[发明专利]一种基于PLC的步进电机实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于PLC的步进电机实验装置；包括实验台，所述实验台上设置有PLC控制器、人机交互界面、PC端、手动控制按钮、脉冲分配器、步进电机驱动电路、步进电机、光电编码器，所述人机交互界面用于控制所述PLC控制器的输入输出以及整个实验装置状态的监控，所述PC端用于对所述PLC控制器进行程序的修改和监控，所述PLC控制器通过脉冲分配器、步进电机驱动电路与所述步进电机相连，所述光电编码器用于对步进电机速度的测量并反馈给PLC控制器。通过设置人机交互界面，能够取代实际中那些繁杂的按钮、开关，进而完成人机交互界面对步进电机控制系统的直接控制，便于实现步进电机试验的各种操作，减少复杂的硬件电路设计。

技术领域

本发明属于步进电机实验装置技术领域，尤其涉及一种基于PLC的步进电机实验装置及方法。

背景技术

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为步距角，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。

虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

中国专利申请号202020807076.6公开了一种基于PLC的步进电机控制实验系统；包括箱体，所述箱体内设置有PLC控制器、步进电机驱动器、步进电机、计数器和角速度传感器；所述PLC控制器与步进电机驱动器相连，所述PLC控制器用于输出设定频率的脉冲信号并传送至步进电机驱动器，所述步进电机驱动器用于将接收到的脉冲信号转化为角位移信号进而驱动步进电机转动；所述PLC控制器与步进电机驱动器之间还串接有计数器，所述计数器用于计数脉冲数量；所述步进电机的输出轴出还设置有角度速度传感器，所述角速度传感器用来检测步进电机的角速度；所述计数器和角度速度传感器均与PLC控制器相连，所述PLC控制器还与显示器相连，所述显示器设置在箱体上，用于显示脉冲数量与步进电机的角速度。上述技术方案中，在实验时，需要预先对复杂的硬件电路进行设计，需要借助多个繁杂的按钮、开关进行操作，导致不方便实现步进电机试验的各种操作，极易导致实验过于繁杂，实验效率低下，无法满足人们的需求。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供了一种基于PLC的步进电机实验装置及方法，通过设置人机交互界面，人机交互界面用于控制PLC控制器的输入输出以及整个实验装置状态的监控，从而能够取代实际中那些繁杂的按钮、开关，进而完成人机交互界面对步进电机控制系统的直接控制，便于实现步进电机试验的各种操作，减少复杂的硬件电路设计。

本发明提供如下技术方案：