基于PLC的运动控制系统设计 (2).docx
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2022-07-11
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1 绪论
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制是按照逻辑条件进行顺序动作，并按照
逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通
过气动或电气控制系统来实现的，1968 年美国通运公司提出取代电气控制装置要求，第
二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的
手段应用于电气控制，这就是第一代可编程逻辑控制器。随着个人计算机发展起来后，
为了方便，也为了反映可编程逻辑控制器的功能特点，可编程控制器定名为 PLC。
PLC 控制运动系统是数控化工业生产的关键组成部分，研究 PLC 控制运动系统可进一
步提高其在工业生产中的应用。PLC 作为简单化了的计算机，功能完备、灵活、通用、控
制系统简单易懂、价格便宜、可现场修改程序、体积小、硬件维护方便、价格便宜等优
点，在全世界广泛应用，为生产生活带来巨大效益方便。因此，通过研究 PLC 来控制运
动，即可实现精确定位控制，又能降低控制成本，还有利于维护。以往的电动机需要靠
驱动器来控制，随着技术不断发展完善，PLC 通过自身输出脉冲接入并控制电动机，这样
就有利于对运动精确控制。
上世纪 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 发展的最快时期，年增长率一直保持为
30—40%。在这时期，PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人及接口能力和网络能力
得到大幅度提高，PLC 逐渐进入运动控制领域，在某些应用上取代了在运领域处于统治地
位的 DCS 系统。基于电动机良好的控制和准确定位特性，被广泛应用在精确定位方面，
诸如数控机床、绘图机、扎钢机、自动控制计算装置、自动记录仪表等自动控制领域。
PLC 具有通用性强、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点，PLC 在工业
自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来时无法取代的。
本控制系统设计是由系统硬件设计和系统软件设计两部分组成。其中，硬件设计主
要包括步进电动机的工作原理分析、步进电动机的驱动设计及 PLC 工作原理及 PLC 作用
驱动器且驱动步进电动机运动原理设计。软件设计包括主程序以及其他辅助控制程序设
计，最终实现对步进电动机转角、转速、及转向控制。
随着微电子和计算机技术的发展，步进电动机的功能也越来越强大并得到广泛应用，
继续研究 PLC 对步进电动机的控制系统，对提高控制精度、提高响应速度和提高能源利
用率等有着重要意义。
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