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基于PLC的步进电机误差修正方案设计

王妮

(随州职业技术学院湖北随州441300)

摘要：目前，基于PLC的步进电机由于其控制电路相对比较简单、便于进行各类组合，可使系统得到进一步的简化、提高工作的可靠性、

稳定性及控制精度等方面的优势，在业界得到广泛的应用。然而，对步进电机误差修正方面的资料论述则相对较少，本文将针对这一方面的问

题，结合步进电机的PLC控制系统的控制配置其原理，对其应用程序的误差修正进行了浅显的分析。

关键词：步进电机误差修正方案设计PID控制

中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1007-9416(2012)09-0168-01

１、引言实时修正。

步进电机是将电脉冲信号转换为直线抑或角位移的执行元件，4.2控制测算

其最大的优势则在于：无累积误差、控制电路简单、控制精度极高在工程领域按照实际负载的大小指标确定步进电机的选择保

等，在广阔的运动控制领域中发挥着极为显著的积极作用。同时，随证电机了的启动、停止以及其输出转矩都应与所负载的转动惯量保

着PLC的深入研发，PLC优良的适应性也倍受使用者关注。其编程持一致。我们要计算出PLC对步进电机的实际控制，所需参数：

简单、直观，配置及扩展方面又灵活多变，这样使得整个系统变得更脉冲频率上限＝(电机细分数×移动速度)/脉冲当量

加稳定、可靠。本文使用PLC控制步进电机，结合PID控制思想，实现最大脉冲数量＝(电机细分数×移动距离)/脉冲当量

步进电机的运动误差修正，使控制更加简单、快捷。脉冲当量＝(移动距离×电机步距角)/(360×传动速比)

结合这三个算出来的参数值，再获取最终所对应的控制数据。

２、步进电机控制系统误差分析由于步进电机多是以开环来控制，如果我们采用旋转编码器做速度

在工业控制领域，步进电机应用较为广泛从，机械学和运动学与位置，再通过PLC高速脉冲计数功能，则全面实现其闭环控制。

的角度出发，步进电机的准确率较高，但是在实际的应用过程中，误５、步进电机误差修正软件实现

差却十分之大，而误差存在的原因主要有如下三点：第一，步进电机

容易丢步。步进电机在使用过程中，由电机控制器控制，而电机控制程序设计包括：主程序、FM353的零位子程序以及FM353定位

器的出发要有上位机或者嵌入式机（ARM、FPGA等）控制，在控制程序等。由于FM353模块在初始时，无法确定外部机械装置的具体

时，由于处理速度原因，会产生时间差，从而形成丢步。第二，运动延位置；只有在系统工作时，找到轴的参考点——初始位置；FM353此

迟误差。步进电机的反应速度较慢，在使用过程中会由于响应时间时的工作则是处于参考点之下。

T（o）和运动反应时间T（i）之间存在的误差导致运动延迟，导致步进5.1位移纠偏模块

电机误差的形成。第三，开环控制精度的制约。在工业控制领域，由由于本文系统采用开环步进电机控制，则在弥补开环控制中存

于工艺、制造行业规范等因素制约，步进电机的控制都使用开环控有的缺陷，以达到避免发生脉冲缺失现象，则在其完成一个循环之

制，而开环控制缺乏必要的反馈控制，控制精度很低。后，退回原点后，使步进电机再一次进行原点的重新确认工作。这样

则可以有效避免其位移的发生。

３、ＰＬＣ误差修正方案设计分析5.2中断模块

PLC对步进电机进行不同的控制设计时，是要根据客观实际由于FM353可以提供有效、准确的中断输入功能，加之控制系

需求来选择不同的控制方案。目前多采用的方案主要有以下几方统已经预设暂停、急停、步进