运动控制基础知识+PLC控制步进电机+脉冲当量的计算您搞清楚了么

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步进电机作为一种常用的电气执行元件，广泛应用于自动化控制领域。步进电机的运转需要配备一个专门的驱动电源，驱动电源的输出受外部的脉冲信号和方向信号控制。每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度，这个角度称为步距角。脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定了旋转的速度。

方向信号决定了旋转的方向。就一个传动速比确定的具体设备而言，无需距离、速度信号反馈环，只需控制脉冲的数量和频率即可控制设备移动部件的移动距离和速度；而方向信号可控制移动的方向。因此，对于那些控制精度要求不是很高的应用场合，用开环方式控制是一种较为简单而又经济的电气控制技术方案。

另外，步进电机的细分运转方式非常实用，尽管其步距角受到机械制造的限制，不能制作得很小，但可以通过电气控制的方式使步进电机的运转由原来的每个整步分成m个小步来完成，以提高设备运行的精度和平稳性。控制步进电机电源的脉冲与方向信号源常用数控系统，但对于一些在运行过程中移动距离和速度均确定的具体设备，采用PLC（可编程控制器）是一种理想的技术方案。

运动控制基础知识+PLC控制步进电机+脉冲当量的计算您搞清楚了么

丝杠的螺距是指：丝杠每两个丝之间的距离，如，螺距为 5MM。

电机的步进角是指：一个脉冲驱使步进电机转动的角度，如，步进角为1.8度的电机，转一圈就要：360度×1.8度 =200个脉冲。

驱动器的细分是指：把步进角再分割成N等分，如，8细分就是把1.8度的步进角再分成8分，细分后电机每一步进就是1.8度÷8=0.225度，转一圈就要：360度÷0.225度=1600个脉冲。

电机参数是指：每一步进所走的长度，螺距为5的丝杠每转一圈走5MM，每一步进就是5÷1600=0.003125MM/步进。

脉冲当量是指：每走1MM所要的脉冲数，用1除以电机参数就是脉冲当量，如：1÷0.003125=320个步进。

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自动化工程师必掌握的PLC控制步进电机逻辑思路

来源 | 工控帮

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PLC作为一种工业控制计算机，具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、PLC对步进电机也具有良好的控制能力，利用其高速脉冲输出功能或运动控制功能，即可实现对步进电机的控制。

对于那些在运行过程中移动距离和速度均确定的具体设备，小编认为采用PLC通过步进电机驱动器来控制步进电机的运转是一种理想的技术方案。

步进电机的特点：

（1）步进电机的角位移与输入脉冲数严格成正比，电机运转一周后没有累积误差，具有良好的跟随性。

（2）由步进电机与驱动器电路组成的开环数字控制系统，既非常简单、廉价，又非常可靠。同时，它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数字控制系统。

（3）步进电机的动态响应快，易于启停、正反转及变速。

（4）速度可在相当宽的范围内平滑调节，低速下仍能保证获得大转矩。

（5）步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，它不能直接使用交流电源和直流电源。

步进电机能响应而不失步的最高步进频率称为“启动频率”；与此类似，“停止频率”是指系统控制信号突然关断，步进电机不冲过目标位置的最高步进频率。而电机的启动频率、停止频率和输出转矩都要和负载的转动惯量相适应。有了这些数据，就能有效地对步进电机进行变速控制。

采用PLC控制步进电机，应根据下式计算系统的脉冲当量、脉冲频率上限和最大脉冲数量，进而选择PLC及其相应的功能模块。根据脉冲频率可以确定PLC高速脉冲输出时需要的频率，根据脉冲数量可以确定PLC的位宽。

脉冲当量=（步进电机步距角×螺距）/（360×传动速比）；

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=（移动距离×步进电机细分数）/脉冲当量。

PLC对步进电机的控制首先要确立坐标系，可以设为相对坐标系，也可以设为绝对坐标系。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。设置为0时，为相对坐标系；设置为1时，为绝对坐标系。

采用PLC通过步进驱动器来控制步进电机的运转，从而达到了PLC在步进电动控制中应用更加广泛。例如，在对单双轴运动的控制过程中，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，通过运算产生脉冲、方向信号，控制步进电动机驱动，达到对距离、速度、方向控制的目的。并通过实测证明系统运行结果具有可靠性、可行性、有效性。