淺談步進電機的PLC控制方法

一、引言
　　 隨著微電子技術和計算機技術的發展，可編程序控制器有了突飛猛進的發展，其功能已遠遠超出了邏輯控制、順序控制的范圍，它與計算機有效結合，可進行模擬量控制，具有遠程通信功能等。有人將其稱為現代工業控制的三大支柱（即PLC，機器人，CAD/CAM）之一。目前可編程序控制器（Programmable Controller）簡稱PLC已廣泛應用于冶金、礦業、機械、輕工等領域，為工業自動化提供了有力的工具。
　　二、PLC的基本結構
　　 PLC采用了典型的計算機結構，主要包括CPU、RAM、ROM和輸入/輸出接口電路等。如果把PLC看作一個系統，該系統由輸入變量-PLC-輸出變量組成，外部的各種開關信號、模擬信號、傳感器檢測的信號均作為PLC的輸入變量，它們經PLC外部端子輸入到內部寄存器中，經PLC內部邏輯運算或其它各種運算、處理后送到輸出端子，它們是PLC的輸出變量，由這些輸出變量對外圍設備進行各種控制。
　　三、控制方法及研究
　　1、FP1的特殊功能簡介
　　 (1) 脈沖輸出
　　 FP1的輸出端Y7可輸出脈沖，脈沖頻率可通過軟件編程進行調節，其輸出頻率范圍為360Hz～5kHz。
　　 (2) 高速計數器（HSC）
　　 FP1內部有高速計數器，可同時輸入兩路脈沖，最高計數頻率為10kHz，計數范圍-8388608～+8388607。
　　
　　 (3) 輸入延時濾波
　　 FP1的輸入端采用輸入延時濾波，可防止因開關機械抖動帶來的不可靠性，其延時時間可根據需要進行調節，調節范圍為1ms～128ms。
　　 (4) 中斷功能
　　 FP1的中斷有兩種類型，一種是外部硬中斷，一種是內部定時中斷。
　　2、步進電機的速度控制
　　 FP1有一條SPD0指令，該指令配合HSC和Y7的脈沖輸出功能可實現速度及位置控制。速度控制梯形圖見圖1，控制方式參數見圖2，脈沖輸出頻率設定曲線見圖3。
　　
　　

　　3、控制系統的程序運行

　　圖4是控制系統的原理接線圖，圖4中Y7輸出的脈沖作為步進電機的時鐘脈沖，經驅動器產生節拍脈沖，控制步進電機運轉。同時Y7接至PLC的輸入接點X0，并經X0送至PLC內部的HSC。HSC計數Y7的脈沖數，當達到預定值時發生中斷，使Y7的脈沖頻率切換至下一參數，從而實現較準確的位置控制。實現這一控制的梯形圖見圖5。
　　

　　控制系統的運行程序：第一句是將DT9044和DT9045清零，即為HSC進行計數做準備;第二句～第五句是建立參數表，參數存放在以DT20為首地址的數據寄存器區;最后一句是啟動SPD0指令，執行到這句則從DT20開始取出設定的參數并完成相應的控制要求。
　　 由第一句可知第一個參數是K0，是PULSE方式的特征值，由此規定了輸出方式。第二個參數是K70，對應脈沖頻率為500Hz，于是Y7發出頻率為500Hz的脈沖。第三個參數是K1000，即按此頻率發1000個脈沖后則切換到下一個頻率。而下一個頻率即最后一個參數是K0，所以當執行到這一步時脈沖停止，于是電機停轉。故當運行此程序時即可使步進電機按照規定的速度、預定的轉數驅動控制對象，使之達到預定位置后自動停止。
　　三、結束語
　　 利用可編程序控制器可以方便地實現對電機速度和位置的控制，方便可靠地進行各種步進電機的操作，完成各種復雜的工作。它代表了先進的工業自動化革命，加速了機電一體化的實現。