plc如何控制步進(jìn)電機的速度和方向?

plc作為一種工業(yè)控制計算機，具有模塊化結(jié)構(gòu)、配置靈活、高速的處理速度、精確的數(shù)據(jù)處理能力、PLC對步進(jìn)電機也具有良好的控制能力，利用其高速脈沖輸出功能或運動控制功能，即可實現(xiàn)對步進(jìn)電機的控制。

對于那些在運行過程中移動距離和速度均確定的具體設(shè)備，認(rèn)為采用PLC通過步進(jìn)電機驅(qū)動器來控制步進(jìn)電機的運轉(zhuǎn)也是一種技術(shù)方案。

步進(jìn)電機的特點：

（1）步進(jìn)電機的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比，電機運轉(zhuǎn)一周后沒有累積誤差，具有良好的跟隨性。

（2）由步進(jìn)電機與驅(qū)動器電路組成的開環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)，既非常簡單、廉價，又非常可靠。同時，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。

（3）步進(jìn)電機的動態(tài)響應(yīng)快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。

（4）速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得大轉(zhuǎn)矩。

（5）步進(jìn)電機只能通過脈沖電源供電才能運行，它不能直接使用交流電源和直流電源。

步進(jìn)電機能響應(yīng)而不失步的最高步進(jìn)頻率稱為“啟動頻率”；與此類似，“停止頻率”是指系統(tǒng)控制信號突然關(guān)斷，步進(jìn)電機不沖過目標(biāo)位置的最高步進(jìn)頻率。而電機的啟動頻率、停止頻率和輸出轉(zhuǎn)矩都要和負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量相適應(yīng)。有了這些數(shù)據(jù)，就能有效地對步進(jìn)電機進(jìn)行變速控制。

采用PLC控制步進(jìn)電機，應(yīng)根據(jù)下式計算系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量、脈沖頻率上限和最大脈沖數(shù)量，進(jìn)而選擇PLC及其相應(yīng)的功能模塊。根據(jù)脈沖頻率可以確定PLC高速脈沖輸出時需要的頻率，根據(jù)脈沖數(shù)量可以確定PLC的位寬。

脈沖當(dāng)量=（步進(jìn)電機步距角×螺距）/（360×傳動速比）

脈沖頻率上限=（移動速度×步進(jìn)電機細(xì)分?jǐn)?shù)）/脈沖當(dāng)量

最大脈沖數(shù)量=（移動距離×步進(jìn)電機細(xì)分?jǐn)?shù)）/脈沖當(dāng)量

脈沖當(dāng)量=（步進(jìn)電機步距角×螺距）/（360×傳動速比）

脈沖頻率上限=（移動速度×步進(jìn)電機細(xì)分?jǐn)?shù)）/脈沖當(dāng)量

最大脈沖數(shù)量=（移動距離×步進(jìn)電機細(xì)分?jǐn)?shù)）/脈沖當(dāng)量

PLC對步進(jìn)電機的控制首先要確立坐標(biāo)系，可以設(shè)為相對坐標(biāo)系，也可以設(shè)為絕對坐標(biāo)系。坐標(biāo)系的設(shè)置在DM6629字中，00—03位對應(yīng)脈沖輸出0，04—07位對應(yīng)脈沖輸出1。設(shè)置為0時，為相對坐標(biāo)系；設(shè)置為1時，為絕對坐標(biāo)系。

采用PLC通過步進(jìn)驅(qū)動器來控制步進(jìn)電機的運轉(zhuǎn)，從而達(dá)到了PLC在步進(jìn)電動控制中應(yīng)用更加廣泛。例如，在對單雙軸運動的控制過程中，在控制面板上設(shè)定移動距離、速度和方向等參數(shù)。

PLC讀入這些設(shè)定值后，通過運算產(chǎn)生脈沖、方向信號，控制步進(jìn)電動機驅(qū)動，達(dá)到對距離、速度、方向控制的目的。并通過實測證明系統(tǒng)運行結(jié)果具有可靠性、可行性、有效性。

三菱plc控制步進(jìn)電機程序

·采用絕對位置控制指令(DRVA)，大致闡述FX1S控制步進(jìn)電機的方法。由于水平有限，本實例采用非專業(yè)述語論述，請勿引用。
·FX系列PLC單元能同時輸出兩組100KHZ脈沖，是低成本控制伺服與步進(jìn)電機的較好選擇！
·PLS+，PLS-為步進(jìn)驅(qū)動器的脈沖信號端子，DIR+，DIR-為步進(jìn)驅(qū)動器的方向信號端子。
·所謂絕對位置控制(DRVA),就是指定要走到距離原點的位置，原點位置數(shù)據(jù)存放于32位寄存器D8140里。當(dāng)機械位于我們設(shè)定的原點位置時用程序把D8140的值清零，也就確定了原點的位置。
·實例動作方式：X0閉合動作到A點停止，X1閉合動作到B點停止，接線圖與動作位置示例如左圖(距離用脈沖數(shù)表示)。
·程序如下圖：(此程序只為說明用，實用需改善。)
·說明：
·在原點時將D8140的值清零(本程序中沒有做此功能)
·32位寄存器D8140是存放Y0的輸出脈沖數(shù)，正轉(zhuǎn)時增加，反轉(zhuǎn)時減少。當(dāng)正轉(zhuǎn)動作到A點時，D8140的值是3000。此時閉合X1，機械反轉(zhuǎn)動作到B點，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。
·當(dāng)機械從A點向B點動作過程中，X1斷開(如在C點斷開)則D8140的值就是200，此時再閉合X0，機械正轉(zhuǎn)動作到A點停止。
·當(dāng)機械停在A點時，再閉合X0，因為機械已經(jīng)在距離原點3000的位置上，故而機械沒有動作！

·把程序中的絕對位置指令(DRVA)換成相對位置指令(DRVI)：
·當(dāng)機械在B點時(假設(shè)此時D8140的值是-3000)閉合X0，則機械正轉(zhuǎn)3000個脈沖停止，也就是停在了原點。D8140的值為0
·當(dāng)機械在B點時(假設(shè)此時D8140的值是-3000)閉合X1，則機械反轉(zhuǎn)3000個脈沖停止，也就是停在了左邊距離B點3000的位置(圖中未畫出)，D8140的值為-6000。  
 
  
·一般兩相步進(jìn)電機驅(qū)動器端子示意圖：
·FREE+，F(xiàn)REE-：脫機信號，步進(jìn)電機的沒有脈沖信號輸入時具有自鎖功能，也就是鎖住轉(zhuǎn)子不動。而當(dāng)有脫機信號時解除自鎖功能，轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)并且不響應(yīng)步進(jìn)脈沖。
·V+，GND：為驅(qū)動器直流電源端子，也有交流供電類型。
·A+，A-，B+，B-分別接步進(jìn)電機的兩相線圈。  

梯形圖程序如下：