如何利用CPM2 PLC实现步进电动机的控制

    下面艾特贸易网来分析如何利用CPM2实现步进电动机的控制。

    1．控制系统的硬件

    如图17-11所示，脉冲分配器功能直接由可编程序控制器编程软件来实现。

    功率驱动器采用高低压切换型功率驱动电路。这种驱动电源不论电动机的工作频率如何，均利用短时间的高电压供电以提高导通相绕组电流前沿的陡度和高度。过了一个短时间，关断高电压，只用低电压来维持一定的电流。这样就可改善系统的高频性能，使电动机在高频段也有较大的输出转矩，而在静止锁定时的功耗则比较小。

    2．控制系统的软件设计

    三相步进电机有三种运行方式：单三拍运行，双三拍运行，单、双六拍运行，此处采用单、双六拍运行方式。考虑到实际控制需要速度调节，设计了用BCD码拨盘开关进行修改PLC数据输入方法，得到了9档速度控制。另外，设计了正反转控制和点动控制，以满足加工和维修调试的需要。

    3．PLC控制过程

   (1)脉冲计数控制过程

    脉冲计数控制是通过改变计数器的设定值n，对脉冲输入进行计数，并将计数器的常闭触点串联于移位寄存器SFT的CP端，当按下步数控制开关、起动定时开、起动开关后，开始计步数。当走完预定步数，计数器动作，其常闭触点断开，步进电机停止步进。

    图17-11    步进电机控制系统硬件连接

   (2)脉冲频率控制过程

    脉冲频率控制利用定时器可以方便地控制脉冲的发送时间间隔，从而改变步进电机的步进速度。拨盘开关接在PLC的输入端子0000~0003上，利用数字传送指令MOVD将拨盘开关设定的值000~ 0003对应地传送到内部辅助继电器区200通道的低4位(20000~ 20003)，200通道的其他位全部清零，再利用MUL指令将200通道的内容乘以定时器预先设定值（220通道的内容），最后传送到定时器( TIM000)作为定时时间。由定时器的常开触点驱动内部辅助继电器22200，并以22200常开触点控制移位寄存器SFT的CP端，实现脉冲频率控制。

    利用这种方法，可以方便地由用户改变脉冲的频率，从而改变步进电机的步进速度。假设定时器的预先设定值为10，拨盘开关设定的值为1，则传送到TIM000的定时时间为1×1=1s。拨盘开关设定的值有9种输入值(1~9)，定时器的定时时间也有9种(1~9s)，步进电机得到了9挡步进速度。另外，根据实际需要可以通过编程器或上位机改变定时器的预先设定值，脉冲周期调节范围为0.1~999. 9s，可以满足工艺的要求。根据可控制的最大、最小脉冲周期，可知步进电机的最低步进速度与最高步进速度。

   (3)环形脉冲的控制过程

    步进电机采用单、双六拍运行方式，其脉冲分配器是由可编程序控制器编程软件来实现。由内部辅助继电器22200控制移位指令SFT的CP端，产生所需的脉冲频率，由221通道的01~ 06位控制内部辅助继电器22300~ 22302，产生六拍时序环形脉冲。其接通顺序是22300（相位于A相）-22300和22301（A和B相）-22301（B相）-22301和22302（B和C相）-22302（C相）-22302和22300（C和A相）-22300（A相）。最后由22300~22302控制输出继电器1000~1002，1000~1002按照三相单、双六拍通电方式接通，驱动功率驱动器，再由功率驱动器驱动步进电机。

   (4)正反转控制过程

    在正转情况下，正反转控制开关处于断开位，0006不动作，故由22300、22301驱动1000、1001，由22302驱动1002。要实现反转，按下正反转控制开关，0006动作，其常闭触点断开，常开触点闭合，由22301驱动1000、22300驱动1001，仍由22302驱动1002，这样便实现了反转。按下停止开关0009，步进电机停止步进。