PLC控制步進電機方法

一、引言

微電子技術(shù)和計算機技術(shù)發(fā)展，可編程序控制器有了突飛猛進發(fā)展，其功能已遠遠超出了邏輯控制、順序控制范圍，它與計算機有效結(jié)合，可進行模擬量控制，具有遠程通信功能等。有人將其稱為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（即PLC，機器人，CAD/CAM）之一。目前可編程序控制器（ProgrammableController）簡稱PLC已廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、機械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動化提供了有力工具。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/329484.htm

二、PLC基本結(jié)構(gòu)

PLC采用了典型計算機結(jié)構(gòu)，主要包括CPU、RAM、ROM和輸入/輸出接口電路等。把PLC看作一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量-PLC-輸出變量組成，外部各種開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測信號均作為PLC輸入變量，它們經(jīng)PLC外部端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng)PLC內(nèi)部邏輯運算或其它各種運算、處理后送到輸出端子，它們是PLC輸出變量，由這些輸出變量對外圍設(shè)備進行各種控制。

三、控制方法及研究

1、FP1特殊功能簡介

(1) 脈沖輸出

FP1輸出端Y7可輸出脈沖，脈沖頻率可軟件編程進行調(diào)節(jié)，其輸出頻率范圍為360Hz～5kHz。

(2) 高速計數(shù)器（HSC）

FP1內(nèi)部有高速計數(shù)器，可同時輸入兩路脈沖，最高計數(shù)頻率為10kHz，計數(shù)范圍-8388608～+8388607。(3) 輸入延時濾波

FP1輸入端采用輸入延時濾波，可防止因開關(guān)機械抖動帶來不可靠性，其延時時間可需要進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為1ms～128ms。

(4) 中斷功能

FP1中斷有兩種類型，一種是外部硬中斷，一種是內(nèi)部定時中斷。

2、步進電機速度控制

FP1有一條SPD0指令，該指令配合HSC和Y7脈沖輸出功能可實現(xiàn)速度及位置控制。速度控制梯形圖見圖1，控制方式參數(shù)見圖2，脈沖輸出頻率設(shè)定曲線見圖3。

圖1 速度控制梯形圖

圖2 控制方式參數(shù)

圖3 脈沖輸出頻率設(shè)定曲線

3、控制系統(tǒng)程序運行

圖4 控制系統(tǒng)原理圖

圖4是控制系統(tǒng)原理接線圖，圖4中Y7輸出脈沖作為步進電機時鐘脈沖，經(jīng)驅(qū)動器產(chǎn)生節(jié)拍脈沖，控制步進電機運轉(zhuǎn)。同時Y7接至PLC輸入接點X0，并經(jīng)X0送至PLC內(nèi)部HSC。HSC計數(shù)Y7脈沖數(shù)，當達到預定值時發(fā)生中斷，使Y7脈沖頻率切換至下一參數(shù)，實現(xiàn)較準確位置控制。實現(xiàn)這一控制梯形圖見圖5。

圖5 控制梯形圖

控制系統(tǒng)運行程序：第一句是將DT9044和DT9045清零，即為HSC進行計數(shù)做準備;第二句～第五句是建立參數(shù)表，參數(shù)存放以DT20為首址數(shù)據(jù)寄存器區(qū);最后一句是啟動SPD0指令，執(zhí)行到這句則從DT20開始取出設(shè)定參數(shù)并完成相應(yīng)控制要求。由第一句可知第一個參數(shù)是K0，是PULSE方式特征值，由此規(guī)定了輸出方式。第二個參數(shù)是K70，對應(yīng)脈沖頻率為500Hz，Y7發(fā)出頻率為500Hz脈沖。第三個參數(shù)是K1000，即按此頻率發(fā)1000個脈沖后則切換到下一個頻率。而下一個頻率即最后一個參數(shù)是K0，當執(zhí)行到這一步時脈沖停止，電機停轉(zhuǎn)。故當運行此程序時即可使步進電機規(guī)定速度、預定轉(zhuǎn)數(shù)驅(qū)動控制對象，使之達到預定位置后自動停止。

三、結(jié)束語

利用可編程序控制器可以方便實現(xiàn)對電機速度和位置控制，方便可靠進行各種步進電機操作，完成各種復雜工作。它代表了先進工業(yè)自動化革命，加速了機電一體化實現(xiàn)。

步進電機必須用步進驅(qū)動器控制，PLC與驅(qū)動器之間由上位機線連接，這個得根據(jù)您步進電機的CN口的針腳定義來做，一般有四根線：方向，脈沖，

24V+ ，24V- 。PLC負責發(fā)送脈沖，你可以用PLSY脈沖輸出指令，PLC的Y0為脈沖，Y2為方向PLSYD10D12Y0脈沖頻率脈沖個數(shù)方向如果D12為0 ，將持續(xù)發(fā)送脈沖，直至指令不在執(zhí)行。然后你可以控制Y2的輸出來控制方向步進肯定要用驅(qū)動才可以動作的，而且只能工作在位置環(huán)，也就是只能夠接受脈沖信號，一般由plc給脈沖信號，發(fā)脈沖是三菱PLC的一個功能，需要編程實現(xiàn)Y0和Y1產(chǎn)生脈沖，用PLS指令，有這個指令說明的，你看看編程手冊因為步進電機分為多相繞組方式，需要驅(qū)動器接受脈沖信號及方向信號，采用功率元器件驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)，并可精確定位；定位的精度取決于步機電機性能、驅(qū)動器分相角、配套減速機等。

一般PLC都有脈沖發(fā)送指令，但需要注意的是，PLC只能選擇晶體管型式。如果三菱PLC的話，編程指令有多條可以使用，像定位中PLSY指令。Y0中數(shù)值可以通過MOV或其他指令修改，而Y1的方向則是，Y1置為“0”為正的話，當有條件使Y1置為“1”時，發(fā)脈沖條件滿足時電機則反轉(zhuǎn)。你做到兩點就可以學會了

1.了解步進驅(qū)動器的信號，認清哪個是正轉(zhuǎn)信號，哪個是反轉(zhuǎn)信號；2.學習脈沖專用指令PLSY，首先確認你所選的PLC類型，如果是FX的，請確認是MT（晶體管輸出）類型，如果不是，請你更換，因為MR的不能輸出高速脈沖的。接下來就是PLSY指令的學習，控制兩個數(shù)據(jù)，一個速度，也就是步進馬達的頻率，另一個就是脈沖數(shù)，也就是我觸發(fā)一次，步進馬達動作多少。指令的學習可以參考“三菱FX編程手冊”，或者在這里簡要給你介紹一下。

PLSYD1D2SD1就是頻率，D2就是脈沖量，S就是輸出端口（FX1S,FX1N,FX2N只有Y0和Y1兩個端口，F(xiàn)X3U有Y0，Y1,Y2三個端口）對D1和D2適當?shù)馁x值，指令前面加上適當?shù)挠|發(fā)條件就可以實現(xiàn)動作了！

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