引言

步进电机是将脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，是20世纪20年代由英国人发明，随着晶体管技术的发展并应用到步进电机中，对于数字化控制变得越来越方便，步进电机作为在位置控制、定量灌装等领域典型代表，应用越来越广泛。本文通过实际例题，介绍步进电机与PLC通讯的简单应用，让学习者快速入门，为更好的掌握这一专业技术打下基础。

一、例题讲解

1、控制要求：按下启动按钮，步进电机带动工作台向左移动8cm，停留2s后，工作台向右移动8cm，停留2s后，又向左移动8cm，不断循环，直到按下停止按钮，要求工作台的移动速度为4cm/s，编写程序和进行相关设置，完成整个工作过程。

2、主要电器器件:PLC 三菱FX3U-48MT；步进控制器 YKE2305M；电工实训平台

3、分析控制要求

用步进电机完成整个工作过程，要理清以下关键点：

（1）脉冲设置，即步进电机转动一圈，需要多少个脉冲；

（2）步进电机转动一圈，可以带动工作台移动的距离；

（3）PLC的高速脉冲输出口有哪些及如何输出方向；

（4）PLC与步进控制器及步进电机的外部接线图；

（5）编程需要用到的指令及完成程序的编写。

4、针对控制要求进行整理

（1）脉冲设置

脉冲设置是整个编程的起点及关键点，这个由编程人员自己设置，一旦完成设置，后续的编程都由这个设置值决定，本次我采用YKE2305M步进控制器对这个点进行讲解。

图一：YKE2305M步进控制器

控制器上有SW1~SW8八个小开关，用于脉冲设置的是SW5~SW8，如上图所示：

脉冲数	SW5	SW6	SW7	SW8
400	OFF	ON	ON	ON
800	ON	OFF	ON	ON
1600	OFF	OFF	ON	ON
3200	ON	ON	OFF	ON
略

通过上表，不难看出，通过不同小开关的通与断，完成相应脉冲数的设置，如果想步进电机转动一圈需要400个脉冲，就要将SW5打到OFF，SW6~SW8打到ON。这个设置完全由编程人员决定，在这道题中，我将步进电机转动一圈需要脉冲设置为400个。

（2）确定步进电机转动一圈可以带动工作台移动的距离，通过查阅本设备资料得知，步进电机每转动一圈，可以带动工作台移动4mm，这个参数不同的硬件设置，移动距离不一样，可以通过查阅设备资料知道，当然，也可以通过计算得出。

（3）确定PLC的高速脉冲输出口有哪些及如何输出方向，通过查阅三菱FX3U-48MT资料可以知道，该型号的PLC的高速脉冲输出口有三个，分别是Y0、Y1和Y2，在编程过程中，我们根据需要去使用这些高速脉冲输出口；而方向信号，我们可以通过所有的输出口进行输出，在编写程序过程中理清关系即可。

(4)PLC与步进控制器及步进电机的外部接线图—根据控制要求，完成外部接线图的设计及完成接线。

图二：PLC与步进控制器及步进电机的外部接线图

（5）编写程序

在三菱PLC中用于高速脉冲输出的指令是PLSY，这个指令的格式如下：

PLSY K1 K2 Yn

K1：速度参数，

K2：要输出的总脉冲数，

Yn：指定的高速脉冲输出口。

根据控制要求（假定向左是正方向，具体根据设备确定），工作台向左运动8cm及移动速度为4cm/s，按照脉冲设置和步进电机转动一圈带动工作台移动距离为4mm，我们输出指令如下：

PLSY K4000 K8000 Y0

同理，如果步进电机向右移动，因移动距离和速度一样，所以也是用上面的输出指令，只需在编程时加入方向信号即可。

根据控制要求，例题的程序如下：

图三：PLC程序

二、总结

通过上面的例题讲解，其实步进系统的编程并不难，关键是要理清几个关键点即可：（1）脉冲设置，即步进电机转动一圈，需要多少个脉冲；（2）步进电机转动一圈，可以带动工作台移动的距离；（3）PLC的高速脉冲输出口有哪些及如何输出方向；（4）PLC与步进控制器及步进电机的外部接线图；（5）编程需要用到的指令及完成程序的编写。

在平时的教学过程中，我也是从以上几点去引导学生进行步进系统的编程，对于刚接触步进的学生也是很容易接受并能完成实际操作。当学生掌握了这种编程方式，有一定的步进编程基础后，我会逐渐的加深实操内容，例如增加工作台自动往返工作前要先回原点、两台步进电机的工作控制等，由浅入深，让学生更好的掌握步进电机的实际应用。

参考文献：

1. YKE2305M步进控制器使用说明书

2. 电工实训平台使用说明书

3. 刘志永 浅析步进电机的PLC控制技术与发展趋势（J）科技资讯 2006（27）

4. 孙平 邢军 PLC控制步进电机驱动系统（J）河南师范大学学报（自然科学）2001（4）

5. 杨宜民 新型驱动器及其应用(M) 机械工业出版社 19971

作者简介：

毕业于电气工程及其自动化专业，从事专业工作近15年。

姓名：张锐坚

性别：男

出生年月：1984.03

民族：汉

籍贯（具体到省市）：广东省从化区

单位：广州市技师学院先进制造产业系 510410

学历/职位：机电一体化教师，中级职称

研究方向：机电一体化教学