基于PLC的步进电机控制系统初探

来源:用户上传      作者:向天炜

　　摘  要：就目前我国的步进电机而言，这种电机的精确度在全球已经是一个控制度非常高的产品。电机的应用行业很广，不仅能运用到相关的电子技术上，还能对现在的工业产品有所帮助。目前我国的电子技术和计算机技术已经取得了巨大的发展，而对于电机的改革也有着较大的改变。电机可以帮助我国的电子技术实行编程序控制器的应用。平常的电机功能大部分在逻辑范围中有所涉及，而经过和计算机的结合后，可以实现对数据的模拟量控制。笔者就根据我国的PLC步进电机的控制系统进行分析和探究，并对目前电机的控制设计方法寄予简单介绍。
　　关键词：PLC  步进电机  控制初探
　　1  步进电机的工作原理及在工业中的应用
　　我国对于步进电机的应用，大部分是在一些执行元件上有所体现。在对步进电机进行参数对比时，要求电机的位移量和脉冲个数达到正比，以求可以确保数据的准确性。同时。步进电机的速度与单位时间在一定的数据参照下应该达到正比，从而确保电机在工作中的为序可以达到稳定。
　　步进电机在一定程度下是作为一个执行结构执行相关的工作，步进电机的工作原理是先进行信号的转变，进行信号转变的机器是电机的驱动器。它主要是通过电机的方向对其进行分析和控制，然后再对其进行脉冲个数的控制，以求达到数据的准确性。在进行固定的时候，对于机器的固定角度相关人员称为布距角，对于布局角的控制可以在一定程度上实现目标的定位准确。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，使得两个脉冲频率达到一定的频度，从而实现目标的定位。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  PLC技术在步进电机控制中的应用
　　随着新时代大数据的到来，我国的微电子技术已经取得了巨大的发展，电子技术的控制也在步进电机的帮助下获得了迅猛的发展，我国在近几年的步进电机控制技术上引入了全球最先进的PLC技术。在对其技术进行更新的时候，相关工作人员注意到了产品的小型化可以帮助数据变得更准确，所以我国电机控制技术在进行更新的时候，不断地向小型化趋势进行发展。同时，与电机配套的传感器，也在更新中得到了全新的升级。除此之外，传感器的升级也会带动相关的齿轮和电动机本体得到全新化的升级。对于其机器的控制可以确保进一步达到优越性。我国的电动机以前分为两种电相，分别是二相电动机和四相电动机，但是在对其进行应用的时候会产生许多不足的地方，比如二相电动机在进行工作生产的时候会产生比较大的震动，而四相电动机的噪声要比平常的电动机大很多。而现在，我国对三相电动机和五相电动机的应用，就去掉了这些缺点，噪声和震动的不足都已经得到了解决。另外，更新升级后的三相电动机因為其系统的先进性，而且在价格上要比其他电动机比较实惠。对于我国的PLC技术的应用在一定程度上可以确保其具有完整的控制和合理的操作，我国的机电一体化已经越来越趋近与一体化，而且对于速度和位置的控制也把控得非常到位。其最重要的特点就是能确保电机的操作可以达到合理进行，这种项目的提出是可编程控制器技术的一场改革，并且进一步加快了PLC和步进电机控制的结合。
　　在步进电机的应用中加入相关的PLC技术可以帮助其具有较高教完善的控制力，在进行控制的时候，我国往往利用脉冲输出功能来进行操作。步进电机的应用是通过信号的转移和角度的更换来实行其功能的元件，在根本上步进电机是一种执行元件，在进行工作的时候，没增加一个电脉冲就会使得出轴的系统更换一个角度，对于整个电机的输出位移和脉冲个数而言，他们在进行工作的时候，所体现的数据往往是一个正比的状态，而且整个电机的转向和电机运行过程中的阻扰的相序会有一定的关联。在对其进行电机位移量、速度和转向进行数据统计时，应该进行合理的输出和输入，从而确保数据可以达到准确，减少误差的产生。在进行PLC技术应用的时候，要想控制整个电机的输出量和速度转向，就得对PLC系统的控制过程进行严格把关，对于系统的响应能力的应用要达到合理的操作，确保整个系统的分配准确;同时，PLC在输出端口的配置上通常是采用大功率晶体管的技术，这种技术在一定程度上可以满足于电压的脉冲性，才能进一步符合电流的驱动性。
　　PLC对步进电机进行控制时，主要是控制了步进电机的脉冲数，从而有效控制步进电机的运行，因此，在选择 PLC时，需要从众多的设备中选择出具备高速脉冲输出功能的设备，这样在使用时，能够凭借高速脉冲输出，对步进电机的运行进行控制。而对其别的分配程序进行控制时，要麻烦很多。比如说环形分配程序对步进电机各相绕组的通电顺序进行环形脉冲分配，通过脉冲分配的形式来帮助步进电机进一步的进行工作，从而控制接到步进电机两相绕组的直流电源的依次通、断，形成旋转磁场，磁场的添加可以带动整个电机的运行，从而使步进电机转动，提高步进电机的工作效率。当步进电机各相绕组的通电顺序按：A—B—A—B导通断开时，步进电机正转。当按A—B—A—B依次导通、断开时，步进电机反转，通过反转和正转的影响，可以帮助PLC技术更快地融入到步进电机的运行模式中。换句话说，步进电机可以按两相四拍工作。这种工作方式确保步进电机再进行升级过程中可以更好地应用，每当步进电机走一步，环形脉冲分配程序的步数减一，当步数减为零时，停止环形脉冲分配，等待下一次的脉冲输入，经过不断循环，从而使得步进电机的环形脉冲模式可以更容易实现。
　　3  软启动技术的原理和优点 　　3.1 软启动技术的原理
　　在进行步进电机控制时，要注意对其软启技术的应用。软启技术的原理主要是对工作的机动器进行串联。从而保障电路中的触发角可以得到很好的调节，保证整个系统的工作完整性。同时，对于电路导通角的控制也在软启动技术的范围之内。对于这种技术而言，在应用时应该通过PLC的结合来保证效果的高效性，从而使得电机的转速可以达到一定的标准，这样可以确保该设备在运行过程中不会遭到过多的损伤。
　　3.2 软启动技术的优点
　　对于软启动技术的应用，主要是因为这种技术在应用的过程中有着灵活的特点，而且操作起来比较容易，一般工作人员就可以对其设备进行操作。同时，相关的技术在与设备进行一定的结合后，可以确保不同的设备在工作时保证设备的完整性，软启动技术可以根据不同设备的工作参数进行不同的启动方式，从而保证设备运行的最大高效化。除此之外，此类技术的应用还可以让设备的启动更加平稳，有利于对整个设备的安全运行。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，斜坡的信号是与PLC的功能有直接关系的，通过这两者的有效结合，可以确保整个软启动技术运行效率更加合理稳定。
　　4  PLC在软启动器控制中的应用
　　4.1 斜坡升压软启动
　　对于斜坡升压软启动方式，可以在对启动器控制中加入相關的斜率控制系统。而对于斜率进行控制可以采取PLC技术，这个技术可以对其工作时的斜率进行一定的调整，以便可以达到规范水平。同时，PLC技术的功能是合斜坡信号的频率有着直接的关系，PLC可以根据设备进行工作时的斜率进行一定的调整，通过这两个技术的有效结合，可以确保整个工程中在工作的时候更加方便简单。
　　4.2 斜坡恒流软启动
　　这类启动方式和上面提到的斜坡升压软启动技术有着非常大的差别，这两类技术最大的不同点就是斜坡恒流软启动方式在控制上属于闭环式控制，这就可以确保整个系统在控制中更容易控制电流，可以确保在工作时，使得设备的电流达到最大值时，在进行相关的操作时，该技术可以确保整个电流达到最大值，从而完成启动的需求。而对与斜坡升压软启动技术而言，它的操作流程和该技术完全不一样，它主要是针对电流的变化来进行相关的操作，换句话说，就是该技术主要是对其设备进行甄选，从所测得的电流中选取出现率最高的电流，这种技术可以保证设备在运行过程中的平稳性，有效地保证了电动机的实际负载程度。从而确保该风机在启动过程中的安全性，提高整个设备的时效性。
　　4.3 突跳电压斜坡启动
　　对于这个突跳电压斜坡启动技术而言，对于它的应用主要是在那些电压逐渐升高的设备中，随着电压的不断升高，对于设备的控制度也不断加强，而突跳电压斜坡启动技术就可以很好地满足这一点，它可以通过对金甲管进行保护的方式来带动同步基准的效能，同时，再对PLC技术进行控制时，该启动方式可以对其电机进行不断的检验，从而达到电机在运行过程中的理想状态。
　　5  结语
　　我国对于步进电机的控制虽然在国际上处于领先水平，但是在某些地方还是存在着大大小小的问题，要想解决这些复杂的问题，就需要我国相关的技术人员在对步进电机技术控制中不断地进行改革和实验，通过反反复复的实验，得到相关的解决方案，从而确保我国的步进电机技术可以遥遥领先。
　　参考文献
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　　[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（6）：130.
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