基于PLC的步进电动机的控制

基于PLC的步进电动机的控制

张玉玮

(山东核电有限公司265100)

摘要：步进电动机作为电气自动化的产品之一，能够在一些精密机械及自动化控制系统等领域广泛的应用。而在一些需要精确地控制转角的情况之下，使用电机能够达到最为理想的效果。在一些精密的设备比如打印机，机床设备以及仪器仪表当中，步进电动机具有广泛的应用。而如今计算机科学技术以及微电子技术在飞速的发展，因此对于步进电机有着更大的需求量。

关键词：plc；步进电动机；控制

步进电动机主要的是将电脉冲信号转变为角位移或者是线位移。因为脉冲控制之下，步进电动机转子的速度以及角位移量与脉冲信号的频率及数量呈现正比的关系，为了能够准确的进行定位，可以对于角位进行严格的控制，同时根据脉冲的频率来对电动机的转动加速度以及速度进行控制，本文主要的探究了PLC的步进电动机控制情况。

1步进电动机的具体分类以及特性

在目前电动市场上步进电动机根据其内部构造能够分为三种，第二种永磁式步进电动机，第三种电动机则是混合式步进电动机。这种电动机集前两者的所有优势于一身，主要的是采用了四相的步进电动机，在混合步进电动机当中其定子以及转子的制作材料主要为硅钢片，想要对于混合步进电动机进行控制，需要根据具体的一位脉冲的频率，对电动机进行转动、启动、停止的控制，该步进电动机的电源主要的是来自于单极性的直流电源，想要使步进电动机正常的运转，则需要根据特定的时序，向步进电动机之内进行充电。

2PLC的概述

2.1基本结构组成

PLC主要的是为了在工业环境之下更好的运用，以内部所存储的逻辑运算以及顺序运算等，通过对于数字或者是模拟等进行输入以及输出，使得与PLC有关的设备与工业控制系统有机的结合，帮助其更好的实现基本功能，其基本的职能单位主要由中央处理、单元存储器、电源等共同组成，存储器则分为系统程序存储器以及用户程序存储器，而应用于PLC当中的电源在这个系统当中为整个系统提供充分的动力,缺失电源整个系统就无法正常运行，所以在PLC设计制造之时，着重于对于电源的制造。

2.2PLC具备的特点

在PLC的制造过程当中，经过了严格的生产工艺，其内部的电路使用了较为严格的抗干扰技术，能够保证电气控制设备具有更高的可靠性。而通过PLC技术能够极大的降低出现故障的可能性，在出现故障时，及时的发出警报信息，帮助有关人员查找错误。除此之外还具有较强的适用性，因为人们对于PLC应用的不断探索，同时之前该电动机能够应用于各种的工业当中。其具体功能除了对于信息进行处理之外，还能够对数据进行运算，能够在工业当中的位置控制以及温度控制当中起到独特的作用。该技术面向于所有工作人员，只需要有少量的逻辑控制指令，明白到位就能弄清楚功能机制，帮助那些对于计算机原理以及电子电路等并不了解的工作人员也能够通过简单的熟悉之后将之应用到具体的工作当中，因此该技术广泛的受到技术人员们的欢迎。

3选取合适的步进电动机工作方式

3.1步进电动机的具体工作形式

根据不同的通电顺序，在步进电动机运转过程当中，可以分为单四拍，双四拍以及八拍这两种工作方式。但是由转动力矩而言，双四拍的小于单四拍的。在相同的转动力矩之下，其步距角是相同的。因此当通电顺序决定的运转方式为八拍之时，具有更快的速度，同时具有更高的精密度。

3.2对步进电动机进行控制的原理

对于步进电动机进行通电，通过对其不同的通电顺序进行调控，使得运转方式不同，这一方式可以称之为脉冲分配。比如说可以通过对于步进电动机的通电顺序进行切换，从而按照次序对步进电动机，控制其换相顺序。

而在对于各个相绕组的通电顺序进行改变时，可以对于其转向进一步的控制，如果将步进电动机的通电顺序设置为正序，那么其就会进行正向转动。如果将其通电顺序设定为反序，那么电动机就会向相反的方向进行运动，因此想要使得步进电动机的转动方向发生改变，就可以调换PLC的通电顺序来达到这一目的，除此之外也可以使用其余的方法使电动机的运行方向发生改变，比如说能够将编写好的程序在运行之前直接的植入到设备当中。从而实现其运转方向的变化，而想要选取步进电动机的转动方向，也可以通过控制开关而任意地进行选择。

想要对步进电动机的部数进行控制，那么就可以通过向电动机内输入一个电脉冲而达到这一目的。具体输入的脉冲的数量应该随着角位移的增大而增大，随角位移的减小而减小。所以步部数进行控制时，需要根据步进电动机所输出的位移量从而获取到PLC能够输出的脉冲个数，从而更好的对于电动机的步数进行控制。通过公式对其步数进行计算则主要的围绕着步进电动机的输出位移量，机构的脉冲当量以及脉冲的使用，步进电动机的位移，输出量与机构的脉冲当量相处就得到了不进电动机的具体步数，从而能够很好的对步数进行测量。

4根据PLC对步进电动机进行设计

因为步进电动机能够根据脉冲的数量以及脉冲信号的频率，控制步进电动机的转速以及启动情况，这些情况与附带的变化无关。在驱动器对于脉冲信号进行反应之后它能够以一个相同的角度使电动机进行运转，通过改变角位移的量，快速的实现定位。正因为这一独特的性质，该电动机广泛的应用于跟踪当中，准确的定位步进电动机具体的运行状态，而通过对于PLC进行步进电动机的控制，对于具备的硬件系统以及软件系统进行讨论。

4.1系统的硬件设计

步进电动机主要的是由电感性的负载共同组成，因为其具有较小的电阻，所以在运行的过程当中，应当使用限流电阻防止步进电动机因为过大的脉冲电流而出现了损坏。步进电动机的脉冲分配器能够直接的通过程序控制器的编程软件而进行。而赋予其上的功率驱动器则主要的通过在高压以及低压之间进行功率的切换，从而驱使电路运动。这种驱动电源与电动机所具备的工作频率没有关系，在这段时间之内对高电压进行关闭，只用来维持一定的电流，就可以对于系统所具备的高频性能进行改善，使得步进电动机在任何情况之下都能够大功率的输出转距，从而消耗更少的能量。

4.2软件设计

基于PLC对步进电动机进行控制时，无论是其硬件还是软件,在设计时应当充分发挥出PLC具备的实用性以及较高的可靠性，保证其具备有简单的界限，方便以后的维修。而在进行实际应用时，还应当考虑到各个有关的影响因素，比如说技术参数以及容量。还应当考虑到PLC输出端的保护等,使得系统能够安全的进行工作。因此想要使该技术应用于实际工作当中，还需要现场进行调试。而一个能够广泛应用于各个行业当中的应用软件不是短时间内就可以完成的，而是需要经过不断地改进以及不断的完善。

5结束语

以PLC对步进电动机进行控制，能够防止在工作现场当中电动机受到电磁的干扰而造成意外事故，保证电动机运行更为安全可靠。除此之外，步进电动机还能够监测到每一个模块具体的状况。而通过PLC对于步进电动机进行控制，能够更好的突出系统的功能，同时使电动机具备有良好的可靠性。

参考文献：

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[2]王雁博.基于PLC的步进电机控制系统设计[J].西安文理学院学报（自然科学版）,2017(4).

[3]秦常贵[1].基于PLC的步进电动机的正反转及调速控制[J].煤矿机械,2011,32(8):186-187.