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0 引言 随着技术进步，步进电机运动控制系统的应用越来越广泛，其功能多样性和产品可靠性日臻完善，正在逐步取代原来的普通电机。而且随着可编程控制器技术的日益成熟，将二者完整地结合起来，完成对各种复杂运动的自动控制，实行机电一体化，正在成为一种趋势。脉冲分配信号配合步进电机控制，许多PLC都内置了脉冲输出功能，并设置了相应控制指令，可以很好对步进进行控制在对PLC选型前，应根据以下公式计算系统的脉冲当量、脉冲频率上限和最大脉冲数量。 步进电机细分数的选择以避开电机的共振频率为原则，一般可选择2、5、10、25细分。 根据脉冲频率可以确定PLC高速脉冲输出时需要的频率，根据脉冲数量可以确定PLC的位宽。同时，考虑到系统响应的及时性、可靠性和使用寿命，PLC应选择晶体管输出型。 编制PLC控制程序时应将传动系统的脉冲当量、反向间隙、步进电机的细分数定义为参数变量，以便现场调整。 4 控制应用 以下我们就以PLC控制步进电机为媒介来了解PLC以脉冲分配信号 根据要求I/O分配见表1。 表1 I/O分配表 I/O号 信号定义 I/O号 信号定义 I/O号 信号定义 X000 启动 X005 单步 Y000 线圈1 X001 慢速 X006 10步 Y001 线圈2 X002 中速 X007 100步 Y002 线圈3 X003 快速 X010 暂停 Y003 线圈4 X004 正反转 4.1、驱动电路 PLC控制步进电机常用的形式有普通型通用PLC控制和PLC专用步进驱动模块控制等两种，模块式控制方式具有控制可靠性高的优点，而通用PLC控制步进驱动系统具有PLC系统构成简单。工程造价低等优点，易于推广应用。图3所示为步进电机的驱动电路。 图3中仅为一相的驱动电路。其余三相与之相同．在图3中三极管T1起开关作用。当三极管截止时，无集电极电流流通，开关相当于断开；当三极管饱和时，流过的集电极电流最大。开关相当于闭合，该开关“动作”可由加于基极的电流来控制。由T2、T3两个三极管组成达林顿式功放电路，驱动步进电机的4个绕组．使电机绕组的静态电流达到近2A。电路中使用光电耦合器将控制和驱动信号隔离。当控制输入信号为低电平时，T1截止，输出高电平，则红外发光二极管截止，光敏三极管不导通．因此绕组中无电流流过；当输入信号为高电平时，T1饱和导通，于是红外发光二极管被点亮，使光敏三极管导通，向功率驱动级晶体管提供基极电流．使其导通，绕组得以通上电流。 4.2 步进电机工作原理 该电机为一四相双四拍步进电机，其原理如图所示： 电机正转时绕组按Y0Y1-Y1Y2-Y2Y3-Y3Y0-Y0Y1的顺序接通循环，见下图： （2） 电机反转时绕组按Y0Y3-Y3Y2-Y2Y1-Y1Y0-Y0Y3的顺序接通循环，见下图： 4.3 PLC外部接线图 根据I/O分配表和控制要求可以画出PLC的外部接线图，图如下： 4.4 PLC控制步进电机的方法及程序设计梯形图(部分) 4.4.1 转速控制 由脉冲发生器产生不同周期T的控制脉冲，通过脉冲控制器的选择，再通过环形分配器使四个输出继电器Y0、Y1、Y2和Y3按照双四拍的通电方式接通。转速的梯形图如下： 4.4.2 正、反转控制 通过正、反转驱动环节(调换相序)，改变Y0、Y1、Y2和Y3线圈接通的顺序．以实现步进电机的正、反转控制。即当电机正传时为Y0Y1-Y1Y2-Y2Y3-Y3Y0-Y0Y1的顺序接通循环；当电机反转时为Y0Y3-Y3Y2-Y2Y1-Y1Y0-Y0Y3的顺序接通循环。梯形图如下图： 4.4.3 步数控制 通过脉冲计数器，控制四拍时序脉冲数．以实现对步进电机步数的控制。梯形图如下： 4.4.4 系统控制步进电机的梯形图(部分)如图4所示。 5 结束语利用可编程序控制器可以方便地实现对电机速度和位置的控制，方便可靠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。同时本系统设计的步进电机控制器硬件电路十分简单，成本低，使用方便，运行稳定，在现场长时间运行后，未发现有不稳定现象。秦曾煌 电工学[M] 北京:高等出版社,1999[M] 高等教育出版社 2004.6 （3） 陈理壁. 步进电机及其应用[M] 上海: 上海技术出版社,1989刘保延,等 步进电机及其驱动控制系统[M] 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997季维发,过润秋,严武升等 机电一体化技术[M] 北京:工业出版社,1995 PLC在步进电机脉冲分配信号中的应用 盐城工学院成人高等教育毕业设计论文 10 1