| 标题 | 基于PLC的多步进电机独立控制技术研究 |
| 范文 | 贾建超 摘 要：可编程逻辑控制器（Programmable logic Controller）简称PLC， 它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC， 最先的目的是取代继电器，从而执行继电器逻辑及其他计时或计数等功能的顺序控制为主， 所以也称顺序控制器，其结构也像一部微电脑，所以也可称为微电脑可程式控制器（MCPC）。 关键词：PLC；步进电机 1 PLC认知 可编程序控制器简称PLC，是一种数字运算操作的电子系统，是专为工业环境下的应用而设计的控制器。PLC是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。 为了满足工业控制的要求，PLC生产制造商不断推出具有不同层次性能和内部资源的形式多样的PLC；PLC按照I/O点数容量可分为小型机、中型机、大型机。按照结构形式又可分为整体式和模块式结构；按照使用情况还，分为通用型和专用型。随着PLC市场的不断扩大，PLC生产已经发展成为一个庞大的产业，主要厂商集中在欧美国家和日本，其产品差异较大，日本主推产品定位在小型机，而欧美国家产品则以大中型机为主。 本系统采用国产无锡信捷XCC-32t XCC系列PLC具有如下特点：（1）更高的指令处理速度。XCC系列PLC拥有更快的指令处理速度，相当于XC系列的3倍，重点表现在浮点指令运算速度明显提高；（2）最多可支持5路脉冲输出。XCC系列拥有5路高速脉冲输出功能，频率高达200KHz，最大化满足了用户的控制需求；（3）最多可支持5路AB相计数。XCC系列拥有5路AB相高速计数功能，频率高达80KHz；（4）可扩展XC系列开关量、模拟量模块以及BD板。与XC系列PLC相似，XCC系列同样支持模块和BD板的扩展，包括开关量、温度模拟量模块等（XCC外接的扩展模块必须为XCL系列）；（5）支持基本的运动控制指令。可实现两轴联动、插补、随动、坐标转换等功能；（6）兼容XC系列的普通功能。XCC系列除拥有以上优势外，也支持XC系列PLC的普通功能，包括高速脉冲、高速计数、中断、PID控制等（频率测量功能除外）。 2 步进电机介绍 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。根据步进电机的工作原理，步进电机工作时需要满足一定相序的较大电流的脉冲信号，生产装备中使用的步进电动机都配备有专门的步进电机驱动装置来直接控制与驱动步进电机的运转工作。目前比较常用的步进电机分为：永磁式（PM） ，反应式（VR）和混合式（HB）三种。 步进电机受脉冲的控制，其转子的角位移量和转速与输入脉冲的数量和脉冲频率成正比，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，以达到准确定位的目的。同时，也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机的运行特性还与其线圈绕组的相数和通电运行的方式有关。 步进电机的运行特性不仅与步进电机本身和负载有关，而且与配套使用的驱动装置有着十分密切的关系。目前使用的绝大部分步进电机驱动装置都采用硬件环形脉冲分配器，与功率放大器集成在一起，共同构成步进电机的驱动装置，可实现脉冲分配和功率放大两个功能。 3 PLC多步进电机系统 硬件连接：根据XCC系列PLC输出接线方式可知Y0、Y1、Y2、Y3、Y4为5路独立脉冲信号输出端，分别通过2K电阻接于步进电机驱动器的脉冲输入端PUL-；步进电机驱动器的脉冲输入端PUL+接到外部24V电源模块+24V端。Y5、Y6、Y7、Y10、Y11为5路独立方向信号输出端，分别通过2K电阻接于步进电机驱动器的方向输入端DIR-；步进电机驱动器的方向输入端DIR+接到外部24V电源模块+24V端。PLC输出端COM0、COM1、COM2分别接到外部24V电源模块0V端。硬件连接完毕。 （一）脉冲输出指令介绍： 无加减速时间变化的单向定量脉冲输出PLSY、S1、S2、D。S1指定频率的数值或软元件地址编号，S2指定脉冲数目的数值或软元件的地址编号，D指定脉冲输出端口编号。 可变频率连续脉冲输出PLSF、S、D。S指定频率的数值或软元件地址编号，D指定脉冲输出端口编号。 可变频率连续脉冲（加方向）输出PLSF、S、D1、D2。S指定频率的数值或软元件地址编号，D1指定脉冲输出端口编号，D2指定脉冲方向输出端口编号。 （二）程序设计方法的实现 无论是在同一个主程序中，还是在同一个流程或者子程序中，都不能对同一个输出口Y编写两条或两条以上的脉冲输出指令（相同与不同的脉冲指令都不可以）。当需要执行多条脉冲指令时，我们可以通过以下三种方式实现： （1）书写多个流程或者子程序，每个流程或者子程序里面都只有一条同一端口输出的脉冲指令。 （2）如果在多处需要使用的是同一条脉冲输出指令，可以在主程序中只书写一条脉冲指令，指令中的相关参数全部为寄存器；在需要使用到的时候，只要先将相关参数的值修改好，再导通脉冲的前提条件即可。 （3）可以通过顺序功能块BLOCK实现，BLOCK可以支持多条脉冲顺序执行的原则。 参考文献： [1]朱勇.基于PLC步进电机控制系统研究[J].企业技术开发，2014（08）. |
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