步進(jìn)電機(jī)定位控制的常用方法

步進(jìn)電機(jī)常用來做定位控制，它可以由PLC輸出的脈沖數(shù)量控制旋轉(zhuǎn)的角度（相對(duì)來說可以是距離），脈沖的頻率控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度。但用于控制精度不是很高的場(chǎng)合，簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、控制方便；對(duì)于控制精度要求很高的場(chǎng)合，就得使用伺服控制系統(tǒng)了。

步進(jìn)系統(tǒng)=步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器+步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)由步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)，相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)電源，且它受外部的脈沖信號(hào)和方向信號(hào)控制（這里舉例是西門子PLC輸出脈沖），進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和速度。

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步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器+步進(jìn)電機(jī)+西門子PLC（CPU 222 CN）

相關(guān)的定義

1、驅(qū)動(dòng)器：用于PLC控制步進(jìn)電機(jī)的媒介，負(fù)責(zé)把PLC給的脈沖信號(hào)經(jīng)過放大后，輸給步進(jìn)電機(jī)，使電機(jī)按照PLC和驅(qū)動(dòng)器給定的參數(shù)運(yùn)行。

控制過程

2、步距角：每個(gè)脈沖使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度，比較普遍的是1.8°，這個(gè)一般是不可以改變的啦。

例：在未設(shè)定細(xì)分情況下，控制步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈（360°），需要PLC發(fā)出多少個(gè)脈沖？

答：360°/X=1.8°/1，所以X=200個(gè)脈沖。

3、細(xì)分：實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，步距角很大的話，每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度也就很大，會(huì)引起振動(dòng)，相應(yīng)的控制誤差也會(huì)變大。所以引入了細(xì)分的功能。意思就是，通過驅(qū)動(dòng)器的DIP開關(guān)把步距角多分幾分，讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)更加平穩(wěn)。

例：步距角為1.8°，設(shè)定10細(xì)分，那么PLC每發(fā)出一個(gè)脈沖，電機(jī)只轉(zhuǎn)動(dòng)0.18°，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈（360°），需要PLC發(fā)出多少個(gè)脈沖？

答：360°/X=0.18°/1，所以X=2000個(gè)脈沖。

小結(jié)：步距角越大，脈沖數(shù)越少；步距角越小，脈沖數(shù)越多。

步進(jìn)系統(tǒng)硬件介紹（以普菲德步進(jìn)電機(jī)為例）

1、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器

普菲德驅(qū)動(dòng)器說明

步進(jìn)電機(jī)的方向控制一般有兩種：

A）脈沖+方向：PUL有脈沖產(chǎn)生時(shí)，電機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，方向由DIR來決定。

B）正向脈沖+反向脈沖：當(dāng)PUL有脈沖產(chǎn)生時(shí)，正轉(zhuǎn)；當(dāng)DIR有脈沖產(chǎn)生時(shí)，反正。但PUL與DIR不能同時(shí)有脈沖產(chǎn)生。

2、步進(jìn)電機(jī)

當(dāng)A.B 兩相繞組調(diào)換時(shí)，可使電機(jī)反向。

步進(jìn)電機(jī)參數(shù)

與PLC的接線圖

該步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)電壓是5V，西門子PLC使用的電壓為24V，所以要接入驅(qū)動(dòng)器，需要串接1.2K，1/4W的電阻，如圖紅色部分所示。

西門子PLC（CPU222）能輸出高速脈沖有兩種：

1、PTO（占空比50%）

2、PWM（占空比可更改）

利用以上兩種高速脈沖輸出指令可以控制步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)而控制一些具體設(shè)備的移動(dòng)與速度。

編輯：黃飛

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