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PLC控制步进电机的方法步进电机工作原理

一、引言

微电子技术和计算机技术发展，可编程序控制器有了突飞猛进发展，其

功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制范围，它与计算机有效结合，可进行模拟

量控制，具有远程通信功能等。有人将其称为现代工业控制三大支柱（即PLC，

机器人，CAD/CAM）之一。目前可编程序控制器（ProgrammableController）简

称PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，为工业自动化提供了有力

工具。

二、PLC基本结构

PLC采用了典型计算机结构，主要包括CPU、RAM、ROM和输入/输出接口

电路等。把PLC看作一个系统，该系统由输入变量-PLC-输出变量组成，外部各

种开关信号、模拟信号、传感器检测信号均作为PLC输入变量，它们经PLC外部

端子输入到内部寄存器中，经PLC内部逻辑运算或其它各种运算、处理后送到输

出端子，它们是PLC输出变量，由这些输出变量对外围设备进行各种控制。

三、控制方法及研究

1、FP1特殊功能简介

(1)脉冲输出

FP1输出端Y7可输出脉冲，脉冲频率可软件编程进行调节，其输出频率

范围为360Hz～5kHz。

(2)高速计数器（HSC）

FP1内部有高速计数器，可同时输入两路脉冲，最高计数频率为10kHz，

计数范围-～+。

(3)输入延时滤波

FP1输入端采用输入延时滤波，可防止因开关机械抖动带来不可靠性，

其延时时间可需要进行调节，调节范围为1ms～128ms。

(4)中断功能

FP1中断有两种类型，一种是外部硬中断，一种是内部定时中断。

2、步进电机速度控制

FP1有一条SPD0指令，该指令配合HSC和Y7脉冲输出功能可实现速度

及位置控制。速度控制梯形图见图1，控制方式参数见图2，脉冲输出频率设定

曲线见图3。

图1速度控制梯形图

图2控制方式参数

东莞市斯泰普机电科技有限公司

图3脉冲输出频率设定曲线

3、控制系统程序运行

图4控制系统原理图

图4是控制系统原理接线图，图4中Y7输出脉冲作为步进电机时钟脉冲，

经驱动器产生节拍脉冲，控制步进电机运转。同时Y7接至PLC输入接点X0，并

经X0送至PLC内部HSC。HSC计数Y7脉冲数，当达到预定值时发生中断，使Y7

脉冲频率切换至下一参数，实现较准确位置控制。实现这一控制梯形图见图5。

图5控制梯形图

控制系统运行程序：第一句是将DT9044和DT9045清零，即为HSC进行

计数做准备;第二句～第五句是建立参数表，参数存放以DT20为首址数据寄存器

区;最后一句是启动SPD0指令，执行到这句则从DT20开始取出设定参数并完成

相应控制要求。

由第一句可知第一个参数是K0，是PULSE方式特征值，由此规定了输出

方式。第二个参数是K70，对应脉冲频率为500Hz，Y7发出频率为500Hz脉冲。

第三个参数是K1000，即按此频率发1000个脉冲后则切换到下一个频率。而下

一个频率即最后一个参数是K0，当执行到这一步时脉冲停止，电机停转。故当

运行此程序时即可使步进电机规定速度、预定转数驱动控制对象，使之达到预定

位置后自动停止。

四、结束语

利用可编程序控制器可以方便实现对电机速度和位置控制，方便可靠进

行各种步进电机操作，完成各种复杂工作。它代表了先进工业自动化革命，加速

了机电一体化实现。

步进电机必须用步进驱动器控制，PLC与驱动器之间由上位机线连接，这个得根

据您步进电机的CN口的针脚定义来做，一般有四根线：方向，脉冲，24V+，24V-