基于PLC步進電機控制系統研究

摘 要：根據步進電機的應用原理設計了一個基于PLC的步進電機控制系統。并根據電機的特性設計了基于PLC的控制電路，系統通過改變控制信號頻率從而改變占空比來調整速度。

關鍵詞：步進電機控制；PLC；PWM；控制系統

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）8-0079-02

現代可編程序控制器采用微處理器（Microprocessor）作為管理內核，具有豐富的輯控制功能、算術運算、模擬量處理和通信聯網等功能。

PLC的高可靠性到目前為止沒有任何一種工業控制設備可以達到，PLC對環境的要求較低，與其它裝置的外部連線和電平轉換極少，可直接接各種不同類型的接觸器或電磁閥等。PLC的硬件主要由CPU模塊、I/O端口組成，如圖1所示：

PLC管理控制過程一般可分為輸入采樣，程序執行和輸出刷新三個主要階段。PLC程序的易修改性，可靠性，通用性，易擴展性，易維護性可和計算機程序相媲美，再加上其體積小，重量輕，安裝調試方便，使其設計加工周期大為縮短，可重復利用。

1 步進電機的控制系統設計

1.1 控制原理

步進電機的高頻啟動，低頻正常工作，但空載頻率是極限，啟動時超出時出現失步而無法啟動。同時，速度切換由校驗機制保障。

步進電機的速度控制原理實際上就是控制觸發脈沖的頻率，即變頻調速。其控制信號的頻率增加，電機轉速上升，反之亦然。

1.2 總體設計方案

1.2.1 控制部分的方案論證

方案一：用PLC電路實現。用定時芯片產生脈沖，用組合和時序電路實現對脈沖的分配及頻率的調節。整個電路用到的分立元件較多，電路構成復雜，不易焊接，且電路的抗干擾能力較差。……