S7-200 PLC步进电机控制系统的设计+仿真图(5)
最大脉冲数量=移动距离*步进电机系分数/脉冲当量
4.1.3 驱动器
步进电机需要专门的驱动装置供电，驱动器和步进电机是一个有机结合整体，步进电机的运行性能是电动机及其驱动器二者配合所反映的综合效果。步进电机驱动器的主要作用是接受来自PLC控制器的一定数量和频率的脉冲信号以及电动机旋转方向的信号，为步进电机输出功率脉冲信号[7]。
步进电机驱动器的组成包括脉冲分配器和脉冲放大器两部分，主要解决向步进电机的各项绕组分配输出脉冲和功率放大两个问题。脉冲分配器接收来自控制器的脉冲信号和转向信号，将脉冲信号按一定的逻辑关系经过脉冲放大器放大信号，再输入步进电机控制步进电机的运行方式。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（即步进角）；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；同时还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。驱动器的选择要以步进电机的相数，步距角和电流大小为准，选择型号时还要注意是共阴极还是共阳极。选择驱动器的细分数对步进电机的精确度和运行性能也有很大的影响，目前的驱动器细分数主要是8倍、16倍、32倍、64倍，最高可达256倍细分。
4.1.4 EM253位置控制模块
为了能对步进电机进行速度和位置开环控制，除了S7-200PLC自带的高速脉冲输出脉冲外，EM253位置控制模块还可以为用户提供单轴、开环位置控制所需要的功能和特性。
EM253模块的特点如下:
(1) 提供高速控制，速度从每秒20个脉冲到每秒20万个脉冲。
(2) 支持急停(S曲线)或线性的加速、减速功能。
(3) 提供可组态的监测系统，既可以使用工程单位，也可以使用脉冲次数。
(4) 提供可组态的齿合间隙补偿。
(5) 支持绝对、相对和手动的位置控制方式。
(6) 提供多达25组的移动包络，每组最多可以有4种速度。
(7) 提供4种不同的参考点寻找模式，每种模式都可以对其实的寻找方式和最终的接近方向进行选择[8]。
使用STEP7-Micro/WIN可生成位置控制模块所需要的全部组态和移动包络信息，这些信息和程序一起下载到S7-200中。由于位置控制模块所需要的全部组态信息都储存在S7-200 CPU中，所以在更换位置控制模块的时候不用重新变成活的组态。
位置控制模块提供了5个数字输入和4个数字输出与用户的运动控制应用连接，这些输入输出位于位置控制模块上，其定义如下表1：
表1 位控模块EM253 I/O功能表
序号 输入/输出 符号 功能说明
1 输入 STP 停止脉冲生成
2 输入 RPS 参考点开关输入
3 输入 ZP 零脉冲输入
4 输入 L（M-） 负限位开关输入
5 输入 L（M+） 正限位开关输入
6 输出 P0(PO+、PO-) 脉冲输出
7 输出 P1(P1+、P1-) 脉冲输出或正向运动控制
8 输出 DIS 禁止/使能输出
9 输出 CLR 清除脉冲计数器
4.2 PLC实现控制的过程
PLC与普通计算机等待方式不同，PLC的工作方式是以扫描的形式来进行的，当PLC出于运行状态时，对于一般控制对象而言分为三个阶段：输入采样、程序处理、输出处理。但对于整个系统来说就要对硬件和软件进行初始化的工作，具体步骤如下述。