基于PLC的步进电机控制
PLC在步进电机控制中的应用探究
PLC在步进电机控制中的应用探究
PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的缩写，它是一种电子设备，用于自动控制各种工业过程。
步进电机是一种用于实现精确位置和速度控制的电机
类型。
下面将探讨PLC在步进电机控制中的应用。
1. 位置控制：PLC可以通过与编码器或位置传感器等设备配合使用，实现步进电机的精确位置控制。
通过PLC编程，可以设置步进电机的目标位置，并监控电机的当前位置，
从而实现闭环控制。
2. 速度控制：PLC可以通过调整脉冲频率和方向信号，控制步进电机的转速。
通过PLC编程，可以设置步进电机的目标速度，并根据实际情况调整脉冲频率和方向信号，从
而实现闭环速度控制。
4. 动态控制：PLC可以通过灵活的编程和逻辑运算，实现步进电机的复杂动态控制，例如位置同步控制、多轴插补控制等。
通过PLC编程，可以根据工艺要求和实际需要，设
计出适应不同应用场景的步进电机控制方案。
5. 故障诊断与保护：PLC可以实时监测步进电机的运行状态和参数，当出现故障或异常情况时，可以通过编程设定相应的报警和保护机制，避免电机损坏或不正常运行。
6. 通信与远程监控：PLC可以通过串口、以太网等通信接口，与上位机或其他设备进行数据交换和远程监控。
通过PLC编程，可以实现步进电机的远程控制和监控，提供更灵活、方便和智能的操控方式。
PLC在步进电机控制中的应用主要包括位置控制、速度控制、加减速控制、动态控制、故障诊断与保护，以及通信与远程监控等方面。
通过PLC的编程和逻辑运算，可以实现对
步进电机的精确控制和灵活应用，提高生产效率和产品质量。
基于PLC的步进电机控制方法与实现
基于PLC的步进电机控制方法与实现步进电机是一种特殊的电机，通过电脉冲信号使电机按固定的角度步进运动。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化控制领域的设备。
将PLC与步进电机结合，可以实现对步进电机的精确控制。
下面将介绍基于PLC的步进电机控制方法及其实现。
一、PLC的选择PLC作为控制步进电机的核心设备，选择合适的PLC至关重要。
常见的PLC品牌有西门子、施耐德、三菱等，根据实际需求选择合适的PLC型号。
二、接线连接首先，需要将PLC的输入端口和输出端口与步进电机的控制信号线相连接。
其中，控制信号线分为步进脉冲信号线、方向信号线和使能信号线。
步进脉冲信号线用于控制步进角度，方向信号线用于控制步进方向，使能信号线用于使能或禁止步进电机的运动。
三、编写PLC程序1.步进电机模式选择PLC程序中需要设置步进电机的工作模式，常见的有全步进模式和1/2步进模式。
全步进模式下，步进电机每收到一个脉冲信号就步进一次；1/2步进模式下，步进电机每收到两个脉冲信号才步进一次。
具体选择哪种模式，要根据实际需求来确定。
2.控制参数设置根据步进电机的特性和需求，需要设置脉冲频率、步进电机角度、加速度、减速度等控制参数。
这些参数的设置会直接影响步进电机的运动效果和精度。
3.控制逻辑编写根据具体应用场景，设计步进电机的运动逻辑。
例如，可以设置按下按钮时步进电机顺时针旋转，松开按钮时停止旋转；也可以设置根据传感器的信号来控制步进电机的运动。
通过控制逻辑的编写，实现对步进电机的精确控制。
四、运行程序并调试五、实现布线和安装根据实际需求，进行步进电机的布线和安装。
注意布线过程中要避免信号干扰和线路短路等问题，确保步进电机能够正常工作。
总结：基于PLC的步进电机控制方法主要包括PLC的选择、接线连接、编写PLC程序、运行程序及调试和布线和安装等步骤。
通过合理选择PLC、编写控制逻辑和调整参数，可以实现对步进电机的精确控制。
基于PLC的步进电机控制系统初探
基于PLC的步进电机控制系统初探步进电机是一种电机类型，它通过控制电流的频率和脉冲信号来实现精确的位置控制。
PLC可以通过I/O接口和编程来控制步进电机，从而实现对电机的启停、转向、速度和位置等各种控制操作。
PLC的步进电机控制系统主要由PLC主机、输入/输出模块、编程软件和步进电机驱动器等组成。
PLC主机充当控制中心，接收来自输入模块的信号，并根据程序逻辑进行处理后，通过输出模块控制步进电机驱动器。
编程软件是配置和编写PLC的程序的工具，通过简单易懂的程序语言，可以编写各种步进电机控制的逻辑和功能。
程序中可以设置电机的启停、转向、速度和位置等参数，并实现闭环控制、位置校准和故障报警等功能。
输入/输出模块是PLC的接口设备，用于连接外部信号和设备，将外部信号转换为PLC 可以识别和处理的数字信号。
通过输入模块可以接收来自传感器、按钮、开关等设备的信号，而通过输出模块可以控制步进电机驱动器、指示灯、蜂鸣器等设备的工作状态。
步进电机驱动器是控制步进电机工作的关键设备，它接收来自PLC的脉冲信号，并根据信号的频率和脉宽来确定电机的运行状态和转动角度。
步进电机驱动器通常具有多种控制模式和参数设置，可以根据需要进行调整。
在步进电机控制系统中，通常需要通过PLC程序设置各种参数，如电机型号、步进角度、电机驱动方式等。
同时还需要编写逻辑程序来实现电机的启停、转向、速度和位置等控制操作，并根据实际需求进行调试和测试。
基于PLC的步进电机控制系统可以实现对电机的精确控制和定位操作，并具有较高的可靠性和稳定性。
它不仅适用于各种自动化设备中，还可以应用于机床、印刷机、包装机等行业中，为工业生产和自动化控制提供了重要的技术支持。
基于PLC的步进电机运动控制系统设计
机电工程系基于PLC的步进电机运动控制系统设计专业：测控技术与仪器指导教师：xxx姓名：xxx _______________（2011年5月9日）目录一、步进电机工作原理 (1)1.步进电机简介 (1)2。
步进电机的运转原理及结构 (1)3。
旋转 (1)4。
步进电动机的特征 (2)1）运转需要的三要素：控制器、驱动器、步进电动机 (2)2)运转量与脉冲数的比例关系 (2)3)运转速度与脉冲速度的比例关系 (3)二、西门子S7—200 CPU 224 XP CN (3)三、三相异步电动机DF3A驱动器 (3)1.产品特点 (3)2。
主要技术参数 (3)四、PLC与步进电机驱动器接口原理图 (5)五、PLC控制实例的流程图及梯形图 (6)1。
控制要求 (6)2.流程图 (6)3.梯形图 (7)六、参考文献 (9)七、控制系统设计总结 (9)基于PLC的步进电机运动控制系统设计一、步进电机工作原理1.步进电机简介步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角)。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角.这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单2.步进电机的运转原理及结构电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻,其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开.0、1/3て、2/3て，即A与齿1相对齐,B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A’与齿5相对齐，(A’就是A，齿5就是齿1）3.旋转如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用,齿1与A对齐，（转子不受任何力,以下均同）。
基于plc控制的步进电机控制系统设计论文
基于PLC的步进电机控制系统设计机械电子专业 XXX指导教师 XXX摘要：以德国西门子公司小型可编程逻辑控制器S7—200为中央处理单元，以步进电机作为控制对象。
介绍了PLC的概念原理以与控制的优点，步进电机的概念与工作原理，现状以与发展方向。
PLC 与步进电动机一起结合起来有很高的研究价值与意义。
本文在介绍步进电机控制特点的基础上,重点研究了步进电机的控制策略。
设计了控制系统的硬件方案，并编写了相应的控制流程，测试了实际控制效果，并提出相应的整改措施，达到更加合理高效的目标。
对于使用步进驱动器的步进控制系统，控制器对步进电机的控制关键在于控制脉冲信号的产生。
介绍了使用该控制器产生控制脉冲信号的多种不同实现方法，进而实现对步进电机不同控制方法。
关键词：可编程逻辑控制器；步进电机；控制策略；控制流程The Research Of Stepper Control Method Motor Based OnPLC Student majoring inMachinery and electronics specialtyXXXTutorXXXAbstract：With small Germany Siemens S7-200 programmable logic controller of the central processing unit, with stepping motor as control object. This paper introduces the concept of PLC principle and advantage of the control, the concept and working principle of stepper motor, the current situation and development direction. PLC combined with stepper motor has a high research value and significance. In this paper, based on the introduction to the characteristics of the stepper motor control, step motor control strategies are researched. Design the hardware of the control system scheme, and write the corresponding control process, test the actual control effect, and puts forward the corresponding rectification measures, achieve more reasonable and efficient. For using stepper drive stepper control system, the controller of stepper motor control is the key to control the generation of pulse signal. This paper introduces the control using the controller a variety of different implementation methods of the pulse signal, then the method to realize different control the stepper motor.1 / 23Keywords:Programmable logic controller; Stepping motor; The control strategy; Control the process引言伴随着经济的快速发展，科技的日新月异，产品更新换代周期缩短，生产效率有了更高的要求，特别是计算机技术的广泛的推广和普与，信息产业发挥了它无与伦比的优越性和高效性，其中可编程逻辑器件就有了更多的用武之地。
PLC控制步进电机的应用案例
P L C控制步进电机的应用案例1利用P L S Y指令任务：利用PLC作为上位机,控制步进电动机按一定的角度旋转;控制要求：利用PLC控制步进电机顺时针2周,停5秒,逆时针转1周,停2秒,如此循环进行,按下停止按钮,电机马上停止电机的轴锁住;1、系统接线PLC控制旋转步进驱动器,系统选择内部连接方式;2、I/O分配X26——启动按钮,X27——停止按钮；Y1——脉冲输出,Y3——控制方向;3、细分设置在没有设置细分时,歩距角是,也即是200脉冲/转,设置成N细分后,则是200N脉冲/转;假设要求设置5细分,则是1000脉冲/转;4、编写控制程序控制程序可以用步进指令STL编写,用PLSY指令产生脉冲,脉冲由Y1输出,Y3控制方向;5、脉冲输出指令PLSY的使用脉冲输出指令PLSYM8029置1;如上图所示,当X10由ON变为OFF时,M8029复位,停止输出脉冲;若X10再次变为ON则脉冲从头开始输出;注意：PLSY指令在程序中只能使用一次,适用于晶体管输出类型的PLC;6、控制流程图7、梯形图程序参考8、制作触摸屏画面PLC控制步进电机的应用案例2利用定时器T246产生脉冲任务：利用步进电机驱动器可以通过PLC的高速输出信号控制步进电机的运动方向、运行速度、运行步数等状态;其中：步进电机的方向控制,只需通过控制U/D-端的On 和Off就能决定电机的正传或者反转；将光耦隔离的脉冲信号输入到CP端就能决定步进电机的速度和步数；控制FREE信号就能使电机处于自由转动状态;1、系统接线系统选择外部连接方式;PLC控制左右、旋转、上下步进驱动器的其中一个;CP+端、U/D+端——+24VDC；CP-——Y0；U/D-——Y2；PLC的COM1——GND；A、A-——电机A绕组；B、B-——电机B绕组2、I/O分配X0—正转/反转方向,X1—电机转动,X2—电机停止,X4—频率增加,X5—频率减少；Y0—脉冲输出,Y2—方向;3、编写控制程序4、制作触摸屏画面PLC控制步进电机的应用案例3利用FX2N-1PG产生脉冲任务：应用定位脉冲输出模块FX2N-1PG,通过步进驱动系统对机器人左右、旋转、上下运动进行定位控制;控制要求：正向运行速度为1000Hz,连续输出正向脉冲,加减速时间为100ms,1、系统接线系统选择外部连接方式;PLC通过FX2N-1PG控制左右、旋转、上下步进驱动器的其中一个;VIN端、CP+端、U/D+端——+24VDC；CP-——FP；U/D-——Y4；PLC的COM1端、FX2N-1PG的COM0端——GND；A、A-——电机A绕组；B、B-——电机B绕组2、I/O分配X0—正转,X1—反转,Y4—方向；;3、编写控制程序4、制作触摸屏画面。
基于PLC的步进电机控制
基于PLC的步进电机控制————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2014 ~ 2015 学年第 1 学期《电气控制及PLC 》课程设计报告题目：步进电机的PLC控制设计专业：自动化班级： 11自动化(1)班姓名：李勇李亚李新明荆欢贾伟黄龙飞皇甫趁心指导教师：江春红电气工程学院2014年10月31日1、任务书课题名称步进电机的PLC控制设计指导教师（职称）江春红执行时间2014~ 2015 学年第1 学期第9 周学生姓名学号承担任务李勇1109111021 负责软件系统的设计李亚1109111020 负责步进电机运行的控制原理设计李新明1109111019 负责硬件系统的设计荆欢1109111018 负责系统调试贾伟1109111017 文档的排版和整理黄龙飞1109111016 搜集整理资料黄甫趁心1109111015 负责各成员之间交流沟通设计目的学会运用所学的理论知识，进行步进电机运行的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。
设计要求步进电机为二相混合式，供电电压24VDC，功率30 W，电流1.7A（或1.2A），转矩0.35NM,步矩角1.8°/0.9°，并配有细分驱动器，实现细分运行，减少振荡。
摘要步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。
步进电机作为制执行元件，是电气自动化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
例如，在仪器仪表，机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪等），凡需要对转角进行精确控制的情况下，使用步进电机最为理想。
随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
软件PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、网络通信、PID调节等功能，通过一个多任务控制内核，提供强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接各种I/O系统的及网络的开放式结构。
PLC如何控制步进电机
PLC如何控制步进电机PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备，通过输入/输出模块对各种机电设备进行控制。
在PLC系统中，步进电机是常见的执行元件之一，它具有准确的位置控制和高的加减速性能。
本文将介绍PLC如何控制步进电机，包括步进电机的驱动方式、PLC的控制原理及步进电机控制的程序设计。
一、步进电机的驱动方式1.串行通信驱动方式：步进电机通过串行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。
首先，将PLC与串行通信模块相连，通过串行通信模块与步进电机控制器进行通信。
PLC通过串行通信模块发送指令，步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。
2.并行通信驱动方式：步进电机通过并行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。
与串行通信驱动方式类似，首先将PLC与并行通信模块相连，通过并行通信模块与步进电机控制器进行通信。
PLC通过并行通信模块发送指令，步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。
3.脉冲驱动方式：步进电机通过脉冲驱动方式与PLC进行通信和控制。
在脉冲驱动方式中，需要PLC输出脉冲信号控制步进电机。
通常情况下，PLC将脉冲信号传递给步进电机驱动器，在驱动器中产生相应的控制信号，实现对步进电机的控制。
二、PLC的控制原理PLC作为控制器，一般采用扫描运行方式。
其运行原理如下：1.输入信号读取：PLC将外部输入信号输入到输入模块中，采集输入信号，并将其从输入模块传递给中央处理器（CPU）进行处理。
2. 程序执行：CPU根据事先编写好的程序进行处理，包括数据处理、逻辑运算和控制计算等。
PLC程序一般采用ladder diagram（梯形图）进行编写。
3.输出信号控制：根据程序的执行结果，CPU将处理好的数据通过输出模块发送给外部设备，用于控制和操作外部设备。
三、步进电机控制的程序设计步进电机的控制程序主要包括参数设定、模式选择、起停控制、运动控制等部分。
下面以一个简单的例子来说明步进电机控制的程序设计过程：1.参数设定：首先需要设定步进电机的一些参数，如电机型号、步距角度、运动速度等。
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2014 ~ 2015 学年第 1 学期《电气控制及PLC 》课程设计报告题目：步进电机的PLC控制设计专业：自动化班级： 11自动化(1)班姓名：李勇李亚李新明荆欢贾伟黄龙飞皇甫趁心指导教师：***电气工程学院2014年10月31日1、任务书摘要步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。
步进电机作为制执行元件，是电气自动化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
例如，在仪器仪表，机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪等），凡需要对转角进行精确控制的情况下，使用步进电机最为理想。
随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
软件PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、网络通信、PID调节等功能，通过一个多任务控制内核，提供强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接各种I/O系统的及网络的开放式结构。
用PLC控制步进电机的定位、转向、调速、细分有很大的优势与前景。
此次设计是利用PLC 的控制方法，上位机的监控功能，在试验室进行模拟实现的。
试验结果达到了预期的功能。
关键词：软PLC；步进电机；上位机；定位；转向；调速；细分目录1引言 02.方案论证与对比 02.1 方案一 02.2 方案二 02.3 方案对比与选择 (1)3、系统设计 (1)3.1 PLC内部原理 (1)3.2 二相混合式步进电机工作原理 (3)3.3 驱动器原理 (4)3.4硬件与软件设计 (4)4、组态的设计 (6)4.1 I/O 口的定义 (6)4.2 构造数据库 (6)4.3 建立动画连接 (7)5、系统功能调试与性能分析 (7)5.1系统调试中的问题及解决方案 (7)5.1.1软件调试 (7)5.1.2、正反转未响应 (8)5.1.3、定位的误差 (8)5.1.4、组态设计中的问题 (8)5.1.5、其它 (8)6、详细仪器清单 (8)7、总结与致谢 (8)参考文献 (10)附录一梯形图 (11)附录二源程序 (13)1引言步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制,并将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的执行机构。
由于受脉冲的控制,其转子的角位移量和速度严格地与输入脉冲的数量和脉冲频率成正比,通过控制脉冲数量来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的;通过改变通电顺序,从而达到改变电机旋转方向的目的。
步进电机是机电一体化的关键产品，广泛应用于各种自动化控制系统和机电一体化设备中。
随着微电子技术和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各行各业都得到了广泛的应用。
可编程逻辑控制器Programmable logic Controller（通常称为PLC）是一种工业控制计算机，具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、多种控制功能、网络技术和优越的性价比等性能，能充分适应工业环境，简单易懂，操作方便，可靠性高，是目前广泛应用的控制装置之一，PLC对步进电机也具有良好的控制能力，利用其高速脉冲输出功能或运动控制功能，即可实现对步进电机的控制。
利用PLC控制步进电机，其脉冲分配可以有软件实现，也可由硬件组成。
软件PLC（SoftPLC，也称为软逻辑SoftLogic）是一种基于基于PC机开发结构的控制系统，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点，利用软件技术可以将标准的工业PC转换成全功能的PLC过程控制器。
软件PLC提供了与硬PLC同样的功能，同时又提供了PC环境的各种优点。
本文中，我们将对软PLC 进行综述，对采用PLC来进行步进电机的设计研究进行介绍。
并以三菱的FN2系列的PLC为例，讨论步进电机的PLC控制系统的硬件和软件设计方法，以及利用组态设计，通过上位机进行监控与PLC进行通信，从而实现对系统的控制。
2.方案论证与对比2.1 方案一步进电机的控制方式采用开环控制方式，即步进电机驱动系统的输入脉冲不依赖与转子的位置,而是事先按一定规律给定的。
负载位置对控制电路没有反馈,因此步进电机必须正确的响应每次励磁变化。
图2.1 步进电机开环控制框图2.2 方案二闭环控制是不断直接或间接地检测转子的位置和速度,然后通过反馈和适当的处理,自动给出脉冲链,使步进电机每一步都响应控制信号的命令,从而只要控制策略正确电机不可能轻易失步。
图2.2 步进电机闭环控制框图2.3 方案对比与选择通过对比，步进电机的最显著的优势是不需要位置反馈信号就能够进行精确的位置控制。
这种开环控制形式省去了昂贵的位置传感器件，只需对输入指令脉冲信号计数，就能知道电机的位置。
在开环控制系统中，电机响应走步指令后的实际运行情况，控制系统是无法预测和监视的。
在一些运行速度范围宽、负载大小变化频繁的场合，步进电机容易失步，而使整个系统趋于失控。
这时候，可以对步进电机进行位置闭环控制。
控制系统对电动机转子位置进行检测，并将信号反馈至控制单元，使得系统对步进电机发出的走步命令，只有得到相应实际位置响应后，方告完成。
因此，闭环控制的最基本任务是防止步进电机失步。
闭环控制的励磁延时设置随负载而变化，它能产生接近最佳的速度曲线和快速的负载定位。
并且一般采用直接监视负载位置的方法，因此发生失步的可能性大大减小。
但在本实验中因为要求不是很高，所以只要采取最简单的开环控制系统，用来实现步进电动机的正转、反转、加速、减速、定位。
3、系统设计3.1 PLC内部原理可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构。
通常由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等几个部分组成。
可编程序控制器是从继电器控制系统发展而来的，它的梯形图程序与继电器系统电路图相似，梯形图中的某些编程元件也沿用了继电器这一名称，如输入、输出继电器等。
这种计算机程序实现的“软继电器”，与继电器系统中的物理结构在功能上某些相似之处。
PLC实质上是一种被专用于工业控制的计算机，其硬件结构和微机是基本一至。
如图3.1a PLC硬件的基本结构图所示：图3.1 PLC硬件的基本结构图根据设计要求系统的I/O分配表如下：表 1 I/O分配表3.2 二相混合式步进电机工作原理二相步进电机有2个绕组，当一个绕组通电后，其定子磁极产生磁场，将转子吸合到→B→A A→B B四个状态此磁极处。
若绕组在控制脉冲的作用下，通电方向按照A A B→B时，电机就周而复始进行变化，电机科顺时针转动；通电顺序为A A→B B→A A B逆时针转动。
步进电机是一种将电子数字脉冲信号转变为机械运动的电磁增量运动器件。
典型的电机绕组固定在定子上，而转子则由硬磁或软磁材料组成。
当控制系统将一个电脉冲信号经功率装置加到定子绕组中，电机便会沿一定的方向旋转一步。
脉冲的频率决定电机的转速。
电机转动的角度与所输入的电脉冲个数成正比；因此，只要简单地改变输入脉冲的数目，就能控制步进电机的转子运行角度，从而达到位置控制的目的。
步进电机有以下特点：（1）运行角度正比于输入脉冲，便于开环运行，花费少；（2）具有锁定转矩；（3）定位精度高，并且没有累积误差；（4）具有优良的起动、停止、反转响应；（5）无电刷和可靠性高；（6）可低速运行，直接驱动负载；（7）不适宜的控制会引起振动；（8）不宜运行于高速状态。
图3.2二相图步进电机内部原理图3.3 驱动器原理步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。
驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大，使步进电机绕组按一定顺序通电，控制电机转动。
图3.3a 开环步进电动机控制系统框图驱动电路由脉冲信号分配和功率细分驱动电路组成。
根据控制器输入的脉冲和方向信号，为步进电机各绕组提供正确的通电顺序，以及电机需要的高电压、大电流；同时提供各种保护措施，如过流、过热等保护。
功率驱动器将控制脉冲按照设定的模式转换成步进电机线圈的电流，产生旋转磁场，使得转子只能按固定的步数来改变它的位置。
连续的脉冲序列产生与其对应同频率的步序列。
图3.3b步进电机驱动控制电路硬件连接框图图中I1.0、I1.1和I1.5为输入控制信号端;Q0.0和Q0.1为两路高速脉冲，分别负责驱动电机开启定位和停止控制。
3.4硬件与软件设计步进电机电机的PLC控制系统是要求用由PLC控制器、二相混合式步进电机、细分驱动器等器件组成，此外应设计要求要利用上位机进行监控，所以要用到上位机。
根据设计要求该系统要实现对步进电机的速度、方向、定位、细分等控制功能，要设计相应的程序才能使之实现，而快速与慢速、以及定位功能的实现都是靠PLC发出的高速脉冲来控制的，改变脉冲的宽度即频率来实现快慢，产生脉冲个数的多少来实现准确的定位，所以控制的关键是控制产生的脉冲。
硬件连接与程序流程图分别如下图3.4a，图3.4b所示：图3.4a PLC硬件连接图图3.4b 系统流程图4、组态的设计在本系统设计中采用灯的点亮来模拟电机的运行状态，监控软件采用了北京亚控公司的Kingv iew6.5组态王软件。
4.1 I/O 口的定义首先双击工程浏览器左侧大纲项“设备\COM1”，弹出串口设置对话框，如图6所示。
图 4.1a 串口设置对话框要用组态软件进行实时监控首先要完成通讯连接，组态王通讯参数应与PLC 的通讯参数设置保持一致。
由于本系统是PLC 与组态王间进行通讯，因此将PLC的生产厂家、设备名称、通讯方式等填入相应的对话框即可。
然后选择工程浏览器左侧大纲项“设备\COM1”在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，运行“设备配置向导”，选择PLC三菱FX2系列产品中“编程口”4.2 构造数据库数据库是“组态王”软件的核心部分，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。
根据梯行图程序中的I/O 配置列表，定义各变量如下表2所示。
表2 I/O 配置列表X0 控制起/停I/O离散FX 1N X0 bit 读写关X1 正反转I/O离散FX 1N X1 bit 读写关X2 慢速按钮I/O离散FX 1N X2 bit 读写关X3 快速按钮I/O离散FX 1N X3 bit 读写关X4 定位I/O离散FX 1N X4 bit 读写关X5 运行I/O离散FX 1N X5 bit 读写关Y0 A相I/O离散FX 1N Y0 bit 只读关Y1 B相I/O离散FX 1N Y1 bit 只读关4.3 建立动画连接图4.3动画连接图根据以上画面中的开关可以来控制PLC设备上的开关按钮，可以监视控制PLC上设备的运行，根据不同情况来调节系统的启停，快速慢速等功能。