两相混合式步进电机的控制

一、目的

1、学会步进电机的使用方法。

2、了解并熟悉步进驱动器的应用。

二、器材

1、步进电机一台；

2、步进驱动器一台；

3、PLC主机一台（晶体管输出）；

4、通讯线一条；

5、电脑一台；

6、导线若干。

三、知识衔接：

（一）、PLSY：16位连续执行型脉冲输出指令

1、PLSY指令的编程格式：

 

*K1000：指定的输出脉冲频率，可以是T，C，D，数值或是位元件组合如K4X0

    *D0：指定的输出脉冲数，可以是T，C，D，数值或是位元件组合如K4X0，当该值为0时，输出脉冲数不受限制

    *Y0：指定的脉冲输出端子，只能是Y0或Y1

2、相关标志位与寄存器：

    M8029：脉冲发完后，M8029闭合。当M0断开后，M8029自动断开。

    M8147：Y0输出脉冲时闭合，发完后脉冲自动断开；

    M8148：Y1输出脉冲时闭合，发完后脉冲自动断开；

    D8140：记录Y0输出的脉冲总数,32位寄存器

    D8142：记录Y1输出的脉冲总数,32位寄存器

    D8136：记录Y0和Y1输出的脉冲总数,32位寄存器

    注意: PLSY指令断开，再次驱动PLSY指令时，必须在M8147或M8148断开一个扫描周期以上，否则发生运算错误！

（二）、步进电机42BYGH5403

表1-1  42BYGH5403型两相混合式步进电动机技术参数

型号	相数	步距角 （°）	电流（A）	静力矩 (Kg.cm)	定位力矩 （g.cm）	转动惯量 g•cm2	引线数	重量 g
42BYGH5403	2	1.8°	1.8	5.0	260	68	4	340

步进电动机A、B两相绕组的接线端如图1-1所示。

 

图1-1步进电动机接线端

 

（三）、步进电动机驱动器

1）驱动器型号为SH—20403，它是两相混合式步进电动机细分驱动器，它的特点是能适应较宽电压范围10V～40VDC（容量30VA），采用恒电流控制，它的电气性能如表1-2所示。

表1-2  SH—20403型两相混合式步进电动机驱动器电气性能

供电电源	10V～40VDC（30VA）
输出电流	峰值3A/相（Max）（由面板拨码开关设定）
驱动方式	恒相电流PWM控制（H桥双极）
励磁方式	整步，半步，4、8、16、32、64细分（七种）
输入信号 （参见图6-1）	光电隔离，（共阳单脉冲接口），提供“0”信号 输入信号包括：步进脉冲、方向变换和脱机保持等三个

 

2）步进电动机驱动器接线图

步进驱动器接线图如图1-2所示，输入接线口电路图1-3所示。

图1-2  步进驱动器接线图

 

图1-3输入接口电路

3）输入信号说明：

公共端：本驱动器的输入信号采用共阳极接线方式，用户应将输入信号的电源正极连接到该端子上，将输入的控制信号连接到对应的信号端子上。控制信号低电平有效，此时对应的内部光耦导通，控制信号输入驱动器中。

脉冲信号输入：共阳极时该脉冲信号下降沿被驱动器解释为一个有效脉冲，并驱动电机运行一步。为了确保脉冲信号的可靠响应，共阳极时脉冲低电平的持续时间不应少于。本驱动器的信号响应频率为70KHz，过高的输入频率将可能得不到正确响应。

方向信号输入：该端信号的高电平和低电平控制电机的两个转向。共阳极时该端悬空被等效认为输入高电平。控制电机转向时，应确保方向信号领先脉冲信号至少建立，可避免驱动器对脉冲的错误响应。

脱机信号输入：该端接受控制机输出的高/低电平信号，共阳极时低电平时电机相电流被切断，转子处于自由状态（脱机状态）。共阳极时高电平或悬空时，转子处于锁定状态。

4）输出电流选择

 

 

输出电流选择见表1-2

5

6

7

5

6

7

5

6

7

5

6

7

ON

ON

ON

0.9A

ON

OFF

ON

1.5A

ON

ON

OFF

1.2A

ON

OFF

OFF

1.8A

OFF

ON

ON

2.1A

OFF

OFF

ON

2.7A

OFF

ON

OFF

2.4A

OFF

OFF

OFF

3A

5）细分等级选择

细分等级选择见表1-3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

3

ON

ON

ON

保留

ON

OFF

ON

32细分

ON

ON

OFF

8细分

ON

OFF

OFF

半步

OFF

ON

ON

64细分

OFF

OFF

ON

16细分

OFF

ON

OFF

4细分

OFF

OFF

OFF

整步

 

四、项目过程

1、 接线图如下所示；

2、 调节驱动器的最大输出电流为1.8A；（说明：电流的调节查看驱动器面板丝印上的白色方块对应开关的实际位置）

3、 调节驱动器的细分为“1”；

4、 接通电源，给PLC（控制机）灌写程序如下；

梯形图解释

当控制机的控制端X0闭合时，PLC在4s内给步进电机驱动器发射400个脉冲，电机正好转2周停止。

控制端X2是控制步进电机的旋转方向，控制端X1是复位PLC给驱动器发射脉冲。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

五、项目拓展：

 

1、 如果让步进电机旋转一圈半，如何来完成？

2、 步进电机的转速为60转/分钟，如何实现？