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    本文以O(shè)MRON的CQM1型機為例，分析通過PLC的軟件設(shè)計來實現(xiàn)步進電機的脈沖分配。

    由移位寄存器SFT(10)指令循環(huán)輸出實現(xiàn)脈沖分配，步進電機工作在三相六拍時的狀態(tài)由內(nèi)部輔助寄存器IR016的00～05繼電器控制，為實現(xiàn)循環(huán)控制，由第6位信號01605作為反饋信號接到SFT的數(shù)據(jù)輸入端IN。SFT的移位脈沖輸入端CP可由PLC內(nèi)部高速定時器通過編程實現(xiàn)，本設(shè)計中為方便起見。采用了內(nèi)部特殊繼電器SR25500。SFT的復(fù)位輸入端R接步進電機停止信號，該端為ON時，數(shù)據(jù)通道IR016的所有位置0，并且不接受數(shù)據(jù)輸入。

    表2列出了IR016與步進電機通電繞組的對應(yīng)關(guān)系，在步進電機正轉(zhuǎn)時，當移位數(shù)據(jù)信號移到第一位時。移位寄存器SFT第一位01600的輸出應(yīng)接通步進電機的A相；移到第二位時，應(yīng)接通A相和B相；其余如此類推。以A相繞組為例，由表2可知，當輔助繼電器01600、01601、01605中任一個接通時(并聯(lián)關(guān)系)，A相通電。移位寄存器每一位的輸出信號先驅(qū)動與步進電機各相對應(yīng)的輸出繼電器，再由輸出繼電器通過功率放大器驅(qū)動步進電機。

表2 IR016與電機通電繞組對應(yīng)關(guān)系

    梯形圖控制程序如圖1所示。工作過程簡單描述如下：由輸入端00000得電發(fā)出啟動信號，前沿微分指令DIFU(13)保證移位寄存器SFT(10)指令中移位數(shù)據(jù)初始信號01600的唯一性。移位寄存器在移位脈沖的作用下順序左移，實現(xiàn)6位脈沖分配，由輸出繼電器10000、10001、10002分別去接通步進電機的A、B、C三相。步進電機轉(zhuǎn)速可由移位寄存器SFT的脈沖輸入端控制，轉(zhuǎn)向由繼電器02603控制。當輸入端00001無效時，KEEP(11)指令的置位端02600保證02603得電且保持該狀態(tài)，電機正轉(zhuǎn)；當00001為ON時，KEEP(11)指令的復(fù)位端02601使02603失電而恢復(fù)原狀態(tài)，電機反轉(zhuǎn)。

圖1 梯形圖

4 結(jié)束語

    比較步進電機的SCM和PLC的控制方法可知。SCM采用定時器延時，以中斷方式輸出控制脈沖；PLC采用移位指令和內(nèi)部特殊繼電器，以循環(huán)順序掃描方式輸出控制脈沖。SCM采用匯編語言(或C語言)編程，其指令系統(tǒng)的同有格式受硬件結(jié)構(gòu)的限制很大，編寫和調(diào)試要求具備一定語言程序設(shè)計基礎(chǔ)；而編寫PLC程序，即可以采用語句表(助記符)，又可以采用梯形圖，梯形圖簡單易懂，通過圖形編程器容易實現(xiàn)。SCM控制系統(tǒng)設(shè)計周期長，一般需要程序擴展，硬件方面需要經(jīng)過印刷電路板設(shè)計等過程；PLC控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，可在線修改控制程序，并實現(xiàn)實時監(jiān)控，因而設(shè)計周期短。PLC系統(tǒng)擴展靈活，可以在原有控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行功能擴展，能有效降低成本，適應(yīng)于復(fù)雜的工業(yè)控制環(huán)境。

    用SCM和PLC來實現(xiàn)步進電機控制脈沖的產(chǎn)生和分配，可以通過編程在一定范圍內(nèi)自由地設(shè)定步進電機的轉(zhuǎn)速，而且還可以靈活地控制步進電機的運行狀態(tài)。這兩種控制方式都不需要反饋就能對位置或速度進行控制，且位置誤差不會積累；用軟件編程代替硬件控制，不僅減少了系統(tǒng)設(shè)計的工作量，而且提高了控制系統(tǒng)的可靠性。