基于西门子PLC 的步进电动机控制技术

0 引言

　　步进电动机是工业自动化过程中经常用到的一种控制传动机构。步进电动机分为反应式、永磁式和混合式等。西门子PLC具有脉冲输出和控制功能，可以实现对步进电动机的转速、位移和转向的控制，本文以 S7-200 为例说明 PLC 对步进电动机的控制技术。

1 步进电动机的控制要求

　　步进电动机必须使用专用的步进电动机驱动设备才能正常工作。随着电力电子技术的发展，可以实现细分驱动，即将一个步距角细分为若干小步来驱动，步进电动机在伺服系统中的应用日益广泛。步进电动机在启动和停止时有一个加速和减速过程，且加速度越小则冲击越小，动作越平稳。所以步进电动机工作时一般要经历这样一个变化过程：加速 恒速（高速） 减速 恒速（低速） 停止。步进电动机转速与脉冲频率成正比，所以步进电动机的脉冲频率也要经历一个类似的变化过程，如图１：

2  PLC 的脉冲输出功能

　　为了配合步进电动机的控制，西门子 PLC 内置了脉冲输出功能，并设置了相应的控制指令可以很好地对步进电动机进行控制。S7-200PLC 可以通过内置的脉冲串输出(PTO)指令和脉宽调制（PWM）指令，实现速度和位置控制。PTO/PWM 发生器控制输出，并禁止输出点的正常使用，输出波形不受输出映像寄存器状态、输出强制、执行立即输出指令的影响；在 Q0.0 或 Q0.1 位置没有使用 PTO 或 PWM

　　功能时，输出映像寄存器控制输出，所以输出映像寄存器决定输出波形的初始和结束状态，

　　即决定脉冲输出波形从高电平或低电平开始和结束，使输出波形有短暂的不连续。