用西门子PLC让步进电机转起来的简单程序

深圳技师学院可编程设计师培训

主讲：孟小威

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： 深圳技师学院可编程设计师培训

主讲：孟小威

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。

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主讲：孟小威

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：

实训课题三 PLC实现步进电机正反转和调速控制

一、实验目的

1、掌握步进电机的工作原理

2、掌握带驱动电源的步进电机的控制方法

3、掌握DECO指令实现步进电机正反转和调速控制的程序

二、实训仪器和设备

1、FX2N-48MR PLC一台

2、两相四拍带驱动电源的步进电机一套

3、正反切换开关、起停开关、增减速开关各一个

三、步进电机工作原理

步进电机是纯粹的数字控制电动机,它将电脉冲信号转换成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,图3-1是一个三相反应式步进电机结图;从图中可以看出,它分成转子和定子两部分;定子是由硅钢片叠成,定子上有六个磁极大极,每两个相对的磁极N、S极组成一对;共有3对;每对磁极都绕有同一绕组,也即形成1相,这样三对磁极有3个绕组,形成三相;可以得出,三相步进电机有3对磁极、3相绕组；四相步进电机有4对磁极、四相绕组,依此类推;

反应式步进电动机的动力来自于电磁力;在电磁力的作用下,转子被强行推动到最大磁导率或者最小磁阻的位置,如图3-1a所示,定子小齿与转子小齿对齐的位置,并处于平衡状态;对三相异步电动机来说,当某一相的磁极处于最大导磁位置时,另外两相相必处于非最大导磁位置,如图3-1b所示,即定子小齿与转子小齿不对齐的位置;

把定子小齿与转子小齿对齐的状态称为对齿,把定子小齿与转子小齿不对齐的状态称为错齿;错齿的存在是步进电机能够旋转的前提条件,所以,在步进电机的结构中必须保证有错齿的存在,也就是说,当某一相处于对齿状态时,其它绕组必须处于错齿状态;

本实验的电机采用两相混合式步进电机,其内部上下是两个磁铁,中间是线圈,通了直流电以后,就成了电磁铁,被上下的磁铁吸引后就产生了偏转;因为中间连接的电磁铁的两根线不是直接连接的,是采用在转轴的位置用一根滑动的接触片;这样如果电磁铁转过了头,原先连接电磁铁的两根线刚好就相反了,所以电磁铁的N极S极就和以前相反了;但是电机上下的磁铁是不变的,所以又可以继续吸引中间的电磁铁;当电磁铁继续转,由于惯性又转过了头,所以电极又相反了;重复上述过程就步进电机转了;

工程技术　Projecttechnique基于西门子S7-200PLC控制步进电机的设计及应用

徐　智　杜逸鸣　熊田忠　孙承志

(三江学院电气系　210012)

【摘　要】PLC控制步进电机在许多工业控制中应用广泛,本文介绍了

PLC(ProgrammableLogicController)通过发送脉冲和方向信号给步进电机的驱动器,由驱动器来控制步进电机工作的原理。本设计采用

PLC和大功率晶体管实现步进电机的驱动和控制,结构简单,可靠性高,成本低,实用性强,具有较高的通用性和应用推广价值。【关键词】步进电机;PLC;驱动器

1　引言

PLC是广泛应用于工业自动化领域的控制器,PLC及其有关

的设备,都按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充功能的

原则而设计。现在,PLC功能得到了很大的扩充和完善,比如为了

配合步进电机的控制,许多PLC都内置了脉冲输出功能,并设置了

相应的控制指令,可以很好地对步进电机进行控制,实现和其它设

备的通信等。本文用SIEMENS公司CPU226晶体管输出型PLC

控制步进电机。

2　步进电机的控制方法

步进电机控制方法框图如图1所示。控制方案是通过上位机

设定参数,利用S7-200PLC的高速脉冲输出功能输出脉冲信号,

送给大功率管组成的驱动电路,经过驱动器去控制步进电机实现

位置控制。其中本文中的PLC为西门子公司的CPU226DC/DC/

DC、驱动器为某公司的SH-20403两相混合式步进电机细分驱动

器、步进电机为42BYG250B型,步距角1.8°。

本文的控制过程为某运料小车在A—B两地之间运行(如图2

所示),装料及卸料,要求定位准确,运行平稳。

3　PLC对步进电机的速度控制及定位

步进电机在启动和停止时有一个加速及减速过程,且加速度

越小则冲击越小,动作越平稳。所以,步进电机工作时一般要经历

这样—个变化过程:加速→恒速(高速)→减速→恒速(低速)→停

止。步进电机转速与脉冲频率成正比,所以输入步进电机的脉冲

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。