雷大軍

（四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院，成都，610100）

基于可編程控制器的步進(jìn)電機(jī)控制

雷大軍

（四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院，成都，610100）

采用CPU224XPS7-200西門子PLC對(duì)三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速等進(jìn)行控制，主要闡述了PLC的端口分配、PLC的外圍電路接線設(shè)計(jì)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中各功能的PLC梯形圖實(shí)現(xiàn)。

PLC；步進(jìn)；梯形圖；接線圖；端口分配

常用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子繞組有三相、四相、五相及六相等方式，而三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖分配又分為單三拍、雙三拍和單雙六拍。采用西門子PLC可以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的啟停、脈沖分配、轉(zhuǎn)動(dòng)方向、加減速的控制。下面采用循環(huán)移位指令產(chǎn)生正、反轉(zhuǎn)相序的三相六拍步進(jìn)脈沖，控制三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，加、減速運(yùn)動(dòng)。

1　控制要求和端口分配

1）按下起動(dòng)按鈕SB1，步進(jìn)電機(jī)按SA預(yù)設(shè)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)（SA=0為正轉(zhuǎn)，SA=1為反轉(zhuǎn)）；

2）按下停止按鈕SB2，步進(jìn)電機(jī)停止相序分配，當(dāng)再次按下起動(dòng)按鈕SB1時(shí)，步進(jìn)電機(jī)又從當(dāng)前相序開始轉(zhuǎn)動(dòng)；

3）按一下加速按鈕SB3，若當(dāng)前速度不是最高速度，則加速一次；

4）按一下減速按鈕SB4，若當(dāng)前速度不是最低速度，則減速一次；

5）按下復(fù)位按鈕SB5，步進(jìn)電機(jī)返回初始勵(lì)磁繞組U相處；

6）每隔設(shè)定間隔時(shí)間，相序變化一次；

2　PLC外圍接線圖

圖1　PLC外圍接線圖

根據(jù)PLC的I/O地址分配表，綜合系統(tǒng)對(duì)控制的要求，假定步進(jìn)電機(jī)的定子繞組采用DC24V電源供電，且負(fù)載電流足夠小，可以由PLC輸出端口直接驅(qū)動(dòng)，U、V、W是三相步進(jìn)電機(jī)的三相繞組，PLC外部電路接線圖如圖1示。

3　脈沖分配

若對(duì)三相步進(jìn)電機(jī)的三相繞組順序依次通電勵(lì)磁，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)按通電節(jié)拍正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，三相六拍步進(jìn)脈沖分配以及步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖2示。

圖2　步進(jìn)電機(jī)脈沖分配圖

4　梯形圖程序

梯形圖程序如圖3。

程序的網(wǎng)絡(luò)1-3由首次掃描信號(hào)（SM0.1）和復(fù)位信號(hào)（I0.4）使得移位寄存器MB0清零。

網(wǎng)絡(luò)4起動(dòng)按鈕SB1（I0.0）在首次啟動(dòng)時(shí)，使M0.0置位。若在三相勵(lì)磁繞組通電狀態(tài)下，則I0.0對(duì)移位寄存器MB0的值不起任何作用。

網(wǎng)絡(luò)5負(fù)責(zé)系統(tǒng)起、?？刂?，按下停止按鈕SB2 （I0.1），M2.0線圈斷電（值被清零），移位寄存器停止工作，不再分配脈沖，步進(jìn)電機(jī)停止，且MB0保持當(dāng)前值不變，下次按下起動(dòng)按鈕SB1（I0.0），步進(jìn)電機(jī)從當(dāng)前相序繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

按下復(fù)位按鈕SB5（I0.4），M2.0線圈斷電（值被清零），步進(jìn)電機(jī)停止，當(dāng)再次按下起動(dòng)按鈕SB1，步進(jìn)電機(jī)返回初始勵(lì)磁U相。

網(wǎng)絡(luò)6-7是起動(dòng)自動(dòng)加速控制的啟動(dòng)與停止，網(wǎng)絡(luò)8-11是正向移位、定時(shí)控制，網(wǎng)絡(luò)12-15是自動(dòng)加速的加速度控制、手動(dòng)加速控制，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)高頻特性差，若起動(dòng)頻率過高，會(huì)出現(xiàn)失步、抖動(dòng)現(xiàn)象，采用了啟動(dòng)逐步加速使啟動(dòng)更平穩(wěn)；網(wǎng)絡(luò)16是手動(dòng)減速時(shí)間控制。

圖3　梯形圖

［1］《數(shù)控機(jī)床電氣控制》 ，廖兆榮，楊旭麗主編，高等教育出版社。

［2］《機(jī)床電氣及可編程序控制器實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 ，郁漢琪主編，高等教育出版社。

［3］《電器控制與PLC控制技術(shù)》 ，許翏，王淑英主編，機(jī)械工業(yè)出版社。

［4］《可編程控制器原理及應(yīng)用》 ，孫平主編，高等教育出版社。

［5］《電氣控制及PLC控制技術(shù)》，陳韋明，何美生主編，北京交通大學(xué)出版社。

The control about step motor based on PLC

Lei Dajun
（Sichuan aerospace vocational college，ChengDu，610100）

Using SIEMENS S7-200 PLC with CPU224XP to control three-phase stepper motor about start，stop，f orward，reverse，acceleration and deceleration，expounds mainly assignment upon PLC port andeach function design of peripheral electric circuit，PLC implementation in system allocation.

PLC；step；ladder diagram；wiring diagram；assignment upon port.