步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行組織。當步進驅動器接收到一個脈沖信號時就驅動步進電機按設定的方向滾動一個固定的視點(稱為“步距角”)，其旋轉以固定的視點運轉。能夠經過控制脈沖個數來控制角位移量以到達準確定位的意圖;一同也能夠經過控制脈沖頻率來控制電機滾動的速度和加快度而到達調速的意圖。步進電機作為一種控制用的特種電機，因其沒有堆集差錯(精度為100%)而廣泛應用于各種開環控制。

定位原理及計劃

步進電機加減速控制原理

步進電機驅動執行組織從一個方位向另一個方位移動時，要經歷升速、恒速和減速進程。當步進電機的運轉頻率低于其自身起動頻率時，能夠用運轉頻率直接起動并以此頻率運轉，需求中止時，可從運轉頻率直接降到零速。

當步進電機運轉頻率fb>fa(有載起動時的起動頻率)時，若直接用fb頻率起動會造成步進電機失步乃至堵轉。同樣在fb頻率下俄然中止時，因為慣性作用，步進電機會發生過沖，影響定位精度。假如十分緩慢的升降速，步進電機盡管不會發生失步和過沖現象，但影響了執行組織的作業效率。

所以對步進電機加減速要確保在不失步和過沖前提下，用最快的速度(或最短的時刻)移動到指定方位。

直線升降頻和指數曲線升降頻。指數曲線法具有較強的盯梢才能，但當速度改變較大時平衡性差。直線法平穩性好，適用于速度改變較大的快速定位辦法。以恒定的加快度升降，規律簡練，用軟件完成比較簡單，本文即選用此辦法。

定位計劃

要確保體系的定位精度，脈沖當量即步進電機轉一個步距角所移動的間隔不能太大，并且步進電機的升降速要緩慢，以防止發生失步或過沖現象。但這兩個要素合在一同帶來了一個杰出問題：定位時刻太長，影響執行組織的作業效率。

因而要取得高的定位速度，一同又要確保定位精度，能夠把整個定位進程劃分為兩個階段；粗定位階段和精定位階段

粗定位階段

選用較大的脈沖當量，如0.1mm/步或1mm/步，乃至更高。

精定位階段

，為了確保定位精度，換用較小的脈沖當量，如0.01mm/步。盡管脈沖當量變小，但因為精定位行程很短(可定為全行程的五十分之一左右)，并不會影響到定位速度。為了完成此意圖，機械方面可經過選用不同變速組織完成。

工業機床控制在工業自動化控制中占有重要方位，定位鉆孔是常用工步。設刀具或作業臺欲從A點移至C點，已知AC=200mm，把AC劃分為AB與BC兩段，AB=196mm，BC=4mm，AB段為粗定位行程，選用0.1mm/步的脈沖當量根據直線升降頻規律快速移動，BC段為精定位行程，選用0.01mm/步的脈沖當量，以B點的低頻恒速運動完成準確定位。在粗定位完畢進入精定位的一同，PLC自動完成變速組織的更換。

定位程序設計內容梗概

PLC脈沖輸出指令

現在較為先進的PLC不只具有滿意次序控制要求的根本邏輯指令，并且還供給了豐富的功用指令。SiemensS7-200系列PLC的PLUS指令在Q0.0和Q0.1輸出PTO或PWM高速脈沖，最大輸出頻率為20KHz。脈沖串(PTO)供給方波輸出(50%占空比)，用戶控制周期和脈沖數。脈沖寬度可調制(PWM)酮能供給接連、變占空比輸出，用戶控制周期和脈沖寬度。

本文選用PTO的多段管線作業辦法完成粗定位，PTO的單段管線辦法完成精定位。

上述比如中，假定電機的起動和完畢頻率是2KHz，最大脈沖頻率是10KHz。在粗定位進程中，用200個脈沖完成升頻加快，400個脈沖完成降頻減速。運用PLC的PTO多段管線脈沖輸出時，用下面的公式計算升降頻進程中的脈沖增量值。

給定段的周期增量=(ECT—ICT)/Q

式中：ECT=該段完畢周期時刻，ICT=該段初始周期時刻。利用這個公式，加快部分(第1段)周期增量為2，減速部分(第3段)周期增量為1。因第2段是恒速部分，故周期增量為0。假如PTO的包絡表從VB500開端寄存。

源程序

LDSM0.1//初次掃描為1

RQ0.0，1//復位映像寄存器位

CALL0//調用子程序0，初始化粗定位相關參數

LDM0.0//粗定位完成

RQ0.0，1

CALL1//調用子程序1，初始化精定位相關參數

//子程序0,粗定位

LDSM0.0

MOVB16#A0，SMB67//設定控制字：答應PTO操作，挑選ms增量，挑選多段操作

MOVW500，SMW168//指定包絡表開始地址為V500

MOVB3，VB500//設定包絡表段數是3

MOVW500，VW501//設定榜首段初始周期為500ms

MOVW-2，VD503//設定榜首段周期增量為-2ms

MOVD200，VD505//設定榜首段脈沖個數為200

MOVW100，VW509//設定第二段初始周期為100ms

MOVW0，VD511//設定第二段周期增量為0ms

MOVD1360，VD513//設定第二段脈沖個數為1360

MOVW100，VW517//設定第三段初始周期為100ms

MOVW1，VD519//設定第三段周期增量為1ms

MOVD400，VD521//設定第三段脈沖個數為400

ATCH2，19//界說中止程序2處理PTO完成中止

ENI//答應中止

PLS0//發動PTO操作

子程序1.精定位

LDSM0.0//初次掃描為1

MOVB16#8D，SMB67//答應PTO功用，挑選ms增量，設定脈沖數和周期

MOVW500，SMW68//設定精定位周期為500ms

MOVD400，SMD72//設定脈沖個數為400

ATCH3，19//界說中止程序3處理PTO完成中止

ENI//答應中止

PLS0//發動PTO操作

//中止程序2

LDSM0.0//一向為1

=M0.0//發動精定位

//中止程序3

LDSM0.0//一向為1

=M0.1//完成其他功用