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  科技创新导报  S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y   I n n o v a t i o n   H e r a l d

工　程　技　术

2009    NO.28

S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y   I n n o v a t i o n   H e r a l d

科技创新导报

入 接 口 电 路 包 括 公 共 端 (接 输 入 端 子 电 源
正 极 )、脉 冲 信 号 输 入 端 (输 入 一 系 列 脉 冲 ,
内 部 分 配 以 驱 动 步 进 电 机A、B相)、方向信
号 输 入 端(可 实 现 步 进 电 机 的 正 、反转)、脱
机 信 号 输 入 端 。

步 进 电 机 驱 动 器 输 入 端 子 功 能 :
公 共 端 :将 输 入 信 号 的 电 源 正 极 连 接

到 该 端 子 上 ,为CP、DIR、  FREE端 子 提 供 ,
此 时 对 应 的 内 部 光 耦 导 通 ,控 制 信 号 输 入
驱 动 器 中 。

脉 冲 信 号 输 入 CP:此 端 子 和 S7-200的

高 速 脉 冲 输 出 端(Q0.0或Q0.1)相连,以发出
连 线 高 速 脉 冲 驱 动 步 进 电 机 。

方 向 信 号 输 入 DIR:此 端 子 和S7-200的

输 出 端 Q0.2相 连 ,其 高 电 平 和 低 电 平 控 制
电 机 的 两 个 转 向 。

脱 机 信 号 FREE:此 端 为 低 电 平 有 效,这

时 电 机 处 于 无 力 矩 状 态 。

4 S7-200 控制步进电机的方法

[2]

驱 动 步 进 电 机 的 控 制 器 可 以 采 用 单 片

机 或 PLC,本文以PLC控 制 机 械 手 中 的 步 进
电 机 驱 动 为 例 介 绍 步 进 电 机 的 控 制 方 法 。
控 制 要 求:按 下 启 动 按 钮 SB1驱 动 机 械 手 Y
轴步进电机,使其连接的滚珠丝杠带动X滚
珠 丝 杠 组 和 气 动 手 夹 上 升 10cm,停 1秒 ,再
返 回 原 位 。当 按 下 停 止 按 钮 时,机械手臂返
回 出 发 点 停 止 。

4 . 1 进行 I / O 接点分配

步 进 电 机 控 制 I/O接 点 分 配 (见 表 1)。

4 . 2 绘制电气原理图

根 据 控 制 要 求 ,结 合 图 7机 械 手 结 构 绘

制 电 气 原 理 图 。

由 于 S7-200输 出 的 是 高 电 平 信 号 ,而

步进电机驱动器内部电路使得其输入信号
是 低 电 平 ,需 对 PLC输 出 信 号 反 向 变 成 低
电 平 才 能 和 驱 动 器 连 接 ,采 用 三 极 管 反 相
器 进 行 反 向,PLC驱动Y轴 步 进 电 机 电 气 原
理图(见图6)。

驱 动 器 的 共 阳 端 接 PLC的 24V电 源 正

极 ,  PLC输 出 点 Q0.1和Q0.2接 三 极 管 反 相
器 的 基 极 ,三 极 管 的 集 电 极 与 步 进 电 机 驱
动 器 的 脉 冲 信 号 、方 向 信 号 输 入 端 相 连 。

4 . 3 程序编写

在 S7-200编 程 软 件 中 编 写 驱 动 步 进 电

机 的 程 序 ,编 译 成 功 后 下 载 到 PLC。梯 形 图
(见 表 1)。

　 　

5  结语

在 步 进 电 机 的 控 制 中 ,我 们 理 解 了 步

进 电 机 的 工 作 过 程 ,但 在 编 程 中 采 用 不 同
的 控 制 字 其 运 行 结 果 是 不 同 的 ,经 过 多 次
实 验 找 到 了 比 较 适 合 的 控 制 字 。

参考文献

[1] 郑大钟.机电传动与控制[M]. 北京:清华

大 学 出 版 社 ,2003.

图4   A 相 通 电 时 定 转 子 齿 展 开 图

图5     B 相绕组通电定转子齿展开图

表 1     I / O 接 点 分 配

表1     机械手Y 轴步进电机控制指令表

图6     机械手Y 轴步进电机控制电气原理图