从而就可以确定步进电动机的相数和拍数。

[3]

2.1.3 步进电动机驱动器
    在对步进电机进行控制时,常常采用步进电机驱动器对其进行控制。步进电机
驱动器采用超大规模集成电路组成

,具有高度的抗干扰性以及快速的响应性,不宜

出现死机或丢步现象。步进电机驱动器主要有电源部分、信号输入部分、输出部分
组成。在与

PLC 连接时,需要连接的信号主要有脉冲输入信号和方向信号。 在采

用步进电机驱动器来控制步进电机时

,可以不考虑步进电机各相的时序问题,只要

考虑输出脉冲的频率和步进电机的方向。当步进电机驱动器收到一个脉冲信号

,

它就驱动步进电机按照设定的方向转动一个固定的角度。根据生产机械的要求和
步进电动机在整个系统中的实际情况来确定如何选用步进电动机伺服系统，
2．2 可编程逻辑控制器 PLC 的选择

PLC 要和步进电机配合实现运动控制，需要在 PLC 内部进行设定并编制一

定的程序。另外，步进电机控制是要用高速脉冲控制的，所以

PLC 必须是可以

输出高速脉冲的晶体管输出形式，不可以使用继电器输出形式的

PLC 来控制步

进电机。例如：

S7-200 PLC 在工业生产中得到了广泛的应用,可以用于开关量控

制

, 也 可 用 于 运 动 控 制 , 具 有 发 送 高 速 脉 冲 功 能 ， 该 PLC 的 型 号 是 CPU 

224DC/DC/DC,采用 24V 直流供电,直流数字输入和输出,并采用晶体管型输出,最
高可以输出

20kHz 的高速脉冲,有 1 个串行通信端口。该 PLC 有 14 个输入点,10

个输出点。

S7-200 CPU224 CN 有两条高速脉冲输出指令 PTO 和 PWM,产生高速

脉冲串和脉冲宽度可调的波形

,可以用来控制 2 个步进电机。 在利用 PLC 对步进

电机进行控制时

,只能利用 Q0.0 和 Q0.1 作为脉冲输出点,可以同时控制两个步进

电机。

S7-200 PLC 可以设置控制字节和参数来设置 PTO/PWM 发生器,然后通过

脉冲输出指令

PLS,进行高速脉冲的输出。

2.2 控制功能设计
 2.2.1 编程设计

PLC 以 S7-200 为例来说明。计算机和 S7-200 PLC 通过 USB 接口的 PC/PPI

电缆进行连接和通信。

STEP7-Mi-cro/Win32 软件是 S7-200 的编程软件。对于 CN

的

S7-200 PLC,在编写 PLC 程序时,需要将编程软件设置为中文界面,才可以下载

PLC 程序。PLC 的编程可以采用梯形图和 STL。PLC 梯形图程序扫描原则,按先左
后右、先上后下的顺序

,逐行逐句扫描,执行程序。本文采用 STL 进行编程。梯形图

和

STL 可以进行自动转换。S7-200 有两个高速脉冲输出端,即 Q0.0 和 Q0.1。当

PLC 没有采用设置为 PTO/PWM 输出时,Q0.0 和 Q0.1 作为普通的输出端口使用。
本文采用

Q0.0 作为高速脉冲串输出,采用 Q0.2 控制步进电机的正反转。按下按钮

I0.0 时,步进电机正转,按下按钮 I0.1 时,步进电机反转,按下按钮 I0.2 时,步进电机
停止。

STL 格式的程序如图 1 所示。通过寄存器 SMB67 可以设置输出高速脉冲周

期的时间单位。

 如果 SMB67 设置为 16#8D,时间单位为 ms;如果 SMB 设置为

16#85,时间单位为 μs。在程序中设置高速脉冲的周期是 100ms。寄存器 SMD72 设
置输出的脉冲个数

,必须是整数。 最后,通过脉冲输出指令 PLS 启动脉冲的输出。

如果采用

Q0.1 作为高速脉冲串输出,对应的特殊寄存器分别是 SMB68、 SMW78

和

SMD82。[4]

2.2.2 加减速运行的设计

通过

PLC 程序从外部输入脉冲数值，并能实现正反转运行。初始周期为

2000μs，最高频率的周期为 1000μs，则对于第一段包络线来说，脉冲发生器调
整脉冲周期的增量值：