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[摘 要]在现代步进电机在工业自动控制中应用的非常广泛，涉及到各行各业，尤其采用PLC控制步进电机，控制电路简单，组合方便，不仅工作可靠，而且可以获得较高的控制精度。在这里主要介绍一下PLC控制步进电机的方法。
[关键词]PLC；步进电机；步进电机驱动器
中图分类号：F407.61文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）17-0294-01
引言
PLC是专门用来实现工业自动化控制的一种电子装置。它的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内，使控制器和被控对象连接方便。
步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。
步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。用于控制系统，可以使系统简化，工作可靠，而且可以获得较高的控制精度。用PLC来控制步进电机实现自动控制，即方便简洁，电路简单，安全可靠。
一、步进电机的选用
选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩大的电机，负载力矩大。
选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
1、步进电机应用于低速场合。每分钟转速不超过1000转，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效率高噪音低。
2、步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大；
3、只有标称为12V电压的电机使用12V外，其他电机的电压值不是驱动电压伏值，可根据驱动器选择驱动电压（建议：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V，110BYG采用高于直流80V），当然12伏的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源，不过要考虑温升。
4、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。
5、电机在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，一电机不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。
6、高精度时，应通过机械减速、提高电机速度，或采用高细分数的驱动器来解决，也可以采用5相电机，不过其整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被淘汰的说法是外行话。
7、电机不应在振动区内工作，如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决。
8、电机在600PPS（0.9度）以下工作，应采用小电流、大电感、低电压来驱动。
9、应遵循先选电机后选驱动的原则。
二、步进电机的驱动及接线方式
步进电机驱动器，它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移，或者说：控制系统每发一个脉冲信号，通过驱动器就使步进电机旋转一个步距角。也就是说步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。所以控制步进脉冲信号的频率，就可以对电机精确调速；控制步进脉冲的个数，就可以对电机精确定位。步进电机驱动器有很多，我们应以实际的功率要求合理的选择驱动器。
驱动步进电机一定要配用步进电机驱动器，如何选用驱动器。根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。
步进电机一般的接线方式为4线、6线、8线制的接法。下边列举一下各种接线方式（如表1）：
三、供电电压的选定
一般来说，供电电压越高，电机高速时力矩越大，越能避免高速时掉步。但另一方面，电压太高
可能损坏驱动器。而且在高电压下工作时，低速运动振动较大。
输出电流的设定值：对于同一电机，电流设定值越大时，电机输出力矩越大，但电流大时电机和驱动器的发热也比较严重。所以一般情况是把电流设成供电机长期工作时出现温热但不过热时的数值。
四线电机和六线电机高速度模式：输出电流设成等于或略小于电机额定电流值；
⑴六线电机高力矩模式：输出电流设成电机额定电流的70%。
⑵八线电机串联接法：输出电流设成电机额定电流的70%。
⑶八线电机并联接法：输出电流可设成电机额定电流的1.4倍。
四、驱动器的接线
如果想完成一个完整的步进电机控制系统，一定要有步进电机、步进驱动器、直流电源及控制器（脉冲源）。当选择好步进电机和步进驱动器及直流电源后，要进行接线。其中，步进电机与步进驱动器及PLC之间的接线方式。
五、步進驱动器的细分
为了提高步进电动机的精度，现在的步进驱动器都有细分的功能，所谓细分，就是通过驱动器中电路的方法把步距角减小。
比如把步进驱动器设置成5细分，假设原来步距角1.8°，那么设成5细分后，步距角就是0.36°。也就是说原来一步可以走完的，设置成细分后需要走5步。当输出频率超过步进电机的最高频率的时候，输出转矩会急速下降。
[关键词]PLC；步进电机；步进电机驱动器
中图分类号：F407.61文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）17-0294-01
引言
PLC是专门用来实现工业自动化控制的一种电子装置。它的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内，使控制器和被控对象连接方便。
步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。
步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。用于控制系统，可以使系统简化，工作可靠，而且可以获得较高的控制精度。用PLC来控制步进电机实现自动控制，即方便简洁，电路简单，安全可靠。
一、步进电机的选用
选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩大的电机，负载力矩大。
选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
1、步进电机应用于低速场合。每分钟转速不超过1000转，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效率高噪音低。
2、步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大；
3、只有标称为12V电压的电机使用12V外，其他电机的电压值不是驱动电压伏值，可根据驱动器选择驱动电压（建议：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V，110BYG采用高于直流80V），当然12伏的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源，不过要考虑温升。
4、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。
5、电机在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，一电机不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。
6、高精度时，应通过机械减速、提高电机速度，或采用高细分数的驱动器来解决，也可以采用5相电机，不过其整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被淘汰的说法是外行话。
7、电机不应在振动区内工作，如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决。
8、电机在600PPS（0.9度）以下工作，应采用小电流、大电感、低电压来驱动。
9、应遵循先选电机后选驱动的原则。
二、步进电机的驱动及接线方式
步进电机驱动器，它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移，或者说：控制系统每发一个脉冲信号，通过驱动器就使步进电机旋转一个步距角。也就是说步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。所以控制步进脉冲信号的频率，就可以对电机精确调速；控制步进脉冲的个数，就可以对电机精确定位。步进电机驱动器有很多，我们应以实际的功率要求合理的选择驱动器。
驱动步进电机一定要配用步进电机驱动器，如何选用驱动器。根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。
步进电机一般的接线方式为4线、6线、8线制的接法。下边列举一下各种接线方式（如表1）：
三、供电电压的选定
一般来说，供电电压越高，电机高速时力矩越大，越能避免高速时掉步。但另一方面，电压太高
可能损坏驱动器。而且在高电压下工作时，低速运动振动较大。
输出电流的设定值：对于同一电机，电流设定值越大时，电机输出力矩越大，但电流大时电机和驱动器的发热也比较严重。所以一般情况是把电流设成供电机长期工作时出现温热但不过热时的数值。
四线电机和六线电机高速度模式：输出电流设成等于或略小于电机额定电流值；
⑴六线电机高力矩模式：输出电流设成电机额定电流的70%。
⑵八线电机串联接法：输出电流设成电机额定电流的70%。
⑶八线电机并联接法：输出电流可设成电机额定电流的1.4倍。
四、驱动器的接线
如果想完成一个完整的步进电机控制系统，一定要有步进电机、步进驱动器、直流电源及控制器（脉冲源）。当选择好步进电机和步进驱动器及直流电源后，要进行接线。其中，步进电机与步进驱动器及PLC之间的接线方式。
五、步進驱动器的细分
为了提高步进电动机的精度，现在的步进驱动器都有细分的功能，所谓细分，就是通过驱动器中电路的方法把步距角减小。
比如把步进驱动器设置成5细分，假设原来步距角1.8°，那么设成5细分后，步距角就是0.36°。也就是说原来一步可以走完的，设置成细分后需要走5步。当输出频率超过步进电机的最高频率的时候，输出转矩会急速下降。