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會員注冊S7-200SMART是西門子公司的一款小型PLC。本文介紹一種PLC直接控制步進電機的方法，會附帶梯形圖程序。
現有能搜到的很多教程都是使用步進電機驅動器，然后用開發工具中使用向導生成PWM子程序調用，這種方法因為簡便可靠，也是目前實際工程中使用最多的。還可以使用PTO，也是使用開發工具中的向導初始化。以上兩種方法都可以搜到很多教程。只用定時器直接控制的很少有教程。本文介紹的直接控制就是不適用電機驅動器，僅依靠PLC的計時器來生成控制脈沖。
步進電機簡述
既然是控制步進電機，我們就要先了解步進電機。步進電機分為三大類：永磁式、反應式、混合式。具體區別自行查閱即可，此處不贅述(別問，問就是懶的碼)。
四相步進電機通過給四個定子線圈通電順序和時間的不同，從而形成強度和方向不同的旋轉磁場，吸引轉子以不同方向和速度旋轉。按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉動力矩又可以提高控制精度。本文介紹的就是八拍驅動的方法。
控制原理：
四相八拍電機的四相線圈分別用 A、B、C、D 表示。
當電機正轉時，其工作方式如下：A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A。
當電機反轉時，其工作方式如下：A→AD→D→DC→C→CB→B→BA→A。
設計要求：
設計程序實現對步進電機啟動、停止、正轉、反轉的控制及實現 3 檔調速即快速、中速、慢速。控制模塊中的步進電機工作方式為四相八拍電機的四相線圈分別用 A、B、C、D 表示。需要使用數碼管顯示電機檔位。
PLC梯形圖程序實現
此程序I/O配置分配情況如下表：
| I/O口 | 連接端口 | I/O口 | 連接端口 |
| I0.0 | 啟動 | Q0.3 | 步進電機D相 |
| I0.1 | 停止 | Q1.0 | 數碼管A段 |
| I0.2 | 正轉 | Q1.1 | 數碼管B段 |
| I0.3 | 反轉 | Q1.2 | 數碼管C段 |
| I0.4 | 快速 | Q1.3 | 數碼管D段 |
| I0.5 | 慢速 | Q1.4 | 數碼管E段 |
| Q0.0 | 步進電機A相 | Q1.5 | 數碼管F段 |
| Q0.1 | 步進電機B相 | Q1.6 | 數碼管G段 |
| Q0.2 | 步進電機C相 |
下面是使用s7-200 smart官方集成開發環境Step 7MicroWIN SMART軟件編程實現對四相八拍步進電機控制的程序。工作原理及對此程序的解釋均以注釋的形式在下圖中給出。此處僅聲明程序中出現的變量的含義：VB10(存放電機轉速擋位的字節變量)、VW50(存放轉速的字變量，即脈沖寬度)、VB100(八拍進給控制的字節變量)。
這里要提醒各位一個我在編程中忽略的問題：
在控制脈沖的程序部分我先是寫了如下的梯形圖，結果發現輸出繼電器存在問題，沒有按照我程序輸出，但是軟件上顯示的是沒有問題，輸出繼電器均可正常輸出。我先是拆了試驗箱，驗證了步進電機是沒有問題的，然后使用電源依次給定子線圈按照控制次序依次供電，發現可以正常運轉。故，肯定是程序存在問題。問題就是輸出繼電器線圈不能重復使用，如下圖：
解決方法就是使用一組中間繼電器來作為8拍的輸出，再用這些中間繼電器去控制真正的輸出ABCD四相的線圈。
后記
完成PLC直接控制步進電機對我而言沒有太大難度。但這次設計也感觸頗深，本以為自己學的還行。調試半天找不出毛病，信誓旦旦地覺得自己的程序是沒有問題的。拆解實驗箱，單獨調試步進電機無果后，老師一語道破天機，輸出繼電器線圈不能重復使用，方覺自己的無知與渺小。學海無涯更無止境，一知半解貽笑大方。
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