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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

基于PLC的步进电机加减速运行设计

摘要：步进电机属于一种把电脉冲转换成为角位移形式的电子器件，其能够

通过控制脉冲的个数来相应地控制角位移量，进而可以达到有效的准确定位目

的，同时控制脉冲频率可以对电机转动的速度与加速度参数进行有效的控制，从

而可以达到加减速的控制目的。

关键词：步进电机；PLC；加减速

1.引言

步进电机在数字控制系统当中属于一种执行功能的电动机，其可以有效地改

变输入脉冲的个数从而相应地控制步进电动机转子机械位移参数的大小变化，通

过改变输入脉冲相应的通电相序，可以有效地控制步进电动机转子机械位移变化

量的方向，有利于达到方向位置的控制目的。目前阶段在世界范围内主要的PLC

厂家所生产制造的PLC都具有专门形式的步进电机控制指令，能够非常方便地

与步进电机搭建成有效的运动控制系统。PLC需要与步进电机配合达到特定的运

动控制目标，同时需要在PLC内部实行一系列的设置或者编写一定功能的控制

程序[1]。

2.硬件的设计

2.1.PLC的选取

本文的设计研究中PLC需要与步进电机配合达到特定的运动控制目的，在

PLC系统内部进行一定的设置并且编写一定功能的控制程序。由于步进电机的控

制需要使用高速脉冲进行控制，因此PLC应当是可以输出高速脉冲的晶体管输

出形式，然而不能够使用继电器输出形式的PLC对步进电机进行控制，因为这

种设计对于PLC系统的要求并不会显得太高，输入/输出点所需要使用的并不多，

控制程序量较少，因此选择西门子S7-200CPU226型号的PLC就能够满足具体

的要求。西门子S7系列的PLC具有体积小、速度高与标准化等优点，具备网络

通信能力，可靠性较高[2]。

2.2.步进电机的选取

在选取步进电动机时需要考虑的主要是步进电动机的型号，根据实际的系统

要求，需要确定步进电动机相应的电压值、电流值与有无定位转矩以及使用螺栓

机构的具体定位装置，进而就能够更好地确定步进电动机的相数与拍数，本文的

设计所选取的步进电机是57BYG250C型号，其具体的数据参数如表1所示。

表157BYG250C型步进电机的数据参数

型号相数相电流步距角保持转矩空载启动频率

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

57BYG250C21.5A1.8°1.0N·m2kpps

2.3.步进电机驱动器的选取

步进电机的运行需要通过一个电子装置达到驱动目的，这种电子装置即为步

进电机驱动器，其能够将控制系统所发出的脉冲信号转换成为步进电机相对应的

角位移参数，或者可以描述为当控制系统每一次发出一个脉冲信号，通过驱动器

的作用能够使步进电机相应地旋转一步距角，因此步进电机的转速和脉冲信号的

频率是呈正比的关系。

通常情况下，对于两相四线类型的电机，能够直接与驱动器进行相连接，以

两相混合式步进电动机驱动器作为例子，这主要是由电源输入部分、信号输入部

分与输出部分所构成。各种型号驱动器的输入信号都是相同的，总共有三路具体

信号，分别为步进脉冲信号CP、方向电平信号DIR与脱机信号FREE。脱机信

号FREE属于低电平有效，此时电机会处在无力矩状态。如果FREE端处于高电

平或者悬空不接的状态时，电机仍然维持正常运行的