苏先棣

摘  要：随着社会经济的快速发展，工业生产对PLC步进电动机的需求量越来越大，很多工业生产都离不开PLC技术，PLC优良的特性，为工业生产带来了可观的经济效益。基于此，笔者对PLC步进电动机的工作原理及特性进行了阐述，对PLC步进电动机控制的实现进行浅析，希望通过该文对PLC步进电动机的相关阐述，以期能给予相关专业人士一定参考，从而促进我国工业生产的蓬勃发展。

关键词：PLC;步进电动机;工业生产

中图分类号：TM383          文献标志码：A

利用 PLC 可方便地实现对电动机的速度和位置进行控制，从而保证生产工作的顺利开展。除此之外，PLC在步进电动机中的具体应用还体现在它能实现对相关设备的调节上，并完成相应的后续工作。现阶段，基于 PLC的步进电动机控制应用十分广泛，并为这些企业带来了极其可观的经济效率。

1 步进电动机的工作原理与特性

步进电动机是利用电脉冲信号对系统进行控制的一种生产设备，信号元素再根据生产参数来控制线位移或角位移，步进电动机是通过电脉冲信号对系统进行操作的一种生产设备，信号元素再根据一定的生产参数转化为相应的线位移或角位移的执行要塞，根据这些参数，在对步进电动机进行调试。除此之外，控制电机转动的速度和加速度由脉冲频率决定，因此调试设备工作速度可从这2个方面入手。简而言之，在工业生产中使用步进电动机能有效提高产品质量和加快生产效率。

步进电动机的基础结构决定了其在工作时必须高速运转，这样才能使设备突然加载高频脉冲， 在此过程中，由于速度太快，所以电动机会产生啸叫或失步; 在休息状态时也是如此， 当高频突降到零时， 电动机也会出现一样的情况。

2 PLC步进电动机控制的实现

当前，由于工业生产的步进电动机普遍跟踪性能良好，因此它获得了各个生产领域的青睐。步进电动机的控制主要采用开环数字控制系统的方式，并利用驱动器对其系统进行检测与控制。

2.1 硬件设计

步进电动机的系统硬件电路主要由系统供电单元、控制电路单元和信号检测单元组成，其具体的硬件设计如下。

2.1.1 步进电动机驱动电路

驱动设备为步进电动机提供动力。专用的驱动器、功放电路的设计都必须以保护PLC的内部电路为前提，提高电路运行的稳定性，保证步进电动机的正常运行。

2.1.2 步进电动机PLC控制系统I/0接线图

大部分步进电动机通常设有速度控制的选项，根据生产的相关需求，我们可设计出步进电机的PLC控制系统I/O接线图（如图1所示），图中CP、CW和EN分别表示脉冲信号输入端子、力向信号输入端子和使能信号输入端子。

2.2 软件设计

系统的软件设计由直线机构设计、触摸屏设备组态、PLC控制程序编写等部分组成，步进电机输出轴段加上连接微型变速箱，根据生产情况来设置对应PLC程序;再利用专用软件设定储蓄功能和按钮功能;PLC程序通过脉冲信号来控制系统。

2.2.1 基于PLC的步进电动机控制过程

实现步进电动机控制的大致步骤如下：PLC编程输出控制脉冲，与驱动器保持连接，从而带动电动PLC转动。工作人员通过触摸屏选择控制方式，设定相关参数，将控制参数转化为开关量输入和变量寄存器数值，同时调用PLC内部高速计数器HSCS对输出脉冲数进行存储，将信号转化为位移参数，在储存器中计算出脉冲输出的周期;再根据参数关系转化为相关数据，最后对HSCS计数器进行清零，进入下一个步骤。

2.2.2 控制程序的设计

从系统的程序控制角度出发，为了满足相关设备的控制要求，步进电动机必须采用RAMP指令设计控制程序，在设备运行时，以此满足机器在短时间内加速到规定的速度的要求;几点运行停止时，也按照同样的加速规则从高速逐渐降至零速而停止运行，以保证步进电动机的稳定运行。

由表1、表2可得斜坡信号和脉冲输出的相关控制单位，初值与日标写入数据寄存于D1，D2中，系统启动后，D3从D1到D2慢慢转移，经 n次扫描，传输完毕。此后，辅助继电器M8029设置S1，完成指定频率;S2发生脉冲后，D指定脉冲输出Y的信号脉冲，其比例为1/2;DPISY（脉冲输出）完成32位指令。

2.3 步進电动机及驱动

步进电动机是由系统直接操控， 会对步进电动机造成直接影响。此外，在实际操作过程中，还应根据电动机的参数计算所选PLC的脉冲输出频率是否满足步进电动机的要求。总而言之， PLC用于控制脉冲的产生，并按照编程输出一定数量的方波脉冲，以此达到相关标准要求。此外，控制步进电动机的转角负责控制伺服机构的进给量;然后再通过编程控制脉冲频率（伺服机构的进给速度）。步进驱动器主要包括环行脉冲分配器和脉冲放大器2个部分。

3 实验分析

（1）通过该次探究，不难发现，若将PLC技术引入电气自动化控制中，可有效提高产品的生产效率以及生产精度，并还能在一定程度上提高电气设备的智能化水平。除此之外，从控制字体的整体角度出发，PLC技术是依靠“串行”来正常运行。

（2）电气自动化控制的方式主要分为手动现场控制、自动现场控制等。在闭环控制情况下，PLC则主要负责对调节器进行控制。

（3）在设备的正常运行中，一体化设备和自动化系统的耗能会逐渐增大，因此会对生产效益造成一定影响。根据该文的系统设计研究不难得出，若对PLC技术的运转顺序进行有效控制，能有效解决控制机电设备的能耗问题。

4 结论

PLC控制的步进电动机控制系统将长期应用于数控机床和设备，并满足了相关工业生产的生产要求与加工精度。简而言之，在生产设备中融入PLC脉冲控制步进电动机技术，能在一定程度上简化设备操作步骤，控制产品生产成本。此外，若在系统中加上保护电路及抗干扰措施，还可有效提高系统的稳定性。

参考文献

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