步进电机用软件分配脉冲的设计方法

Posted 2021-11-02 她说那里是晒黑的

PLC作为控制器对机床电气控制系统的改造越来越突出。其主要部分是对数控机床的典型执行元件步进电机的控制。我们知道步进电机是一种用电脉冲进行控制，将电脉冲信号转换成相应角位移的电机，步进电机每输入一个电脉冲就前进一步，其输出的角位移与输入的脉冲数成正比，因此只要控制输入到其线圈绕组中的脉冲数或者脉冲频率即可控制步进电机的角位移和转速，但给步进电机的各个线圈绕组输入的脉冲还需要进行脉冲分配器的分配。利用PLC控制步进电机，其脉冲分配可以由软件进行设计，还可以由硬件来组成。本文作者以欧姆龙的C系列P型机为案例，讨论步进电机用软件分配脉冲的设计方法。

一、不仅电机PLC孔子和系统I/O接线图设计

步进电机以最常见的三相六拍通电方式工作，并要求步进电机设有快速、慢速控制、正反转控制、单步控制四种控制方式。根据要求，可选用C28P-CDT-D的PLC进行控制并设计出步进电机的PLC控制系统I/O接线图（图1）

图1、步进电机的PLC控制系统I/O接线图
二、步进电机PLC控制系统梯形图设计

根据控制要求设计了PLC控制系统梯形图如（图2）所示

图2、步进电机的PLC控制系统梯形图
1、用移位寄存器SFT10->10的1000_{1005生产六拍的时序脉冲，在CP端的移位脉冲信号1106的作用下，见IN端的信号依次移入1000}1005,每移1位为1拍，6拍为1个循环，移位时所产生的时钟脉冲频率由移位脉冲信号频率决定。

2、辅助继电器1200、1201、1202组成三相六拍环形分配器。在1000~1005产生的六拍时序脉冲作用下，1200、1201、1202的通电顺序如（图3）所示。

图3、通电顺序
3、由0500、0501、0502实现步进电机的正反转驱动控制。

a、当正反转按钮SB5常开时，输入电0005断开，步进电机的通电顺序为：0500（A相）→0500、0501（A、B相）→0501（B相）→0501、0502（B、C相）→0502（C相）→0502、0500（C、A相）→0500（A）…，此时步进电机正转。

b、按SB5时，输入电0005接通，则通电次序时：B→B、A→A→A、C→C→C、B→B…，此时步进电机反转。按SB1启动按钮时，输入点0001接通，步进电机可以实现三相六拍通电。

4、脉冲控制器由1105、1106、1107组成。步进电机的脉冲频率控制按四种控制方式的要求可分为：

a、快速方式由辅助继电器1105的常闭接点和其线圈构成的振荡器，该振荡器产生的快速振荡脉冲，其周期为程序的1个扫描周期；

b、慢速方式由特殊继电器1900产生011S的时钟脉冲；

c、单步方式利用前沿微分指令（DIFU），由辅助继电器产生单步脉冲，其脉冲频率由SB6控制；脉冲控制器1107产生不同频率的脉冲，作为位移寄存器的位移信号。

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