在自動(dòng)化設(shè)備中，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)運(yùn)用非常多。是每個(gè)技術(shù)員或電氣工程師必須掌握應(yīng)用的一類元器件，那么怎么應(yīng)用步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)，讓步進(jìn)電機(jī)動(dòng)起來？通過以下內(nèi)容來學(xué)習(xí)。

01首先了解什么是步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)？

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器（如下圖）：是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)（比如一個(gè)按鈕閉合導(dǎo)通一次后斷開），它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度 (稱為“ 步距角 ”電機(jī)轉(zhuǎn)一圈是360°，假如步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)需要200個(gè)脈沖，那么每接收1個(gè)脈沖電機(jī)軸轉(zhuǎn)1.8°)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。

 

1、撥碼開關(guān)（如下圖）：用于驅(qū)動(dòng)器的工作電流，細(xì)分，半流/全流等參數(shù)的設(shè)置。

 

2、電流參數(shù)列表（如下圖）：通常驅(qū)動(dòng)器的最大電流要略大于電機(jī)標(biāo)稱電流。假如驅(qū)動(dòng)器電流選小了，在負(fù)載比較大時(shí)會(huì)丟步。驅(qū)動(dòng)器電流選大了：慣量越大、電感增大，使電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候會(huì)有沖力，導(dǎo)致系統(tǒng)不平衡。

 

3、細(xì)分參數(shù)列表（如下圖）：細(xì)分的概念是將上級(jí)裝置發(fā)出的每個(gè)脈沖按步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)定的細(xì)分系數(shù)分成系數(shù)個(gè)脈沖輸出。比如步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈為200個(gè)脈沖（電機(jī)轉(zhuǎn)一圈360°每接收一個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)1.8°），如果步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分倍數(shù)為32，那么步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器需要輸出6400個(gè)脈沖步進(jìn)電機(jī)才轉(zhuǎn)一圈。而用戶可以根據(jù)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器上的細(xì)分表設(shè)置撥碼開關(guān)（見下文），設(shè)置到自己需要的參數(shù)。

 

4、半流/全流模式設(shè)定：比如說一個(gè)電機(jī)的額定電流為4A，再有全流和半流設(shè)置的驅(qū)動(dòng)器里面，你設(shè)為4A實(shí)際上只有2-3A，這就是半流，全流的話就是4A，一般情況下我們都用半流，電機(jī)會(huì)平穩(wěn)些并且不會(huì)發(fā)熱，如果機(jī)械結(jié)構(gòu)特殊。就像垂直運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)就需要全流來增大電機(jī)的力矩，負(fù)面影響就是電機(jī)可能會(huì)很快就發(fā)熱。

5、電源接入端子（如下圖）：參照說明書說明，接上對(duì)應(yīng)的電源。常見有DC24V~110V、AC18V~220V。

6、接電機(jī)相線端子：接電機(jī)線。任意對(duì)調(diào)A相、或者B相繞組接線，可以改變電機(jī)運(yùn)行方向。不同電機(jī)繞組接線方式請(qǐng)參考兩相步進(jìn)電機(jī)接線分析。

7、脈沖/方向/使能信號(hào)端子（如下圖）：

 

補(bǔ)充：1）有些品牌步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器上有模式設(shè)置表，在撥碼開關(guān)上設(shè)置對(duì)應(yīng)模式，本文以PUL+DIR指令模式為例。2）還有些步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器輸入使能信號(hào)不可以設(shè)置；不導(dǎo)通使能信號(hào)，電機(jī)處于鎖軸狀態(tài)。導(dǎo)通使能信號(hào)，電機(jī)處于自由狀態(tài)。

步進(jìn)電機(jī)（如下圖）：是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓�位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。

在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

 

02步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)如何接線？

1、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器供電。在AC+AC-端子接上對(duì)應(yīng)電壓的電源。

2、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器輸出。電機(jī)的A+、A-、B+、B-線（一般電機(jī)上有銘牌標(biāo)識(shí)如下圖）接到步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的A+、A-、B+、B-端子。一般有4根線的、5根線的、6根線的、8根線的、10根線的等。

 

3、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器控制。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的PUL+、DIR+、ENA+可以接到電源24V，PUL-、DIR-、ENA-可以分別接一個(gè)按鈕的一端，按鈕的另一端接電源0V。

1）每按一下PUL+的按鈕，步進(jìn)啟動(dòng)器接收一個(gè)脈沖的信號(hào)驅(qū)動(dòng)輸出，步進(jìn)電機(jī)走一個(gè)步距角。

2）如果要反轉(zhuǎn)，按住DIR-的按鈕情況下按PUL-的按鈕，就可以實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

3）當(dāng)按住ENA-的按鈕，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收使能信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)的軸處于自由狀態(tài)，可以進(jìn)行一些機(jī)械方面上的調(diào)試。如果步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器沒有接收使能信號(hào)，是很難轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，除非用超過電機(jī)鎖軸的力才能轉(zhuǎn)動(dòng)，而且會(huì)損壞步進(jìn)電機(jī)。

以上是用最簡(jiǎn)單的按鈕方式發(fā)送脈沖信號(hào)給步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器來控制步進(jìn)電機(jī)。也可以用PLC高速脈沖輸出點(diǎn)發(fā)送脈沖給步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。可以分為共陽極和共陰極兩種接法。（如下圖）在PLC程序?qū)慞LSY指令輸出脈沖，關(guān)于PLSY指令內(nèi)容在下面做詳細(xì)講解。

  

補(bǔ)充：按照以上接法就可以讓步進(jìn)電機(jī)動(dòng)起來。但是由于步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器端子接收的電壓范圍是5V~24V。由于在平時(shí)使用24V的電源比較多，端子容易燒壞，可以在端子接線處串一個(gè)約2K歐的電阻來降低電流。

03PLSY指令的使用和注意要點(diǎn)

以下圖來講解PLSY指令的使用。PLSY K1000 K10000 Y0中的第一個(gè)操作數(shù)K1000表示為1000Hz，意思是1S中通過第三個(gè)操作數(shù)Y0點(diǎn)輸出脈沖，閉合斷開1000次。第二個(gè)操作數(shù)K10000為脈沖數(shù)，通過Y0點(diǎn)輸出10000個(gè)脈沖。當(dāng)按住X0按鈕，步進(jìn)電機(jī)以1000KHz的速度正轉(zhuǎn)10秒。當(dāng)按住X1按鈕，導(dǎo)通Y7線圈，Y7點(diǎn)接在驅(qū)動(dòng)器DIR端子上，步進(jìn)電機(jī)以1000KHz的速度反轉(zhuǎn)10秒。PLSY指令執(zhí)行完，M8029閉合，Y6線圈得電。

注意要點(diǎn):

1、在FX3UPLC中，PLSY指令只支持Y0和Y1點(diǎn)，Y2點(diǎn)不支持。

2、PLSY指令是16位指令，PLSY指令操作數(shù)最大為32767。可以在PLSY前加D，變?yōu)?2位指令，最大允許100KHz。

3、指令完成標(biāo)志位：M8029。當(dāng)PLSY指令完成，M8029常開觸點(diǎn)會(huì)閉合。不需要人為復(fù)位，驅(qū)動(dòng)PLSY的條件斷開后，M8029會(huì)自動(dòng)斷開。

 

補(bǔ)充：

如何讓步進(jìn)電機(jī)一直轉(zhuǎn)？把PLSY指令第二個(gè)操作數(shù)K10000改為K0，在閉合X0按鈕，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)一直轉(zhuǎn)。

通過以上三大部分的內(nèi)容，來認(rèn)識(shí)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)，了解它們之間如何接線，以及PLSY指令的使用和注意要點(diǎn)。你也可以讓步進(jìn)電機(jī)動(dòng)起來！