基于PLC控制的四相步进电机的电路设计

本文在分析了PLC的特点与应用,在此基础上提出了步进电机的控制方法,并介绍了PLC控制系统的电路设计方案。

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数控技术

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基于PC控制的四相步进电机的电路设计L武亚雄

简方另PC/接步进电机作为执行元件之一，有电脉冲信号的转换功能，具可合模块，单灵活，便实用。外，L的IO口模块十分丰富、安维以将其转换成直线位移或者角位移。电机的输出位移量同输入脉冲编程方法简单多样，装容易、修方便。1L的应用.3PC个数之间为正比关系，电机的转速同脉冲频率之间成正比关系，电机

PCN已在工业自动化领域得到广泛应用。L￣今在机械行业、冶轻石电力行业、织行业、纺电子产业、品食机的速度、向以及输出位移量的控制，以通过控制脉冲个数、转可脉金行业、工行业、化行业、有研究表明，冲频率和各相电机绕组的相序来实现。步进电机的启动、停车、反转行业等多种行业中都发挥着不可替代的重要作用。的转向同各相绕组的相序也存在直接关联。因此，想实现对步进电要

0L实现。L能够实现逻辑顺序控Pc等各种运行方式都可通过少数脉冲改变，控制精度高，且应用广泛。8%以上的工业控制能够通过PC制功能，数据处理功能，对过程进行控制功能以及通信互联网等多

1、PC的特点与应用L

种功能。L能够实现控制步进电机的功能，Pc并且能够提高其抗干PC可编程序控制器的简称，LL是PC的研制基础是继电器控制扰能力和可靠性。以及计算机控制，作为新型的工业自动控制装置，核心是微处理其、步进电机的控制方法器，自动化、将计算机、通讯等技术于一体，具有安全可靠、环境适应2能力强、编写程序简单方便等诸多优点，目前已在工业自动化领域广泛应用。11较高的可

靠性.

21四相步进电机的控制要求.其主要是能够实现对电机转速、正反转以及步数的控制。22转速控制.

输入脉冲频率是决定步进电机转速的关键因素。由图l可知，输PC的IO接口电路全部使用的是光电隔离，而实现了现L/进场外电路同内电路之间的电气隔离；滤波器的全面使用，RC缩短了入脉冲周期如果发生改变，BCD四相绕组的高低电平宽度必A、、、造成通电、断电的变化速率发生改变，进而影响电滤波时间，通常仅需1~2m屏蔽措施的广泛应用，00;有效避免了须同时发生改变。辐射干扰；关电源具有良好的自诊断功能，能优良，开性如果遇到电机转速。23正反转控制.源故障或者软硬件问题，PCU可以立即进行分析处理；其使用的编程语言简单而方便，信息保护和恢复功能易于实现；警戒时钟WDT可以通过改变各绕组的通电顺序实现对步进电机的正、反转控四相双四拍步进电机通电顺是A—B—C)DBC【一A—A_B……此的

应用给用户带来很大方便；能够实现程序备份功能以及动态数据制。时电机正转；当绕组通电顺序是AD—DCC—B—BA—AD……此电池的后备功能。这些措施保证了PCL具有较高的可靠性。12模块化结构设计。通用性较强.时电机反转。以，过改变输出脉冲顺序，而改变各绕组的通电所通进PC家为用户提供有多种多样的功能模块，发出了各种系顺序，能完成对电机的正、L厂开就反转控制。24步数控制.列化的产品。户可以按照实际需要，择适合的PC品，而组用选L产进

每输入一个电脉冲，步进电机就会前进一步，其输出的角位移建符合需求的控制系统。应用设计过程中，户大都无需制作各种用附加装置。LPC生产厂家为满足工业控制需求，P电源、O等同输入脉冲数之间是正比关系。此，CU、I/为我们可以按照其输出位移量构成了PCL的主要组成部件，其结构大都按模块化设计，各模块之的大小，L的输出脉冲个数进行确认，而控制电机的步数。对PC从其间主要通过机架和电缆连接，用户可以按照系统规模和功能自行组公式为：n=△L6/

在此公式中，

代表电机的输出位移量(△Lmm)6代表脉冲当，入脉)申

量(mm/脉冲)。

A相

3、基于PC控制系统的电路设计方案L因为步进电机的运动不会产生旋转量的误差累积，因此，无需反馈信号的开环控制是步进电机控制的最大特点。L控制系统该PC使用三菱F23MR,某-2参见图2。

B相

C相

D相

图1脉冲分配波形图

图2L控制进电机的系统框图PC