PLC在步进电机控制中的应用探究
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作者:王爱民
摘 要：在目前我国的机械领域中，步进电机的应用算得上是一个比较先进的技术。通过对其步进电机元件的应用可以对电子的控制达到有效控制，对于PLC的应用是比较广泛普遍的。其最重要的好处就是可以帮助我国的工业领域实现有效控制，而且可以在控制中减少难度，对于结果最后的精确性实现有着重要的帮助。笔者目前对PLC技术在我国步进电机中的控制应用做简要的探究，对其效率和质量的方法进行简要的谈论，希望可以给我国的步进电机技术带来一定的帮助。
关键词：PLC 步进电机控制 应用
目前步进电机已经广泛地应用到我国的工业领域当中，而步进电机之所以作为工业领域中的控制元件，其最重要的因素是因为步进电机可以把信号进行线位移的转移，同时，在进行角位移的转移过程中，步进电机也可以进行相关的帮助，这就对我国工业领域事业的推动起着至关重要的作用。我国目前步进电机在运行的过程中，正朝着机电一体化进行模式进行转换。虽然在转换的过程中有着一定的难度，但是对于PLC技术在步进电机的应用是当前我国工业领域中的重大难题之一。PLC技术的起步时间比较晚，在近几年它的理论才被有关学者提出来。但是PLC技术在我国步进电机的应用上所取得的成就却是显而易见的。PLC技术在步进电机整个系统控制中作为一个逻辑控制器的存在。其特点不仅能使得系统在运行过程中更为可靠，而且整体的逻辑性能较为高效，并且在整个系统中所处的体积也比较微小，最关键的是，PLC在进行逻辑控制的时候对于模拟量的控制要比其他技术所测出来的数值要精确很多。所以PLC技术虽然在我国的起步时间比较晚，但是目前我国的各个工业领域中，已经可以随处看到PLC的身影。
1 步进电机的工作原理和特点
1.1 工作原理
步进电机的工作原理是可以把信号进行转移，也可以这么说，步进电机在进行工作中可以作为控制元件来实现它的功能价值。对于电器在运行的过程中，往往会受到在运行过程中的频率和冲数的影响，从而改变其数据的精确性。而且在运行的过程中，由于精确性的改变，整体的转速和最后的位置会发生相应的改变。所以，如果可以在整个系统运行的过程中，实现对其电气的控制，就可以对电机的转速和位置达到一定的控制，从而实现最后结果的精确性。除此之外，步进电机在进行运行的过程中，可以有效地确保利用相关的电子电路，并且实现对电脉冲信号的及时控制，减少因为在运行过程中脉冲和信号频率所带来的影响，实现对电极的高效控制，让整个步距角可以在运行过程中得到调整，而对于整个系统的电机位置和转速来说，如果可以更好地确保整个工作的角位移量，就能确保在运行过程中对直流电的控制。另外，对于机器相关频率的控制在一定程度上也可以保证脉冲的个数达到准确。对于目标的定位在一定程度上可以帮助电机实现更快更高的效率。总而言之，步进电机的工作原理可以理解为在对于步距角的控制下，使得兩个脉冲频率达到一定的频度，从而实现目标的定位。
1.2 特点
步进电机在整个运行过程中，会因为脉冲信号的改变而使得整个角位移和线位移实现变化。因此，在这种模式下，脉冲量会随着角位移的角度变化而改变，步进电机在整个机器控制系统中，主要扮演控制的角色，而对于控制的应用，主要是因为步进电机可以和驱动器进行相连，这两个机器形成的一个较为简单的系统——电机开环控制系统，这个系统可以在一定程度下对脉冲信号和脉冲频率进行控制，而且控制操作起来比较简单方便，其系统的控制性能也比较优越，而且这个系统最为重要的特点就是整个系统的造价成本比较低，所以这个系统在我国工业领域的应用上比较普遍。与此同时，之所以电机开环控制系统在我国应用那么广还因为其可以进行反馈控制，可以对角度进行及时闭环。而对整个系统而言，如果要想进行开环，不仅天气状况可以作为一部分，而且在进行操作的时候，整个环节都比较简单且迅速。
步进电机在之前使用的过程中，不能及时地将得到的脉冲信号进行角位移和线位移的转移，但是随着近几年的不断改革和升级，就现在而言，只要脉冲信号出现，就可以利用相关的控制系统对信号进行转移，并且还可以对其速度进行调节。对整个步进电机控制的来源主要是脉冲信号，只要拥有脉冲信号，步进电机就可以在一定程度上实现运转操作。而脉冲电源的应用可以在一定程度上保证系统的精确性。总体来说，在对其步进电机进行运用的时候，如果信号发生波动，则会为最后的结果产生一定的误差，这是现在我国步进电机技术应该要解决的问题之一，同时，该技术还用一个不足电就是噪声和振动比较大，尤其是在步进电机发生失步的情况下，产生噪音和振动的幅度会更大。
2 步进电机的控制特点
步进电机的控制方法有很多种，在我国比较常见的方法主要分为对步进电机进行单片机控制和工控机控制，同时，普通集成电路控制在步进电机控制中也比较常见。我国对于步进电机的控制主要是分为这3种控制方法。对于这3种控制方法，每个方法都有自身的优点和不足。在进行开环控制的时候，如果要想达到硬件的完美结合，就需要应用单片机控制，因为这种控制方法可以确保在运行过程中不会出现误差，确保数据更加准确。而工控机控制方法比较适应于那些比较先进的电机，比如说运用到PLC通信技术和对用户进行控制电机。对于普通集成电路电机来说，主要的特点是可以让整个操作过程变得更加优化，可以进一步升级面板操作，进一步控制步进电机的面板操作。
我国目前引进的PLC技术在电机中的应用，主要在硬件配置上遵守以下几个原则。
2.1 步进电机
为了使得步进电机可以在运行控制中达到基本的控制效果，首先，就应该要求步进电机本身满足需求，无论是在质量上还是在电机的操作性能上，都要确保它的高效性和精准性。其次，在选择电机方面，一定要对电机的负载大小和精确度进行严格的把控和精确的了解。并且对电机的静力距和电流进行分析确定，从而保证电机的型号可以满足操作水准。 2.2 驱动器
步进电机的开环控制系统里面主要在对步进电机进行控制时，步进电机与驱动器共同构成了一个开环控制系统，因此驱动器的选择是至关重要的，在选择之前，必须要根据电机的型号、相数和电流的大小决定合适的驱动器型号，并根据PLC的输出信号极性，确定驱动器的输入信号。如果要想提高对步进电机的控制精确度以及步进电机的运行性能，就需要对驱动器的性能和参数进行严谨的选对具体的参数进行控制，对其功能还要进行细分，从细节处出发，切实提高电机的精度。
2.3 软启动技术
对于软启动技术的原理，主要是通过控制电流的模式来带动整个机器的工作运行，在启动电动机或电源时，将软起动器串联在二者之间，然后利用电路系统中的晶闸管，在电路回路系统中的单片机进行脉冲触发角的调节，进而改变脉冲导通角，从而对电动机的转矩进行改变。 软启动技术在应用的过程中具有灵活方便的优点，在启动时能够通过与相关技术的结合，对于不同的设备采用不同 的软启动方式，使得设备的软件启动方式能够最大限度的保 证设备的运行参数，同时还可以避免对设备造成损坏，最终实现设备的平稳启动。PLC技术在对其应用的时候，主要分为斜坡升压软启动和斜坡恒流软启动两种方式，斜坡升压软这种启动方式不具备进行电流闭环控制的条件，在启动时，可以利用PLC对其的斜率进行调整，以达到控制启动的目的，这种控制方法在应用的过程中，而对于斜坡恒流软启动方式，主要是通过斜坡的信号是与PLC的功能有直接关系，二者的有斜坡恒流软启动在启动时，控制器能够通过缓慢增加电流的方式，直至电流达到最高值，然后完成启动，只有保证在机器在运行过程中的电流达到最大值，才能确保工作的效率。由于在该过程中，电流会呈现出斜坡的曲线形状，所以被称为斜坡恒流软启动。在启动 的过程中，PLC能够对电流的变化速度进行调节，也就是调节曲线的速率，同时参考电动机的实际负载，保证电机的有效启动，而启动速度是与电流的上升速率呈现正相關的关系。这两种模式是当前PLC技术应用最广的，也是效率值最高的。
3 步进电机在工业中的应用
步进电机主要的应用是在电子元件中得到配置，步进电机在电子元件中以执行元件的角色执行其功能，在机电一体化的工程中步进电机扮演了一项重要的角色，为其实现目标的准确性起着至关重要的作用。其次，步进电机还应用在我们日常的家电产品当中执行相关任务，比如说我们日常用的打印机、录像器和雨刷等。除此之外，在我国工业领域中，对于步进电机的应用也比较广泛，为了能达到数据的准确，对于脉冲个数的控制也进行了相关的改革，并且对于角度的转换在近几年的应用中也控制了误差。步进电机对于频率的控制也可以让其设备进行转动和加速，从而使得在数据出差的情况下可以实现任意更换的情况。
4 结语
在如今的工业化时代，要想机械设备能够得到高效率合理的运用，就必须加大对新技术的引进。在对步进电机进行应用的时候，除了要对其控制进行严格把控，还要对相关的技术人员按时进行培训，从而让他们可以更好地掌握目前的先进技术，便于PLC技术在步进电机中的进一步应用。
参考文献
[1] 乔颖，周杰.PLC步进电机控制技术[J].数字技术与应用，2018（7）：17，20.
[2] 盛彬.PLC步进电机控制技术[J].现代制造技术与装备，2018（11）：167，169.
[3] 于龙.基于PLC的步进电机控制[J].电子技术与软件工程，2018（16）：130.
[4] 庄焕伟，吴奕程，苏宏英.基于PLC的步进电机控制方法研究[J].机电一体化，2018，18（9）：48-50.
[5] 刘琛森.PLC在步进电机控制中的应用[J].科技创新导报，2018（29）：130，132.
[6] 王彦军，李增生.基于PLC的步进电机控制[J].科学技术与工程，2018，11（5）：1077-1079，1087.
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