资源描述：
《西门子PLC对四相步进电机控制的实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第8卷第2期济源职业技术学院学报Vol.8No.22009年6月JournalofJiyuanVocationalandTechnicalCollegeJun.2009西门子PLC对四相步进电机控制的实现张新军,李虹飞(济源职业技术学院机电系,河南济源454650)摘要:介绍了西门子PLC对四相步进电机的控制方法和编程技术、控制系统的设计方案及其软硬件的实现方法,实现了PLC对四相步进电机的转速控制、正反转控制以及步数控制。关键词:西门子PLC;步进电机;软件程序DOI:10.3969/j.iss
2、n.1672-0342.2009.02.014中图分类号:TM34文献标识码:A文章编号:1672-0342(2009)02-0042-03步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执拍时,K=l;M相2M拍时,K=2。行机构。由于可以通过控制脉冲个数控制角位移四相步进电机如图1所示,它采用单极性直量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而的时序通电,就能使步进电机步进转动。达到调速的目的,因此,步进电机可以作为一种控
3、制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,目前广泛应用于各种开环控制。随着微电子和计算机技术的发展,现代工业控制的计算机系统主要有:PLC控制系统、单片机控制系统、基于PC总线的工业计算机控制系统和DCS集散控制系统等。而PLC控制系统因为稳定可靠、结构简单、简单易学、功能强大和使用方便已经成为现代工业控制领域主要使用的手段之一。因此,使用PLC控制步进电机也是在实际使用中非常广泛的控制方法。本文探讨了使用西门子PLC实现对四相步进电机控制的方法。一、步进电机的控制图1四相反应式
4、步进电机工作原理示意图(一)步进电机的工作原理和工作方式四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为步进电机主要由转子和定子组成,其中定子单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双上有绕组,步进电机定子绕组的通电状态每改变四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八一次,它的转子便转过一定的角度,即步进电机的拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,步距角a;定子绕组通电状态改变速度越快,转子因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩的转速越高;定子绕组通电顺序改变,转子的方向又可以提高控制精度。单四拍
5、、双四拍与八拍工也随之改变,步进电机步距与定子绕组的相数作方式的电源通电时序与波形分别如图2的a、M,转子的齿数Z,及通电方式K有关,可用公式b、c所示:[1]表示:a=360/(MZK),单位为度。式中:M相M收稿日期:2009-04-01作者简介:张新军(1976-),男,河南济源人,济源职业技术学院机电系助教,研究方向为智能控制。42第8卷第2期济源职业技术学院学报Vol.8No.22009年6月JournalofJiyuanVocationalandTechnicalCollegeJun.
6、2009图2步进电机工作时序波形图(二)步进电机的控制方法10KHz,能够满足步进电动机的要求。但是步进对四相步进电机的控制主要有三种:四相步电动机要求把具有足够功率和一定频率的脉冲电进电机的正反转控制、四相步进电机的转速控制压或电流按着选定的顺序加给控制绕组,而PLC和四相步进电机的步数控制。控制器只能发出很微弱的脉冲信号,达不到直接四相步进电机的正反转控制:可以通过改变驱动步进电动机的功率,所以,必须增加驱动器来[2]四相步进电机各绕组的通电顺序来改变其转向,控制步进电动机。其原理如图3所示:
7、如四相双四拍步进电机通电顺序为AB-BC-CD-DA-AB时电机正转;当绕组按AD-DC-CB-BA-AD顺序通电时电机反转。因此,可以通过PLC输出的方向控制信号改变步进电机驱动器的输出顺序来实现。四相步进电机的转速控制:步进电机的转速图3步进电机驱动图受脉冲频率的控制。当改变输入脉冲的周期时,本文选用的PLC是西门子公司的S7-200ABCD四相绕组高低电平的宽度将发生变化。这系列的CPU224,步进电机驱动器选用KT350系就导致通电和断电变化的速率发生变化,使电机列。它们之间的接线很简单,
8、其详细的接线方式转速发生变化。所以调节输入脉冲的周期就可以可以参考相关厂家的说明书。控制步进电机的转速n,如式(1)所示:(二)软件设计n=60f/zk(1)在步进电机控制中,主要应用PTO/PWM发其中:f:电动机通电的脉冲频率;z:步进电机生器的多段管线功能,例如可以用带有脉冲包络的齿数;k:步进电机的工作拍数。四相步进电机的PTO来控制步进电机。步进电机在起动和停的步数控制:步进电机每输入一个电脉冲就前进止时有一个加速及减速过程,且加速度越小则冲一步,其输出的角位移与输入的脉
