步进电机控制方法plc

PLC实现步进电机的正反转及调整控制

PLC是专门用于控制工程自动化系统的一种可编程逻辑控制器，其可以通过编程来实现对各种电气设备的控制。在实际工程中，步进电机广泛应用于自动化设备中，如数控机床、包装机械、印刷设备等。步进电机具有分辨率高、精度高、响应速度快等优点，因此被广泛应用于各种自动化控制系统中。

在PLC实现步进电机的正反转及调整控制中，需要考虑以下几个方面：

1.步进电机驱动模块选型：步进电机需要配合驱动模块进行控制，通常采用的是脉冲信号驱动方式。在PLC控制系统中，可以选择适合的驱动模块，如常见的2相、4相步进电机驱动模块。

2.步进电机控制程序设计：通过PLC软件编程，编写程序实现步进电机的正转、反转及调整控制功能。在程序设计中，需要考虑步进电机的控制方式、驱动模块的接口信号、脉冲信号的频率等参数。

3.步进电机正反转控制：在程序设计中，通过PLC输出脉冲信号控制步进电机的正反转运动。具体步骤包括设置脉冲信号的频率和方向，控制步进电机按设定的脉冲信号实现正反转运动。

4.步进电机调整控制：步进电机的位置调整控制通常通过调整脉冲信号的频率和数目来实现。通过PLC编程，实现步进电机的位置调整功能，从而实现对步进电机位置的精准控制。

5.总体控制设计：在PLC控制系统中，可以将步进电机的正反转及调整控制与其它控制功能相结合，实现对整个自动化系统的精确控制。通过PLC编程，可以灵活设计多种控制逻辑，满足不同工程项目的需求。 综上所述，通过PLC实现步进电机的正反转及调整控制主要涉及步进电机驱动模块选型、控制程序设计、正反转控制、调整控制和总体控制设计等方面。通过精心设计和编程，可以实现对步进电机的精确控制，满足各种自动化控制系统的要求。PLC技术的应用将有助于提高自动化生产设备的生产效率和稳定性，推动工业自动化技术的发展。

一、课程设计目的

◆ 加强工程实践能力——锻炼

◆ 培养知识综合运用——能力

本课程设计的重点是加强电气控制系统方面的专业知识应用，掌握从设计任务的分析、方案确立，到最终实施并解决问题的设计过程，着重培养学生综合运用已学的《PLC原理及应用》、《运动控制》相关等课程，具备分析、设计简单电气控制系统的初步能力。

二、课程设计题目与要求

题目：PLC结合步进电机的位置控制研究

主要硬件：

PLC：S7-200 CPU-226

触摸屏：和利时TPC7062

步进电机：57BYG250F 系列两相混合式步进电机

步进电机驱动器：HB202M 两相混合式步进电机细分驱动器

软件：

STEP 7 MicroWIN编程软件（PLC程序设计）

MCGS组态软件（触摸屏界面设计）

◆ 设计内容：

①、触摸屏的界面设计，结合运动控制需求

②、PLC运动控制程序设计 - 2 - ③、硬件电气原理图设计

原理分析：

①、步进电机原理框图：

②、步进电机驱动的优点位置和速度容易控制，可不需要反馈信号就能对机器人传动系统进行直接数字开环控制。

步进电机驱动在使用过程中应注意升降频特性和矩频特性，避免丢步（失步） ：

③ 、电机接线方式：

④ 、步进电机驱动器构成

步进电机 功率放大器 环型分配器 脉冲发生器 - 3 - PLC控制系统设计：

◆ I/O点数统计与资源分配

◆ 原理图设计（含电机及驱动器、触摸屏）

◆ 程序设计：采用PTO方式

功能要求：首先实现手动控制，然后实现3个运动包络的连续运行，每个包络具有至少2个运动过程。

第一个运动包络：正向

第二个运动包络：反向

第三个运动包络：正向

特别注意：在程序中需要加入左、右极限开关的检测及保护措施。

使用STEP 7--Micro/WIN位控向导，为PTO操作组态一个内置输出。启动位控向导，可以点击浏览条中的工具图标，然后双击位控向导图标，或者选择菜单命令Tools > Position Control Wizard。

PLC控制步进电机的实例(图与程序) [1419]

•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。

欢迎共阅 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1.8 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PLSY用来产生指令数量的脉冲。[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。

欢迎共阅 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