基于PLC间通信的步进电机远程闭环控制

　　1 前言

　　步进电机作为位置控制元件，在工业上得以广泛的应用。在农业机器人、农产品品质检验传送带、温室自动灌溉等需要连续控制、精确定位的场合，采用步进电机的位置控制系统，仍是一种比较理想的方案，但在农业的应用中，由于作业场地和控制大多数场合是分离的，而且只有作业与控制分离，才可以更大地减轻人工的劳动量，实现农业的工厂化作业。

　　本文介绍一种基于PLC间通信的步进电机远程闭环控制方案，特别适用于农业作业与控制分离的场合，而且系统构成的成本也不高。

　　2 系统硬件构成

　　整个系统主要由两台FX系列PLC、两台PLC通信模块(FX0N-485ADP)、步进电机(4S39Y-06520)、步进电机驱动器(Kinco的2M420)、编码器(内密控OSS-01-2HC)构成。

　　两台FX系列PLC，一台作主站，另一台作从站，两台PLC间的通信用两台FX0N-485ADP通信模块，两通信模块间的连接用四芯电缆线。

　　主站主要实现对系统的控制操作，控制信号通过通信模块传送给从站，从站接受主站控制，驱动步进电机工作。编码器检测出步进电机运动的脉冲数，送入 PLC的高速计数输入端。

　　从站PLC采用晶体管输出型，采用脉冲输出和方向信号输出的方式，设Y0为脉冲输出点，Y1为方向信号输出点。

　　整个系统原理如图1。

　　图1 系统的原理图

　　3 系统软件部分

　　主站和从站分别编制程序，主站程序接受主站的拔码开关的输出脉冲频率及输出脉冲数的设定，接受控制按钮启动、停止、正反转控制信号并传送给从站，从站接受主站的信号，根据要求控制步进电机走步、启停及正反转，编码器输出的脉冲信号经PLC的高速计数器计数后，与主站设定的输出脉冲数比较，经过运算修正输出的脉冲数。

　　3.1 PLC站的设定

　　本系统中主站PLC采用的是FX0N系列，从站PLC采用的是FX1S系列，

　　所以，两站间的通信是属于N:N网络通信。N:N网络通信的特殊数据寄存器及相关标志定义如下：

　　PLC站号的设定是将0～7的值写入特殊数据寄存器是D8176中，主站的(D8176)=0，从站的设定值是1～7，从站的(D8176)=1;从站的总数(只有主站需设定)是将1～7的值写入特殊数据寄存器D8177中，分别对应1～7个从站点，只有一个从站，(D8177)=1。

　　设置刷新范围(从站不需设置)将0～2的值写入特殊数据寄存器D8178中，以确定通信的模式，(D8178)=0, 则为模式0, 则0号站的通信刷新软元件范围是D0～D3, 1号站的通信刷新软元件范围是D10～D13。重试次数(从站不需设置)将0～10的值写入特殊数据寄存器D8179中，(D8179)=3，当主站试图以3次或更高的次数与从站通信时，此站点发生通信错误;通信超时将5～255的值写入特殊数据寄存器D8180中，此值乘以10ms 就是通信超时的持续时间。