2024年6月2日发(作者：)

摘要

目前世界上发达国家生产和使用的数量日益增多, 它作为工

业控制器广泛地应用于冶金生产、汽车制造、石油化工、轻工

食品、能源、交通等几乎所有工业领城。其控制方法也从简单

的单机开关量控制向过程控制、数字控制和多机网络控制方向

发展。传统电器控制, 使用最多的电器是继电器, 而且继电器

控制采用固定接线, 很难适应产品机型的更新换代。生产线承

担的加工对象改变后, 加工控制程序随之改变要求。对于大型

自动化生产线的控制系统使用的继电器数很多, 这些有触点的

电器工作频率较低, 在频繁动作的情况下, 寿命较短, 容易造

成系统故障, 使生产运行的可靠性、稳定性降低。使用比可编

程控制器实现三相六拍步进电机驭动, 可使步进电机动作的抗

干扰能力强、可靠性高, 同时, 由于实现了模块化结构, 使系

统构成十分灵活, 而且编程语言简单易学, 便于掌握。可以进

行在线修改,柔性好, 体积小, 维修方便。

步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常

用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。目前,比较典型的控

制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。但采用单片

机控制, 不仅要设计复杂的控制程序和I /O 接口电路, 实现比

较麻烦, 而且对工业现场的恶劣环境适应性差, 可靠性不高。

基于PLC 控制的步进电机具有设计简单, 实现方便, 定位精度

高, 参数设置灵活等优点, 在工业过程控制中使用, 可靠性高,

监控方便。

下面介绍一种基于PLC 的步进电动机PTO 控制的方法。

目录

摘要1

第一章步进电动机2

1.1 步进电机基础2

1.1.0 步进电机的主要特性2

1.1.1 三相六拍步进电机3

第二章三相六拍步进电动机控制程序的设计4

2.1 程序设计的基本思路4

2.1．1 三相六拍步进电机的控制要求5

2.1.2 控制程序框图及软件模块5

2.2 梯形图程序设计6

2.2．1 输入惭出编址6

2.2．2 状态真值表6

2．3 梯形图程序7

2.4 三相六拍步进电机控制语句表10

2.5 步进电机的I／O分配11

第三章12

3.1 程序的分析与比较12

3．1.0 简捷性12

3．2 柔性化13

3．2．1 步进速度的变化13

3．2．2 从三相六拍到五相十拍14

第四章总结14

参考文献15

第一章步进电动机

1.1 步进电机基础

步进电动机主要用于开环控制系统，也可用于闭环控制系统。步进电动

机是一种将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件。

1.1.0步进电机的主要特性

(1)步距角和静态步距误差:步进电机的步距角

是决定开环伺服系统

脉冲当量的重要参数, 数控机床中常见的反应式步进电机的步距角一般为

0.5°～0.3°一般情况下, 步距角越小, 加工精度越高, 静态步距误差指理论

的步距角和实际的步距角之差, 以分表示, 一般在10’以内。步距误差主要由

步进电机齿距角制造误差、定子和转子间气隙不均匀、各相电磁转矩不均

匀等因素造成的, 步距误差直接影响工作的加工精度以及步进电机的动态特

性。

（2）动频率fd：空载时, 步进电机由静止突然启动, 并进人不丢步的正

常运行所允许的最高频率, 称为启动频率或突跳频率用fd表示, 若启动频率

大于突跳频率, 步进电机就不能正常启动, fd与负载惯量有关, 一般说来随着

负载惯量的增长而下降。空载启动时, 步进电机定子绕组通电状态变化的频

率不能高于突跳频率。

（3）连续运行的最高工作频率fmax，步进电机连续运行时, 它所能接

受的, 即保证不丢步运行的极限频率fmax称为最高工作频率。它是决定定子

绕组通电状态最高变化频率的参数, 它决定了步进电机的最高转速。其值大

于fq, 并且随着负载的性质和大小而异。

（4）加减速特性：步进电机的加减速特性是描述步进电机由静止到工

作频率和由工作频率到静止的加减速过程中, 定子绕组通电状态的变化频率

与时间的关系。当要求步进电机启动到大于突跳频率的工作频而停止时,变

化速度必须逐渐下降。逐渐上升和逐渐下降的加速时间、减速不能过小, 否