基于PLC的步進(jìn)電機(jī)綜合控制

摘要：PLC廣泛應(yīng)用于邏輯控制、順序控制等工業(yè)現(xiàn)場中。步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件，能將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移。本文設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)綜合控制系統(tǒng)以CPU226為主機(jī)，采用子程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向控制，采用中斷實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)速度控制。

關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī) PLC 轉(zhuǎn)向控制 速度控制

0 引言

可編程序控制器（PLC）是以自動(dòng)控制技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置[1]。PLC廣泛應(yīng)用于邏輯控制、順序控制等工業(yè)現(xiàn)場中。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移的執(zhí)行元件，每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖時(shí)，它便轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的角度，脈沖持續(xù)的輸入，電機(jī)便不停轉(zhuǎn)動(dòng)，它是數(shù)字控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件[2]。本文采用西門公司S7-200中的CPU226為主機(jī)，利用子程序調(diào)用形式實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)運(yùn)行控制，利用定時(shí)中斷方式實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)中速和高速運(yùn)行控制。

1 控制要求

閉合控制開關(guān)后，步進(jìn)電機(jī)先低速（脈沖周期為2s）正轉(zhuǎn)運(yùn)行，0.5min后步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)中速（脈沖周期為1s）運(yùn)行，再過0.5min后步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高速（脈沖周期為0.5s）運(yùn)行；步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行期間可隨時(shí)進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向切換，任意時(shí)刻斷開控制開關(guān)后步進(jìn)電機(jī)立即停止。

2 步進(jìn)電機(jī)工作原理

步進(jìn)電機(jī)按照控制繞組的數(shù)量可分為兩相步進(jìn)電機(jī)、三相步進(jìn)電機(jī)、四相步進(jìn)電機(jī)、五相步進(jìn)電機(jī)和六相步進(jìn)電機(jī)等，本文以常用的四相步進(jìn)電機(jī)為例介紹步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向和速度控制。四相步進(jìn)電機(jī)各相分別為A、B、C、D，可采用單相勵(lì)磁方式，即每種狀態(tài)只有一相勵(lì)磁，各相循環(huán)勵(lì)磁，只要改變勵(lì)磁順序，即可改變步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向。其正轉(zhuǎn)勵(lì)磁順序?yàn)椋篈→B→C→D→A；反轉(zhuǎn)勵(lì)磁順序?yàn)椋篋→C→B→A→D。步進(jìn)電機(jī)的速度主要取決于脈沖頻率，其角速度與頻率成正比，因此只要控制脈沖頻率即可獲得所需速度。

3 I/O資源分配

根據(jù)步進(jìn)電機(jī)綜合控制系統(tǒng)要求，系統(tǒng)的輸入信號需要1個(gè)控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)/停止控制，需要2個(gè)按鈕實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制；輸出信號需要4個(gè)輸出繼電器分別控制步進(jìn)電機(jī)的四相繞組，步進(jìn)電機(jī)綜合控制I/O分配表如表1所示。

4 梯形圖設(shè)計(jì)

根據(jù)控制要求，步進(jìn)電機(jī)控制程序梯形圖由主程序、子程序和中斷程序組成，其中主程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)初始化、步進(jìn)電機(jī)低速正轉(zhuǎn)控制，子程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制，中斷程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)中速和高速控制，其主程序梯形圖如圖1所示、子程序梯形圖如圖2所示、中斷程序梯形圖如圖3所示：

參考文獻(xiàn)：

[1]郝敏釵，李英輝，馬寶秋，曲昀卿.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐項(xiàng)目教程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013.

[2]王海波，吳曉光，李沛，余祎琴.基于AT89S52單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009(22)：161-162.

[3]陳果.PLC控制步進(jìn)電機(jī)分度的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].伺服控制，

2010(02).

作者簡介：

李英輝(1979-)，男，河北石家莊人，碩士，石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：電氣控制。

endprint

摘要：PLC廣泛應(yīng)用于邏輯控制、順序控制等工業(yè)現(xiàn)場中。步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件，能將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移。本文設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)綜合控制系統(tǒng)以CPU226為主機(jī)，采用子程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向控制，采用中斷實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)速度控制。

關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī) PLC 轉(zhuǎn)向控制 速度控制

0 引言

可編程序控制器（PLC）是以自動(dòng)控制技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置[1]。PLC廣泛應(yīng)用于邏輯控制、順序控制等工業(yè)現(xiàn)場中。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移的執(zhí)行元件，每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖時(shí)，它便轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的角度，脈沖持續(xù)的輸入，電機(jī)便不停轉(zhuǎn)動(dòng)，它是數(shù)字控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件[2]。本文采用西門公司S7-200中的CPU226為主機(jī)，利用子程序調(diào)用形式實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)運(yùn)行控制，利用定時(shí)中斷方式實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)中速和高速運(yùn)行控制。

1 控制要求

閉合控制開關(guān)后，步進(jìn)電機(jī)先低速（脈沖周期為2s）正轉(zhuǎn)運(yùn)行，0.5min后步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)中速（脈沖周期為1s）運(yùn)行，再過0.5min后步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高速（脈沖周期為0.5s）運(yùn)行；步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行期間可隨時(shí)進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向切換，任意時(shí)刻斷開控制開關(guān)后步進(jìn)電機(jī)立即停止。

2 步進(jìn)電機(jī)工作原理

步進(jìn)電機(jī)按照控制繞組的數(shù)量可分為兩相步進(jìn)電機(jī)、三相步進(jìn)電機(jī)、四相步進(jìn)電機(jī)、五相步進(jìn)電機(jī)和六相步進(jìn)電機(jī)等，本文以常用的四相步進(jìn)電機(jī)為例介紹步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向和速度控制。四相步進(jìn)電機(jī)各相分別為A、B、C、D，可采用單相勵(lì)磁方式，即每種狀態(tài)只有一相勵(lì)磁，各相循環(huán)勵(lì)磁，只要改變勵(lì)磁順序，即可改變步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向。其正轉(zhuǎn)勵(lì)磁順序?yàn)椋篈→B→C→D→A；反轉(zhuǎn)勵(lì)磁順序?yàn)椋篋→C→B→A→D。步進(jìn)電機(jī)的速度主要取決于脈沖頻率，其角速度與頻率成正比，因此只要控制脈沖頻率即可獲得所需速度。

3 I/O資源分配

根據(jù)步進(jìn)電機(jī)綜合控制系統(tǒng)要求，系統(tǒng)的輸入信號需要1個(gè)控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)/停止控制，需要2個(gè)按鈕實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制；輸出信號需要4個(gè)輸出繼電器分別控制步進(jìn)電機(jī)的四相繞組，步進(jìn)電機(jī)綜合控制I/O分配表如表1所示。

4 梯形圖設(shè)計(jì)

根據(jù)控制要求，步進(jìn)電機(jī)控制程序梯形圖由主程序、子程序和中斷程序組成，其中主程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)初始化、步進(jìn)電機(jī)低速正轉(zhuǎn)控制，子程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制，中斷程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)中速和高速控制，其主程序梯形圖如圖1所示、子程序梯形圖如圖2所示、中斷程序梯形圖如圖3所示：

參考文獻(xiàn)：

[1]郝敏釵，李英輝，馬寶秋，曲昀卿.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐項(xiàng)目教程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013.

[2]王海波，吳曉光，李沛，余祎琴.基于AT89S52單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009(22)：161-162.

[3]陳果.PLC控制步進(jìn)電機(jī)分度的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].伺服控制，

2010(02).

作者簡介：

李英輝(1979-)，男，河北石家莊人，碩士，石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：電氣控制。

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摘要：PLC廣泛應(yīng)用于邏輯控制、順序控制等工業(yè)現(xiàn)場中。步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件，能將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移。本文設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)綜合控制系統(tǒng)以CPU226為主機(jī)，采用子程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向控制，采用中斷實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)速度控制。

關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī) PLC 轉(zhuǎn)向控制 速度控制

0 引言

可編程序控制器（PLC）是以自動(dòng)控制技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置[1]。PLC廣泛應(yīng)用于邏輯控制、順序控制等工業(yè)現(xiàn)場中。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移的執(zhí)行元件，每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖時(shí)，它便轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的角度，脈沖持續(xù)的輸入，電機(jī)便不停轉(zhuǎn)動(dòng)，它是數(shù)字控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件[2]。本文采用西門公司S7-200中的CPU226為主機(jī)，利用子程序調(diào)用形式實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)運(yùn)行控制，利用定時(shí)中斷方式實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)中速和高速運(yùn)行控制。

1 控制要求

閉合控制開關(guān)后，步進(jìn)電機(jī)先低速（脈沖周期為2s）正轉(zhuǎn)運(yùn)行，0.5min后步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)中速（脈沖周期為1s）運(yùn)行，再過0.5min后步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高速（脈沖周期為0.5s）運(yùn)行；步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行期間可隨時(shí)進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向切換，任意時(shí)刻斷開控制開關(guān)后步進(jìn)電機(jī)立即停止。

2 步進(jìn)電機(jī)工作原理

步進(jìn)電機(jī)按照控制繞組的數(shù)量可分為兩相步進(jìn)電機(jī)、三相步進(jìn)電機(jī)、四相步進(jìn)電機(jī)、五相步進(jìn)電機(jī)和六相步進(jìn)電機(jī)等，本文以常用的四相步進(jìn)電機(jī)為例介紹步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向和速度控制。四相步進(jìn)電機(jī)各相分別為A、B、C、D，可采用單相勵(lì)磁方式，即每種狀態(tài)只有一相勵(lì)磁，各相循環(huán)勵(lì)磁，只要改變勵(lì)磁順序，即可改變步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向。其正轉(zhuǎn)勵(lì)磁順序?yàn)椋篈→B→C→D→A；反轉(zhuǎn)勵(lì)磁順序?yàn)椋篋→C→B→A→D。步進(jìn)電機(jī)的速度主要取決于脈沖頻率，其角速度與頻率成正比，因此只要控制脈沖頻率即可獲得所需速度。

3 I/O資源分配

根據(jù)步進(jìn)電機(jī)綜合控制系統(tǒng)要求，系統(tǒng)的輸入信號需要1個(gè)控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)/停止控制，需要2個(gè)按鈕實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制；輸出信號需要4個(gè)輸出繼電器分別控制步進(jìn)電機(jī)的四相繞組，步進(jìn)電機(jī)綜合控制I/O分配表如表1所示。

4 梯形圖設(shè)計(jì)

根據(jù)控制要求，步進(jìn)電機(jī)控制程序梯形圖由主程序、子程序和中斷程序組成，其中主程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)初始化、步進(jìn)電機(jī)低速正轉(zhuǎn)控制，子程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制，中斷程序?qū)崿F(xiàn)步進(jìn)電機(jī)中速和高速控制，其主程序梯形圖如圖1所示、子程序梯形圖如圖2所示、中斷程序梯形圖如圖3所示：

參考文獻(xiàn)：

[1]郝敏釵，李英輝，馬寶秋，曲昀卿.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐項(xiàng)目教程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013.

[2]王海波，吳曉光，李沛，余祎琴.基于AT89S52單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009(22)：161-162.

[3]陳果.PLC控制步進(jìn)電機(jī)分度的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].伺服控制，

2010(02).

作者簡介：

李英輝(1979-)，男，河北石家莊人，碩士，石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：電氣控制。

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