（1）工作原理

步进电机控制主要有三个重要参数即转速、转过的角度和转向。由于步进电机的转动是由输入脉冲信号控制，所以转速是由输入脉冲信号的频率决定，而转过的角度由输入脉冲信号的脉冲个数决定。转向由环形分配器的输出通过步进电机A、B、C相绕组来控制，环形分配器通过控制各相绕组通电的相序来控制步电机转向。

如图1给出了一个双向三相六拍环形分配器的逻辑电路。电路的输出除决定于复位信号RESET外，还决定于输出端Q_A、Q_B、Q_C的历史状态及控制信号－EN使能信号、CON正反转控制信号和输入脉冲信号。其真值表如表1所示。

 

图1 步进电机环形分配器

 

表1 真值表

CON			1			0
Z	EN	CLK	A	B	C	A	B	C
1	Φ	Φ	1	0	0	1	0	0
0	1	↑	1	0	1	1	1	0
0	1	↑	0	0	1	0	1	0
0	1	↑	0	1	1	0	1	1
0	1	↑	0	1	0	0	0	1
0	1	↑	1	1	0	1	0	1
0	1	↑	1	0	0	1	0	0

 

 

 

 

 

 

 

　

　

　

（2）程序设计

程序设计采用组合逻辑设计法，由真值表可知：

当CON＝0时，输出Q_A、Q_B、Q_C的逻辑关系为：

当CON＝1时，输出Q_A、Q_B、Q_C的逻辑关系为：    

当CON＝0，正转时步进机A、B、C相线圈的通电相序为：

当CON＝1，反转时各相线圈通电相序为：

Q_A、Q_B、Q_C的状态转换条件为输入脉冲信号上升沿到来，状态由前一状态转为后一状态，所以在梯形图中引入了上升沿微分指令。

PLC输入/输出元件地址分配见表2。

表2  PLC输入/输出元件地址分配表

PLC  IN	代号	PLC  OUT	代号
X0	CLK	Y0	QA
X1	EN	Y1	QB
X2	RESET	Y2	Qc
X3	CON

 

 

 

 

　

　

根据逻辑关系画出步进电机机环形分配器的PLC梯形图，如图2所示。

图2 环形分配器的梯形图

梯形图工作原理简单分析如下：设初始状态为RESET有效。X2常开触点闭合，Y0输出为“1”状态，Y1、Y2为“0”状态，RESET无效后，上述三输出状态各自保持原状态。CON＝0（X3=0），当EN（X1=1）有效，且有输入脉冲信号CLK（X0）输入，CLK（X0）上升沿到来，M0辅助继电器常开触点闭合一个扫描周期。在此期间，各输出继电器状态自保持失效，Y0输出保持为“1”状态，Y1输出由“0”变“1”，Y2输出状态为“0”。一个扫描周期过后，M0常开触点断开，常闭触点闭合，各输出继电器状态恢复自保持，等待下一个输入脉冲信号上升沿的到来。