对于运行中移动距离和速度确定的设备,利用 PLC 结合步进电机驱动器来控制步进电机运转,不失为一种理想的技术方案。
步进电机的特点
- 角位移与脉冲数严格正比:步进电机的角位移和输入脉冲数呈现严格的正比关系,电机运转一周不会产生累积误差,具备优秀的跟随特性。
- 开环系统优势显著:由步进电机与驱动器电路构成的开环数字控制系统,不仅结构简单、成本低廉,而且可靠性极高。同时,它还能与角度反馈环节相结合,组成高性能的闭环数字控制系统。
- 动态响应快速:步进电机动态响应迅速,启停、正反转以及变速操作都能轻松实现。
- 速度调节范围宽广:其速度可在较大范围内实现平滑调节,即使在低速状态下,依然能够保证获得较大转矩。
- 供电方式特殊:步进电机只能依靠脉冲电源供电才能运行,无法直接使用交流电源或直流电源。
此外,步进电机存在 “启动频率”,即能响应且不失步的最高步进频率;类似地,“停止频率” 指系统控制信号突然关断时,步进电机不冲过目标位置的最高步进频率。而且,电机的启动频率、停止频率以及输出转矩,都需要与负载的转动惯量相适配。掌握这些数据,就能对步进电机进行高效的变速控制。
PLC 控制步进电机的关键计算
采用 PLC 控制步进电机时,需要依据以下公式计算系统的脉冲当量、脉冲频率上限以及最大脉冲数量,以便合理选择 PLC 及其相应功能模块。根据脉冲频率能够确定 PLC 高速脉冲输出所需频率,依据脉冲数量可以明确 PLC 的位宽。
- 脉冲当量:脉冲当量 =(步进电机步距角 × 螺距)/(360× 传动速比)
- 脉冲频率上限:脉冲频率上限 =(移动速度 × 步进电机细分数)/ 脉冲当量
- 最大脉冲数量:最大脉冲数量 =(移动距离 × 步进电机细分数)/ 脉冲当量
PLC 控制步进电机的坐标系设定
PLC 对步进电机进行控制,首先要确立坐标系,可选择相对坐标系或绝对坐标系。坐标系的设置在 DM6629 字中,00 - 03 位对应脉冲输出 0,04 - 07 位对应脉冲输出 1。当设置为 0 时,代表相对坐标系;设置为 1 时,则为绝对坐标系。
通过 PLC 借助步进驱动器控制步进电机运转,使得 PLC 在步进电机控制领域的应用更为广泛。例如在单双轴运动控制过程中,可在控制面板上设定移动距离、速度和方向等参数。PLC 读入这些设定值后,经运算产生脉冲与方向信号,实现对步进电动机驱动的控制,从而达成对距离、速度和方向的精准控制。实际测试表明,该系统运行结果具备可靠性、可行性与有效性。
4.


