步进电机常用来做定位控制,它可以由PLC输出的脉冲数量控制旋转的角度(相对来说可以是距离),脉冲的频率控制步进电机旋转的速度。但用于控制精度不是很高的场合,简单、经济、控制方便;对于控制精度要求很高的场合,就得使用伺服控制系统了。
步进系统=步进驱动器+步进电机。步进电机由步进驱动器来驱动,相当于驱动电源,且它受外部的脉冲信号和方向信号控制(这里举例是西门子PLC输出脉冲),进而控制步进电机的旋转角度和速度。
步进驱动器+步进电机+西门子PLC(CPU 222 CN)
相关的定义
1、驱动器:用于PLC控制步进电机的媒介,负责把PLC给的脉冲信号经过放大后,输给步进电机,使电机按照PLC和驱动器给定的参数运行。
控制过程
2、步距角:每个脉冲使步进电机旋转的角度,比较普遍的是1.8°,这个一般是不可以改变的啦。
例:在未设定细分情况下,控制步距角为1.8°的步进电机转动一圈(360°),需要PLC发出多少个脉冲?
360°/X=1.8°/1,所以X=200个脉冲。
3、细分:实际应用中发现,步距角很大的话,每次转动的角度也就很大,会引起振动,相应的控制误差也会变大。所以引入了细分的功能。意思就是,通过驱动器的DIP开关把步距角多分几分,让电机转动更加平稳。
例:步距角为1.8°,设定10细分,那么PLC每发出一个脉冲,电机只转动0.18°,步进电机转动一圈(360°),需要PLC发出多少个脉冲?
360°/X=0.18°/1,所以X=2000个脉冲。
小结:步距角越大,脉冲数越少;步距角越小,脉冲数越多。
步进系统硬件介绍(以普菲德步进电机为例)
1、步进驱动器
普菲德驱动器说明
步进电机的方向控制一般有两种:
A)脉冲+方向:PUL有脉冲产生时,电机就会转动,方向由DIR来决定。
B)正向脉冲+反向脉冲:当PUL有脉冲产生时,正转;当DIR有脉冲产生时,反正。但PUL与DIR不能同时有脉冲产生。
2、步进电机
步进电机参数
当A.B 两相绕组调换时,可使电机反向。
与PLC的接线图
该步进电机的信号电压是5V,西门子PLC使用的电压为24V,所以要接入驱动器,需要串接1.2K,1/4W的电阻,如上图红色部分所示。
西门子PLC(CPU222)能输出高速脉冲有两种:
1、PTO(占空比50%)
2、PWM(占空比可更改)
利用以上两种高速脉冲输出指令可以控制步进驱动器,进而控制步进电机,进而控制一些具体设备的移动与速度。
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