本文提出一種用可編程序控制器（plc）直接控制步進(jìn)電機(jī)的方法，如圖2所示。這條技術(shù)路線的優(yōu)點(diǎn)是：大大減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作量，不存在各部分接口信號(hào)的匹配問(wèn)題，提高系統(tǒng)的可靠性。整個(gè)控制系統(tǒng)由PLC和步進(jìn)電機(jī)組成。作為一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PLC的功能越來(lái)越強(qiáng)。不僅僅可用于開(kāi)關(guān)邏輯控制，還可用于閉環(huán)過(guò)程控制，并可與其它計(jì)算機(jī)組成多級(jí)控制系統(tǒng)。有了PLC的強(qiáng)大功能的支持，各種不同控制系統(tǒng)的不同指令脈沖控制器的任務(wù)均可用PLC的不同控制程序來(lái)完成。對(duì)于環(huán)形脈沖分配器和功率放大器的功能則對(duì)PLC提出兩個(gè)特性要求。一是在此應(yīng)用的PLC最好是具有實(shí)時(shí)刷新技術(shù)的PLC，使輸出信號(hào)的頻率可以達(dá)到數(shù)千赫芝或更高。其目的是使環(huán)形脈沖分配能有較高的分配速度，充分利用步進(jìn)電機(jī)的速度響應(yīng)能力，提高整個(gè)系統(tǒng)的快速性。二是PLC本身的輸出端口應(yīng)該采用大功率晶體管，以滿足步進(jìn)電機(jī)各相繞組數(shù)十伏脈沖電壓、數(shù)安培脈沖電流的驅(qū)動(dòng)要求。應(yīng)該指出的是采用繼電器或可控硅做輸出端口的PLC，即使軟件環(huán)形脈沖分配能達(dá)到高速要求，但由于輸出端口器件難以高速導(dǎo)通和關(guān)斷直流電源，不能向步進(jìn)電機(jī)各相繞組提供驅(qū)動(dòng)脈沖電流，故不能用于步進(jìn)電機(jī)的PLC直接控制。對(duì)于滿足一、二兩個(gè)要求的PLC，如美國(guó)IPM公司的IP1612DC-220可編程序控制器，可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行直接控制。

筆者已成功地將這種方法用于ZXJ1000-C型預(yù)應(yīng)力復(fù)合制袋自動(dòng)生產(chǎn)線的切袋誤差自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)中。系統(tǒng)將傳感器測(cè)得的袋長(zhǎng)誤差信號(hào)由PLC的輸入端口送入，如圖3所示。根據(jù)誤差與補(bǔ)償?shù)乃惴ǎ蒔LC的程序自動(dòng)算出步進(jìn)電機(jī)應(yīng)補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)角步數(shù)，并由環(huán)形分配程序通過(guò)輸出端口Y9、Y10、Y11進(jìn)行環(huán)形脈沖分配，從而控制接到步進(jìn)電機(jī)三相繞組的48V直流電源的依次通、斷，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)再經(jīng)機(jī)械差速器疊加到主傳動(dòng)鏈中，使袋長(zhǎng)誤差得以補(bǔ)償。由于步進(jìn)電機(jī)是電感性負(fù)載，直流電阻很小，故接限流電阻以免脈沖電流過(guò)大損壞PLC端口，即Y9、Y10、Y11所對(duì)應(yīng)的大功率晶體管。當(dāng)Y9、Y10、Y11所對(duì)應(yīng)的大功率晶體管按：Y9-Y9Y10-Y10-Y10Y11-Y11－Y11Y9-Y9……依次導(dǎo)通、斷開(kāi)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。按：Y9-Y9Y11-Y11-Y11Y10-Y10-Y10Y9-Y9……依次導(dǎo)通、斷開(kāi)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。即步進(jìn)電機(jī)按三相六拍工作。每當(dāng)步進(jìn)電機(jī)走一步，環(huán)形脈沖分配程序的步數(shù)減一，當(dāng)步數(shù)減為零時(shí)，停止環(huán)形脈沖分配，等待下一次測(cè)量誤差的輸入。

結(jié)束語(yǔ)
采用PLC直接控制步進(jìn)電機(jī)的誤差補(bǔ)償系統(tǒng)功能完善、靈活性大、可靠性高。該生產(chǎn)線已獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。特別強(qiáng)調(diào)的是采用PLC直接控制步進(jìn)電機(jī)的方法，減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作量、能大大縮短開(kāi)發(fā)研制周期，在一定范圍內(nèi)，有較高的推廣和實(shí)用價(jià)值。