基于可編程控制器的步進電機控制

雷大軍

（四川航天職業(yè)技術學院，成都，610100）

基于可編程控制器的步進電機控制

雷大軍

（四川航天職業(yè)技術學院，成都，610100）

采用CPU224XPS7-200西門子PLC對三相步進電動機進行啟動、停止、正轉、反轉、加速、減速等進行控制，主要闡述了PLC的端口分配、PLC的外圍電路接線設計及系統(tǒng)設計中各功能的PLC梯形圖實現(xiàn)。

PLC；步進；梯形圖；接線圖；端口分配

常用步進電動機的定子繞組有三相、四相、五相及六相等方式，而三相步進電動機的脈沖分配又分為單三拍、雙三拍和單雙六拍。采用西門子PLC可以實現(xiàn)步進電動機的啟停、脈沖分配、轉動方向、加減速的控制。下面采用循環(huán)移位指令產生正、反轉相序的三相六拍步進脈沖，控制三相步進電動機的正、反轉，加、減速運動。

1　控制要求和端口分配

1）按下起動按鈕SB1，步進電機按SA預設的方向轉動（SA=0為正轉，SA=1為反轉）；

2）按下停止按鈕SB2，步進電機停止相序分配，當再次按下起動按鈕SB1時，步進電機又從當前相序開始轉動；

3）按一下加速按鈕SB3，若當前速度不是最高速度，則加速一次；

4）按一下減速按鈕SB4，若當前速度不是最低速度，則減速一次；

5）按下復位按鈕SB5，步進電機返回初始勵磁繞組U相處；

6）每隔設定間隔時間，相序變化一次；

2　PLC外圍接線圖

圖1　PLC外圍接線圖

根據(jù)PLC的I/O地址分配表，綜合系統(tǒng)對控制的要求，假定步進電機的定子繞組采用DC24V電源供電，且負載電流足夠小，可以由PLC輸出端口直接驅動，U、V、W是三相步進電機的三相繞組，PLC外部電路接線圖如圖1示。

3　脈沖分配

若對三相步進電機的三相繞組順序依次通電勵磁，步進電機就會按通電節(jié)拍正轉或反轉，三相六拍步進脈沖分配以及步進電機的轉動方向如圖2示。

圖2　步進電機脈沖分配圖

4　梯形圖程序

梯形圖程序如圖3。

程序的網(wǎng)絡1-3由首次掃描信號（SM0.1）和復位信號（I0.4）使得移位寄存器MB0清零。

網(wǎng)絡4起動按鈕SB1（I0.0）在首次啟動時，使M0.0置位。若在三相勵磁繞組通電狀態(tài)下，則I0.0對移位寄存器MB0的值不起任何作用。

網(wǎng)絡5負責系統(tǒng)起、?？刂?，按下停止按鈕SB2 （I0.1），M2.0線圈斷電（值被清零），移位寄存器停止工作，不再分配脈沖，步進電機停止，且MB0保持當前值不變，下次按下起動按鈕SB1（I0.0），步進電機從當前相序繼續(xù)運轉。

按下復位按鈕SB5（I0.4），M2.0線圈斷電（值被清零），步進電機停止，當再次按下起動按鈕SB1，步進電機返回初始勵磁U相。

網(wǎng)絡6-7是起動自動加速控制的啟動與停止，網(wǎng)絡8-11是正向移位、定時控制，網(wǎng)絡12-15是自動加速的加速度控制、手動加速控制，因為步進電機高頻特性差，若起動頻率過高，會出現(xiàn)失步、抖動現(xiàn)象，采用了啟動逐步加速使啟動更平穩(wěn)；網(wǎng)絡16是手動減速時間控制。

圖3　梯形圖

［1］《數(shù)控機床電氣控制》 ，廖兆榮，楊旭麗主編，高等教育出版社。

［2］《機床電氣及可編程序控制器實驗、課程設計指導書》 ，郁漢琪主編，高等教育出版社。

［3］《電器控制與PLC控制技術》 ，許翏，王淑英主編，機械工業(yè)出版社。

［4］《可編程控制器原理及應用》 ，孫平主編，高等教育出版社。

［5］《電氣控制及PLC控制技術》，陳韋明，何美生主編，北京交通大學出版社。

The control about step motor based on PLC

Lei Dajun
（Sichuan aerospace vocational college，ChengDu，610100）

Using SIEMENS S7-200 PLC with CPU224XP to control three-phase stepper motor about start，stop，f orward，reverse，acceleration and deceleration，expounds mainly assignment upon PLC port andeach function design of peripheral electric circuit，PLC implementation in system allocation.

PLC；step；ladder diagram；wiring diagram；assignment upon port.