步进电机广泛应用于数字伺服领域，尤其以速度、位置的精确控制最为典型。以典型的三相六拍步进电机为例，用PLC控制步进电机的系统框图如上图所示。上图中，触摸屏作为人机界面，用来显示并进行操作。PLC作为控制器，接收触摸屏的设定数据并进行逻辑处理，再控制步进电机。步进电机装置是受控对象，外围有转换与驱动装置。为了使多种信号的检测和驱动与步进电机装置相匹配，增加了信号的环行脉冲转换电路。环行脉冲转换电路将PLC输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。步进电机功率驱动器是将PLC输出的控制脉冲放大到所需的驱动能力。在步进电机驱动器中，内置了电流检测电路。电机发生断电或欠电流运行时，发出报警信号，使系统停止运行。步进电机的驱动电路如下图所示。
一、控制要求
(1)PLC能产生脉冲序列，作为步进电机驱动电源功放电路的输入。脉冲正序列为：A-AB-B-BC-C-CA-A，脉冲反序列为：A-CA-C-BC-B-AB-A。
(2)PLC能实现正，反转控制，而且正，反转能自由切换，无须经过停止。由于脉冲频率的大小决定了步进电机的速度快慢，因而三相步进电机的脉冲频率必需可控，要求能通过PLC或触摸屏进行频率的设定、调整、运行控制。
(3)能进行单步、循环的控制，也能进行手动、自动的控制，又能进行加速、减速的控制。PLC或触摸屏能设置相应的按钮或开关进行控制。
(4)对步进电机必需设置相应的过流、过压、过载的保护，以避免外界环境对它的损坏。
二、程序设计
根据控制要求，三相六拍步迸电机的控制程序设计如下图所示。
对步进电机，首先我们要完成其正、反两种脉冲序列输出的编程，采用DECO解码指令，再用INC、DEC加减法指令进行正序、反序移位，同时用ALT取反指令完成自动、手动的切换。其次，我们要完成步进电机运行频率的编程，这其中包括步进电机运行速度范围的控制、运行频率初始值的设定、运行频率加减速的控制、步进电机正反转无间隔转换的控制。我们用功能比较指令把步进电机每步的时间间隔范围设定在20ms—2s之间。然后用MOV指令给步进电机一个初始运行值，再通过加、减速按钮对脉冲的频率进行加速、减速的控制。用SET、RST指令来实现步进电机正转、反转的无间隔切换。再通过功能比较指令与MOV指令来进行脉冲正移、反移的循环。
三、触摸屏蓟面的设计与制作
触摸屏作为人机界面，用来显示步进电机的运行情况并进行数据的设定操作；PLC作为整个系统的控制核心，接收触摸屏的设定数据并进行逻辑处理，然后再控制步进电机的运行。在触摸屏上完成的主要功能有：能进行正转、反转、停止的操作；能进行手动、自动循环的操作；能进行加速、减速的操作；能显示步进电机每步运行所需的时间；能进行每步时间间隔的设定；能显示步进电机每一相的运行状态。触摸屏(GOT)三菱公司生产的CT11**--Q-C(320X240)，PLC采用FX2N-48MR，制作画面所用的软件为CT-Designer2，制作的初步画面如下图所示。把制作完的画面传输到触摸屏(COT)中，就可以与PLC通信了。
在制作画面的过程中，要注意以下几点：
(1)在触摸屏(GOT)的系统设置中选择GOT的类型时，一定要选择所用触摸屏的正确型号，图4选用的是CT11**--Q-C(320×240)。
(2)设置连接的机器，是指与触摸屏(GOT)所连的PLC的型号，图4选用的是MELSEC-FX。
(3)1F连接指触摸屏(COT)与PLC是连接的通讯线，图4选用的是标准RS-422通讯口。
以上三点设置不能有误，否则触摸屏画面就不能正常的传输到触摸屏(COT)中、触摸屏(GOT)显示的画面不全、触摸屏(GOT)与PLC的通讯发生错误。在制作按钮xo-X6时，软件默认的是置位，我们最好选择点动，联机调试时可减少不必要的麻烦。在制作Dl0时要选择数值输入型，这样我们可在触摸屏(COT)中设定、修改、显示数据。
四、系统联机
调试在PLC程序完成、触摸屏的控制画面通过USB端口、由计算机输入GOT后，就可进行联机调试了。用RS-422通信线连好PLC与触摸屏，再把PLC设置到运行状态并通电。触摸屏的电源可用PLC提供的+24V电源。通电开机后，触摸XO-X6按钮，观察PLC的输入端XO-X6是否接通，再观察PLC的输出端YO-Y2相序运行是否正确、触摸画面中的a、b、c相运行显示是否正确。然后进行步进频率的设定Dl0，观察触摸屏画面中的Dl0所显示的数值是否正确，再触摸Dl0进行步进频率的设定。
如果以上调试出错，先检查USB计算机与GOT的连接，再检查RS-422通信PLC与GOT的连接，然后检查触摸屏画面的制作与设置。最后连接步进电机系统装置，整体进行联机调试。
本文关键字：步进电机 PLC工业控制，电器控制 - PLC工业控制
