步进电机PLC控制 (课堂用)

用PLC控制步进电机的相关指令下面介绍的指令只适用于FX1S、FX1N系列的晶体管输出PLC，如高训的FX1N-60MT。

这些指令主要是针对用PLC直接联动伺服放大器，目的是可以不借助其他扩展设备（例如1GM模块）来进行简单的点位控制，使用这些指令时最好配合三菱的伺服放大器（如MR-J2）。

然而，我们也可以用这些指令来控制步进电机的运行，如高训810室的实验台架。

下面我们来了解相关指令的用法：1、脉冲输出指令PLSY（FNC57）PLSY指令用于产生指定数量的脉冲。

助记法为HZ、数目Y出来。

指令执行如下：2、带加减速的脉冲输出指令PLSR（FNC59）3、回原点ZRN（FNC156）--------重点撑握ZRN指令用于校准机械原点。

助记法为高速、减速至原点。

指令执行如下：4、增量驱动DRVI（FNC158）--------重点撑握DRVI为单速增量驱动方式脉冲输出指令。

这个指令与脉冲输出指令类似但又有区别，只是根据数据脉冲的正负多了个转向输出。

本指令执行如下：5、绝对位置驱动指令DRVA（FNC159）本指令与DRVI增量驱动形式与数值上基本一样，唯一不同之处在于[S1.]：在增量驱动中，[S1.]指定的是距离，也就是想要发送的脉冲数；而在绝对位置驱动指令中，[S1.]定义的是目标位置与原点间的距离，即目标的绝对位置。

下面以高训810室的设备为例，说明步进电机的驱动方法：在用步进电机之前，请学员考虑一下几个相关的问题：1、何谓步进电机的步距角？何为整步、半步？何谓步进电机的细分数？2、用步进电机拖动丝杆移动一定的距离，其脉冲数是如何估算的？3、在步进顺控中运用点位指令应注意什么？（切断电源的先后问题！）步进电机测试程序与接线如下：1、按下启动按钮，丝杆回原点，5秒钟后向中间移动，2秒后回到原点。

注：高训810步进电机正数为后退，Y2亮，负数为向前，Y2不亮。

向前方为向（3#带侧）运动为，向后为向（1#带侧）运动。

步进电机控制PLC课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解步进电机的原理、结构和应用场景；2. 学生能掌握PLC在步进电机控制中的编程方法和技巧；3. 学生了解步进电机与PLC接口的硬件连接和调试方法；4. 学生掌握步进电机速度、位置和加速度等参数的调整方法。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并实现简单的步进电机控制程序；2. 学生具备调试和优化步进电机控制系统的能力；3. 学生能够结合实际需求，选择合适的PLC和步进电机进行项目设计。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣，激发学生学习热情；2. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，提高学生的综合素质；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生在实际操作中掌握步进电机控制技术。

学生特点：学生具备一定的电气基础和PLC编程知识，对步进电机控制有一定了解。

教学要求：结合实际案例，以任务驱动的方式进行教学，注重培养学生的动手能力和创新能力。

通过本课程的学习，使学生能够将理论知识应用于实际项目中，提高学生的综合应用能力。

二、教学内容1. 步进电机原理与结构- 步进电机的分类、工作原理- 步进电机的结构特点及参数2. PLC在步进电机控制中的应用- PLC与步进电机的连接方式- 步进电机控制程序编写方法- PLC编程软件的使用3. 步进电机控制系统的设计与实现- 系统硬件设计：PLC选型、步进电机选型、接口电路设计- 系统软件设计：步进电机控制算法、PLC程序设计4. 步进电机控制系统的调试与优化- 系统调试方法与步骤- 常见问题及解决方法- 系统性能优化策略5. 实践项目案例分析- 案例一：简易步进电机控制系统设计- 案例二：复杂步进电机控制系统设计教学内容安排与进度：第一周：步进电机原理与结构第二周：PLC在步进电机控制中的应用第三周：步进电机控制系统的设计与实现第四周：步进电机控制系统的调试与优化第五周：实践项目案例分析及讨论教材章节关联：本教学内容与教材中“第三章 步进电机控制技术”和“第四章 PLC控制技术”相关章节紧密关联。

plc课程设计步进电机一、教学目标本章节的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

1.知识目标：学生需要理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和步进电机的运行原理；掌握PLC控制步进电机的编程方法和调试技巧。

2.技能目标：学生能够运用PLC控制步进电机进行简单的实际操作；具备分析问题和解决问题的能力，能够对PLC程序进行调试和优化。

3.情感态度价值观目标：培养学生对先进制造技术的兴趣和认识，增强学生的创新意识和实践能力，培养学生团队合作和沟通交流的能力。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括四个部分：PLC基本原理、步进电机原理、PLC控制步进电机的编程和调试、实践操作。

1.PLC基本原理：介绍PLC的概念、结构、工作原理和编程语言。

2.步进电机原理：讲解步进电机的构造、工作原理和性能指标。

3.PLC控制步进电机的编程和调试：教授如何使用PLC控制步进电机，包括编程方法、调试技巧和常见问题解决。

4.实践操作：安排实验室实践环节，让学生动手操作PLC控制步进电机，巩固理论知识。

三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解PLC基本原理和步进电机原理，使学生掌握基本概念和理论知识。

2.讨论法：学生讨论PLC程序设计和调试过程中遇到的问题，培养学生的思考和解决问题的能力。

3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解PLC控制步进电机在工程应用中的具体操作。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作PLC控制步进电机，巩固理论知识。

四、教学资源本章节的教学资源包括：1.教材：选用国内知名出版社出版的《PLC原理与应用》等相关教材。

2.参考书：提供《可编程逻辑控制器技术手册》等参考书籍，供学生深入研究。

3.多媒体资料：制作PPT、教学视频等多媒体资料，辅助学生理解复杂概念。

4.实验设备：准备PLC实验装置、步进电机等实验设备，供学生进行实践操作。

五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。

PLC实现步进电机的正反转及调整控制
一、PLC实现步进电机的控制原理
拿步进电机举例，大家可以把它想象成一个隔著一定距离的圆盘，隔着每一环的距离形成齿轮的节点。

步进电机的正向或反向转动，就是将这一环索引和圆盘一起发动转动。

步进电机的转动，是靠每一步索引圆盘来完成的，每一步都有一个控制信号来告诉电机从哪一环节点开始转动，当接收到控制信号时，电机开始转动，并且每转一圈循环转动几个索引。

1、正向、反向控制
要实现步进电机的正向反向控制，就要在PLC程序中控制信号形式来实现，一般可以使用两个控制信号，一个是正反控制信号，一个是步进电机转动的速度，要求PLC程序根据正反控制信号来实现正向和反向控制。

正反控制信号就是设置一个开关量变量，当这个开关量为ON时，电机运行正转，当开关量为OFF时，电机运行反转，具体可以采用T函数来实现，T11=1，电机正转，T12=0，电机反转。

由于步进电机的转动是一布一射的过程，所以需要用一个电位器来控制步进电机的转动速度，当电位器的旋钮调整到一定位置时，就会给出一定频率的步进信号，PLC程序可以根据此步进信号，来控制步进电机的转动速度。

步进电机控制PLC课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解步进电机的工作原理及特点，掌握其与PLC的连接方式；2. 学习并掌握PLC编程中与步进电机控制相关的基础知识和技能；3. 了解步进电机在不同应用场景下的控制要求，能结合实际需求进行PLC程序设计。

技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成步进电机与PLC的接线；2. 掌握使用PLC编程软件，编写并调试步进电机控制程序；3. 能够通过实验操作，观察并分析步进电机运行状态，解决实际控制过程中的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生动手实践能力，激发学生对自动化控制技术的兴趣；2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 培养学生勇于探索、积极创新的精神，增强对工程技术应用的自信心。

本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，以实用性和操作性为核心。

课程目标旨在帮助学生掌握步进电机控制PLC的相关知识，培养实际操作能力，并激发学生对自动化领域的热爱和兴趣。

通过具体的学习成果分解，为后续教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 步进电机基础知识：介绍步进电机的工作原理、结构特点及性能参数，对应教材第3章；2. PLC基础知识：回顾PLC的基本组成、工作原理及编程方法，重点掌握与步进电机控制相关的内容，对应教材第4章；3. 步进电机与PLC的连接：讲解步进电机与PLC的接线方式，包括电源、信号线等连接，对应教材第5章；4. 步进电机控制程序设计：学习并实践编写步进电机控制程序，包括启停、速度调节、方向控制等，对应教材第6章；5. 步进电机控制实验操作：开展实验操作，验证控制程序的正确性，观察并分析步进电机运行状态，对应教材第7章；6. 步进电机控制应用案例分析：分析实际应用中步进电机控制案例，了解不同场景下的控制需求，对应教材第8章。

教学内容安排和进度：第1周：步进电机基础知识学习；第2周：PLC基础知识回顾；第3周：步进电机与PLC的连接；第4周：步进电机控制程序设计；第5周：步进电机控制实验操作；第6周：步进电机控制应用案例分析及总结。

P L C控制步进电机的应用案例Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998PLC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。

PLC如何控制步进电机PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备，通过输入/输出模块对各种机电设备进行控制。

在PLC系统中，步进电机是常见的执行元件之一，它具有准确的位置控制和高的加减速性能。

本文将介绍PLC如何控制步进电机，包括步进电机的驱动方式、PLC的控制原理及步进电机控制的程序设计。

一、步进电机的驱动方式1.串行通信驱动方式：步进电机通过串行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。

首先，将PLC与串行通信模块相连，通过串行通信模块与步进电机控制器进行通信。

PLC通过串行通信模块发送指令，步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。

2.并行通信驱动方式：步进电机通过并行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。

与串行通信驱动方式类似，首先将PLC与并行通信模块相连，通过并行通信模块与步进电机控制器进行通信。

PLC通过并行通信模块发送指令，步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。

3.脉冲驱动方式：步进电机通过脉冲驱动方式与PLC进行通信和控制。

在脉冲驱动方式中，需要PLC输出脉冲信号控制步进电机。

通常情况下，PLC将脉冲信号传递给步进电机驱动器，在驱动器中产生相应的控制信号，实现对步进电机的控制。

二、PLC的控制原理PLC作为控制器，一般采用扫描运行方式。

其运行原理如下：1.输入信号读取：PLC将外部输入信号输入到输入模块中，采集输入信号，并将其从输入模块传递给中央处理器（CPU）进行处理。

2. 程序执行：CPU根据事先编写好的程序进行处理，包括数据处理、逻辑运算和控制计算等。

PLC程序一般采用ladder diagram（梯形图）进行编写。

3.输出信号控制：根据程序的执行结果，CPU将处理好的数据通过输出模块发送给外部设备，用于控制和操作外部设备。

三、步进电机控制的程序设计步进电机的控制程序主要包括参数设定、模式选择、起停控制、运动控制等部分。

下面以一个简单的例子来说明步进电机控制的程序设计过程：1.参数设定：首先需要设定步进电机的一些参数，如电机型号、步距角度、运动速度等。

信息科学与技术学院PLC课程设计报告专业：电气工程及其自动化年级：学号：作者姓名：指导教师：完成日期：2012年12月21日PLC课程设计报告一、内容：步进电机的PLC控制二、目的与意义：1、掌握电步进电机的运行及控制原理；2、掌握三菱FX2N系列PLC及其编程软件的使用；3、掌握三菱FX2N系列PLC的指令和编程、以及调试方法；4、掌握PLC控制系统设计的基本方法、以及器件的选型。

三、设计要求设计一个四相步进电机控制系统，要求实现如下功能：1、用按键实现启停控制；2、用按键实现正反转控制；3、用按键实现加速和减速控制；4、用按键实现两种或以上的运行模式（单四拍、双四拍、单双八拍）的选择。

四、设计内容：1、控制系统基本组成；由于步进电机有如下特点：给步进脉冲电机就转，不给步进脉冲电机就不转；步进脉冲的频率越高，步进电机转得越快；改变各相的通电方式，可以改变电机的运行方式；改变通电顺序，可以控制电机的正、反转。

所以，我们通过利用三菱FX2N系列PLC 编程可以轻松实现上述功能（此处使用循环位移指令实现单双四拍）2、器件选型：包括控制按键和PLC的选型；由下列的IO分配表可知，此设计采用了9点输入、4点输出，所以FX2N-32MR-001型PLC可以满足需求（需要九个按钮，不够可用拨位开关替代，但切记回拨，以防功能丧失）3、PLC的外部接线图、实验箱接线方式，IO分配表；实验箱接线方式：将PLC数据线分别与电脑串口和PLC程序下载口连接，检测PLC运行状态开关是否处于“运行”状态；将启动、停止等按钮开关分别连接到X0、X1等，开关公共端COM连接到PLC输入公共端COM；将步进电机的ABCD四相等分别连接到Y20至Y023等，四相公共端COM 连接到实验箱24V电源端，电源0V端连接PLC输出公共端COM1；4、PLC控制程序，包括程序设计的基本思路、算法、流程图、源程序等。

程序设计的基本思路：本设计实现功能主要是使用循环位移指令实现单双四拍，即先对YO20至YO23赋初值（H1111、H3333），再通过循环位移指令实现电机通电相的改变。