基于PLC的步进电机转速控制方法研究

    摘要：概述了PLC控制的优点、步进电机的工作原理。提出了一种基于PLC的四相步进
电机控制方法，介绍了系统的硬件组成以及相应的I／O分配。软件设计包括脉冲产生和控
制、脉冲分配及步数设定三大模块，用软件完成脉冲分配功能，可以减少硬件资源，控制
参数改变方便灵活，提高了系统控制的可靠性和灵活性。步进电机又叫做脉冲电机，是控
制系统中的一种执行元件。它的作用是将脉冲信号变换为相应的位移，即给一个脉冲电信
号，步进电机就转动一个角度或前进一步。由于步进电机的位移与脉冲个数成正比，因此
只要控制输入脉冲的个数IlJ，便可控制步进电机前进的位移，从而实现精确定位。在负载
能力范围内，这些关系不因电源电压、负载大小、环境条件的波动而变化，因而可适用于
开环系统中
作执行元件，使控制系统大为简化。目前，我国已较多地将步进电机用于机械加工的数字
程序控制机床中(即数控机床)，在绘图机、轧钢机的自动控制、自动记录仪表和数模变换
等方面也得到很多应用睇J。

可编程序控制器(programmable logic controller)简称PLC，是一种数字运算操作

的电子系统，专门用于工业环境设计。它的主要特点是可靠性高、使用方便、体积小、重量
轻、编程简单易学，在工业控制领域得到广泛的应用【3】。

1步进电机的工作原理
     对步进电机的控制主要包括三个方面，即步进电机的转速控制、方向控制、步数控制。
改变步进电机定子绕组的通电顺序，就改变步进电机的旋转方向，改变脉冲频率，就改

‘

变步进电机的转速，改变脉冲个数，就改变步进电机的步数 41。设步进电机为四相单四
拍运行，即通电方式为A—B—C—D—A⋯⋯当图l中的A相绕组通电时，转子的齿与定子
AA上的齿对齐，相邻两对磁极下的齿和转子齿会错开l，4齿距角，即1．80．若A相断
电，B相通电，在磁力的作用下，转子应按顺时针方向转过1．80，转子的齿与定子BB
上的齿对齐，这时AA和CC极下的齿与转子又错开1．80．依此类推，控制绕组按A—B
—C—D—A⋯⋯顺序循环通电时，转子就按顺时针方向转动。每换接一次绕组，转子转过
l，4齿距角。如果要使步进电机反转，只要改通电顺序，即按A—D—C—B—A⋯⋯顺序
循环通电，转子将按反时针方向转动，步距角同样为l，4齿距角，即1．80．