和实际需要，设
计出适应不同应用场景的步进电机控制方案。
5. 故障诊断与保护：PLC可以实时监测步进电机的运行状态和参数，当出现故障或异常情况时，可以通过编程设定相应的报警和保护机制，避免电机损坏或不正常运行。
6. 通信与远程监控：PLC可以通过串口、以太网等通信接口，与上位机或其他设备进行数据交换和远程监控。
通过PLC编程，可以实现步进电机的远程控制和监控，提供更灵活、方便和智能的操控方式。
PLC在步进电机控制中的应用主要包括位置控制、速度控制、加减速控制、动态控制、故障诊断与保护，以及通信与远程监控等方面。
通过PLC的编程和逻辑运算，可以实现对
步进电机的精确控制和灵活应用，提高生产效率和产品质量。
台达PLC 控制步进电机1. 用途用86步进电机控制焊接变位器，可以控制焊接变位器的旋转角度和旋转速度。
步进电机控制焊接变位器，可以控制焊接变位器的旋转角度和旋转速度。
2. 物料准备名称名称 型号型号 备注备注台达PLC DVP32ES200T 手中只有这样一款，有点浪费有点浪费明纬开关电源明纬开关电源 RD-35B 5v/5v/24v 24v 双电压输出双电压输出 变压器变压器 AC220v/AC220v/24v 24v60VA 步进电机电源步进电机电源步进电机驱动器步进电机驱动器 HST-886AA步进电机步进电机 86BYGH801Q 86两相混合式步进电机（8线）线）伟创触摸屏伟创触摸屏VI10-070S-L一个常用的国产品牌一个常用的国产品牌3. 控制原理步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
电机的转速是由脉冲频率控制，电机的转动角度是由给定的脉冲数控制。
由于变位器需要大扭矩来控制物料的旋转，我们在变位器旋转盘和步进电机之间加了齿轮箱的减速机，减速比位30:1,意思是步进电机旋转30圈，变位器旋转一圈，大大增加了工作扭矩。
变位器旋转盘要求的旋转速度比较低，最大不超过9转/分钟，因此PLC 和步进电机的要求都不是很高。
为了更好的体现步进电机的性能，我们给步进电机进行了6倍的细分，1200脉冲/圈。
不仅驱动器上有8位拨码开关，根据说明书可以看到，分别是电流设定和细分设定。
HST886驱动器采用八位拨码开关设定细分精度、动态电流和半流/全流。
详细描述如下：全流。
详细描述如下：动态电流动态电流 细分精度细分精度SW1SW2SW3SW4SW5 SW6SW7SW8半流/全流全流PLC 和触摸屏的程序编写需要进行一些简单的计算才能准确的控制步进电机的旋转，这个程序里会很明白的体现出来。
步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。
在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。
随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。
为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。
现就二者的使用性能作一比较。
一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。
也有一些高性能的步进电机步距角更小。
如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。
以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。
对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。
是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。
振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。
这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。
当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。
MA860H 两相混合式细分驱动器
产品概述
MA860H 驱动器，主要驱动57、86型两相混合式步进电机。
微步细分为16种，最大步数为51200步/转；工作峰值电流范围为1.0A-6.0A ，输出电流共16种，电流分辨率约为0.3A ；具有半流，过压、过流等保护电路。
本驱动器为交直流供电，工作范围为 AC18V-60V ，直流DC24V-80V 。
接口说明
B
+B -9C P -/C W -A +A -D I R -/C C W -F R E E +D I R +/C C W +F R E E -
P W R /T I M
C P +/C W +
10
A
L M
/E R
R 523
487
61AC20-60V
步进电机输出
控制脉冲信号输入电源输入
信息指示细分/电流/脉冲模式设定
1、电机低细分运行时驱动内部按照高细分自动运行，低速运行非常平稳。
2、实时监测脉冲信号，采用先进技术，高速运行电机扭矩同比增加30%。
3、输入脉冲最高200KHz 响应频率。
4、相位断电自动记忆功能。
5、任意细分数可以定做。
参数设定 MA860H 采用10位薄码开关设定细分精度、动态电流、单双脉冲和半流/全流。
详细描述如下：
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9D10
微步细分设定工作电流设定
单脉冲/双脉冲设定半流/全流设定。
PLC高速脉冲输出控制步进电机1. 背景介绍步进电机是一种常见的电动机类型，它具有精准的位置控制和高速运动的特点。
在很多工业自动化应用中，步进电机常常需要与PLC（可编程逻辑控制器）配合使用，以实现精准的位置控制和高速脉冲输出。
本文档将介绍如何通过PLC实现高速脉冲输出控制步进电机的方法和步骤。
2. 所需材料在开始之前，我们需要准备以下材料：•PLC控制器•步进电机驱动器•步进电机•连接线•电源请确保以上材料齐全并符合各自的规格要求。
3. PLC高速脉冲输出控制步进电机的步骤步骤一：连接电源和PLC控制器首先，将电源连接到PLC控制器上。
确保电源的电压和PLC控制器的额定电压匹配。
然后将PLC控制器的电源线连接到电源上，并确保连接牢固。
步骤二：连接步进电机驱动器和PLC控制器将步进电机驱动器的电源线连接到电源上，并确保连接牢固。
然后，将步进电机驱动器的控制线连接到PLC控制器上，确保连接正确。
步骤三：连接步进电机和步进电机驱动器将步进电机的线束连接到步进电机驱动器上，确保连接正确。
根据步进电机的规格要求，选择正确的接线方法。
步骤四：PLC编程在PLC编程软件中进行编程，以实现高速脉冲输出控制步进电机。
以下是一个简单的PLC编程示例：BEGINVARmotor_output: BOOL := FALSE; -- 步进电机控制信号pulse_delay: TIME := T#10MS; -- 脉冲延迟时间，控制步进电机的速度END_VAR-- 主程序WHILE TRUE DO-- 输出一个脉冲信号控制步进电机运动motor_output := NOT motor_output;DELAY pulse_delay; -- 延迟一段时间，控制步进电机的速度END_WHILE;END;以上的PLC程序实现了一个简单的高速脉冲输出控制步进电机的功能。
在主程序中，通过循环不断地输出一个脉冲信号来控制步进电机的运动，同时通过调整延迟时间来控制步进电机的速度。
宁波纳川自动化科技有限公司 地 址：宁波市北仑区莫干山路36号 销售热线：代理洽谈：技术支持： 网 址：广州办事处：广东省广州市天河区汇德商业佛山办事处：广东省佛山市大沥镇苏州办事处：苏州市吴中区木渎镇联东U 谷 昆山办事处：江苏省昆山市玉山镇 丽水办事处：浙江省丽水市绿谷大道 温州办事处：浙江省温州市交行广场 丽水办事处：浙江省丽水市绿谷大道SMD86静音型开环步进驱动器使用说明书版本v1.1版 权 所 有不 得 翻 印【使 用 前 请 仔 细 阅 读 本 手 册，以 免 损 坏 驱 动 器】目录一、产品简介......................................................................................................................... - 2 -1.1概述.......................................................................................................................... - 2 -1.2特点.......................................................................................................................... - 2 -1.3应用领域................................................................................................................. - 2 -二、电气、机械和环境指标 ............................................................................................. - 3 -2.1电气指标................................................................................................................. - 3 -2.2使用环境和参数................................................................................................... - 3 -2.3机械安装尺寸图................................................................................................... - 3 -2.4散热方式................................................................................................................. - 3 -三、驱动器接口和接线介绍 ............................................................................................. - 3 -3.1接口描述................................................................................................................. - 3 -3.2控制信号时序图................................................................................................... - 4 -3.3控制信号接口图................................................................................................... - 4 -3.4接线要求................................................................................................................. - 5 -四、电流、细分拨码开关设定和附加功能设定 ........................................................ - 5 -4.1动态电流设定........................................................................................................ - 5 -4.2每转脉冲数设定................................................................................................... - 5 -4.3附加功能设定........................................................................................................ - 6 -4.4内部脉冲模式速度设定 ..................................................................................... - 6 -五、供电电源选择................................................................................................................ - 6 -六、电机选配......................................................................................................................... - 6 -6.1电机选配................................................................................................................. - 6 -6.2电机接线................................................................................................................. - 7 -6.3输入电压和输出电流的作用............................................................................ - 7 -七、典型接线案例................................................................................................................ - 7 -八、指示灯状态显示........................................................................................................... - 8 -九、常见问题......................................................................................................................... - 8 -十、纳川产品保修条款....................................................................................................... - 9 -SMD86数字式两相步进驱动器一、产品简介1.1 概述SMD86是纳川步进新推出静音型开环步进驱动器，采用了伺服电机FOC算法，完美解决步进电机静止噪音和低速振动问题。
PLC步进电机控制实验报告引言在工业控制领域中，步进电机是一种常用的驱动设备。
为了实现对步进电机的精确控制，我们采用了PLC（可编程逻辑控制器）作为控制器。
本文将详细介绍PLC步进电机控制实验的步骤和结果。
实验目的本实验旨在通过PLC控制步进电机，实现对电机运动的精确控制。
具体实验目标如下： 1. 学习PLC的基本原理和编程方法； 2. 掌握步进电机的工作原理及其控制方法； 3. 设计并实施一个简单的步进电机控制系统。
实验设备本实验使用的设备包括： - PLC控制器 - 步进电机 - 电源 - 开关 - 传感器实验步骤步骤一：PLC编程1.打开PLC编程软件，并创建一个新的项目。
2.配置PLC的输入输出模块，并设置相应的IO口。
3.编写PLC的控制程序，实现对步进电机的控制逻辑。
4.调试程序，确保程序的正确性。
步骤二：步进电机的接线1.将步进电机的驱动器与PLC的输出模块连接。
2.将步进电机的电源与PLC的电源模块连接。
3.连接步进电机的传感器，以便监测电机的运动状态。
步骤三：实验验证1.通过PLC的编程软件，将编写好的程序下载到PLC控制器中。
2.打开PLC电源，确保PLC控制器正常工作。
3.通过PLC的输入模块输入控制信号，观察步进电机的运动情况。
4.通过传感器监测步进电机的运动状态，并与编写的控制程序进行比较。
实验结果通过本次实验，我们成功实现了对步进电机的精确控制。
控制程序的设计使步进电机按照预定的速度和方向运动，并且可以根据需要随时改变运动状态。
同时，通过传感器的监测，我们可以及时获取步进电机的运动信息，确保系统的稳定性和安全性。
实验总结本实验通过PLC控制步进电机，深入了解了PLC编程的基本原理和步进电机的工作原理。
通过实践，我们掌握了PLC编程的方法和步进电机控制的技巧。
在实际应用中，PLC控制步进电机具有广泛的应用前景，可以在自动化生产线、机械加工等领域中发挥重要作用。
参考文献[1] PLC步进电机控制实验教学单元.（2018）。
PLC控制步进电机正实现正反转速度控制定位PLC控制步进电机实现正反转速度控制定位是自动化生产过程中的一种常见应用。
本文将详细介绍PLC控制步进电机的原理、控制方式以及步进电机的正反转速度控制定位实现方法，并探讨其在实际应用中的优势和注意事项。
一、PLC控制步进电机原理步进电机是一种特殊的电动机，其每次输入一个脉冲信号后，会按照一定的角度旋转。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种通用、数字化、专用微处理器，广泛应用于工业控制领域。
PLC控制步进电机可以通过控制脉冲信号的频率、方向和脉冲数来实现电机的正反转、速度控制和定位。
二、PLC控制步进电机的控制方式1.开关控制方式2.脉冲控制方式脉冲控制方式是PLC控制步进电机最常用的方式。
PLC向步进电机发送一系列脉冲信号，脉冲信号的频率和脉冲数决定了电机的转速和转动角度。
脉冲信号的正负决定了电机的正反转方向。
通过改变脉冲信号的频率和脉冲数，可以实现电机的速度控制和定位。
三、步进电机正反转速度控制定位实现方法步进电机的正反转速度控制定位可以通过PLC的程序来实现。
下面以一个简单的例子来说明该实现方法。
假设要实现步进电机顺时针转动2圈、逆时针转动1圈、再顺时针转动3圈的循环。
步进电机的一个转一圈需要200个脉冲信号。
首先，需要定义一个变量n，用来记录电机的圈数。
其次，在PLC的程序中编写一个循环步骤：1.设置脉冲信号的频率和脉冲数，使步进电机顺时针旋转2圈。
2.当步进电机转动2圈后，n=n+23.判断n的值，如果n=2，则设置脉冲信号的频率和脉冲数，使步进电机逆时针旋转1圈。
4.当步进电机转动1圈后，n=n-15.判断n的值，如果n=1，则设置脉冲信号的频率和脉冲数，使步进电机顺时针旋转3圈。
6.当步进电机转动3圈后，n=n+37.返回第一步，继续循环。
通过这样的循环过程，步进电机可以按照预定的顺序和速度进行正反转，并实现定位控制。
四、PLC控制步进电机优势和注意事项1.精确控制：PLC可以精确控制步进电机的转速和转动角度，适用于需要高精度定位的应用。
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本文介绍了一种新型步进电机控制驱动器。
该驱动器充分利用了单片机软件控制灵活和PLC 的ΔC门控制方便的主要特点，将传统的PLC步进电机控制模块与驱动电源合二为一，是一种新型的运动控制产品。
传统上，在用PLC 控制步进电机时，通常在PLC中附加一块专用的步进电机控制智能模块，再与驱动电源相连接实现控制功能。
在市场上，一片PLC的价格在2000 元左右，而一块控制智能模块也值2000 元，再加上驱动电源在1500 到2500 元左右，在一些小型控制中显得成本过高。
本文介绍的一种控制驱动器产品，采用单片机内置式控制软件，接收PLC 的OC 门信息，将步进电机控制模块与驱动电源合二为一，省去了步进电机控制智能模块，使成本大为降低。
该驱动器适用于各种二相、小于3A 的步进电机。
一、系统硬件
本系统采用软件环分驱动，大量工作由软件完成。
硬件电路十分简单。
如图1所示。
图 1 控制驱动器线路简图图2所示，同PLC 配合闭环控制步进电机，是该驱动器的一种典型应用。
图 2 系统硬件
二、系统工作原理
众所周知，普通的PLC 可编程控制器，输入为OC 门或继电器，很少有高速脉冲输出口，但一般有脉冲计数输入接口。
我们利用这一特征点，通过以下配置可方便的完成机械运动的过程或位置控制。
在机械运动机构上安装过程控制使用的长光栅，并在运动机构一端设定限位开关为机械原点(可用光电、霍尔元件) ，远离限位开关为步进电机运行的正方向。
当步进电机通电后，首先向机械原点运行，当碰到限位开关时，PLC 内部的计数器自动清零。
如我们要进行机械运动的过程控制，通过光栅与步进电机带动的机械部件相连，确定步进电机与光栅的脉冲当量值之后，即可在PLC可编程控制器上编程实现高速高效的过程控制了。
例如：步进电机的脉冲当量为01001mm ，与之配合的光栅反馈脉冲也选配输出每个脉冲为01001mm ，这样步进电机每走一步，光栅反馈一次信号到PLC内，计数器则加(或减)一。
由于该步进电机控制驱动器有7种速度可选，在不同的运动情况下选不同的速度，当运行到确定的位置后，停止步进电机即可。
同时，控制驱动器内还自带升降频控制、整步/细分切换等功能，所以PLC 的控制使用十分方便。
三、系统软件
该系统的核心是单片机软件部分。
软件由以下几个主要模块组成。
如图3所示。
图 3 控制软件模块初始化模块：清理程序中所需的标志位，判断是否需要启动电机并复位电机。
输入模块：CPU接收来自INT1到INT4的电平信号。
其中INT1到INT3的各种不同组合用以选择7种常用频率来驱动电机，参见表1。
INT4 决定运动方向(1表示正转，0表示反转) 。
表 1 编码信息与频率关系升降频模块：此模块包括升降频数据表和查询数据表并给计数器T0 赋值两个子模块。
它保证在两种频率之间切换时平稳圆滑过渡且不失步。
程序在升降频过程中，涉及到“最优化升降频曲线”如图4 所示，这条曲线的方程由电机参数决定。
详细说明查阅其他资料。
在处理这条曲线时，由时间t 每递增△t 所对应的频率f 构成一张表，并对应生成一页MCS - 51 汇编语言数据表(计时器T0 的初值) ，以查询数据表的方式来拟合这条曲线，实现优
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化升降频过程。
图 4 升降频曲线整步/ 细分切换模块：程序确定将七种常用频率以细分形式驱动电机，以满足电机处以不同工作状态时的不同需要；并将最高频率设置成以整步驱动电机，使电机能高速空走。
本模块负责完成从整步到细分、从细分到整步的切换。
输出模块：此模块包括脉冲环分和环分脉冲输出(T0 中断完成) 两个子模块。
本系统按二相二十拍编写程序。
改变此模块可以广泛适用于二相各拍步进电机。
四、总结
同传统驱动器相比，该控制驱动器以软件代替硬件步进电机控制器和硬件脉冲环分电路，结构简单，成本节约。
采用闭环控制，根据位置传感器的不同种类和精度，可广泛适用于坐标测量仪、比长仪等各种不同精度的精密仪器和机床设备。
(此文转自一览电机英才网)。
