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2.2.4 PLC控制
目前PLC技术在数控技术中的应用相对十分广泛，数控机床应用PLC来接收CNC发来的M,S,T信息，手动/自动方式信息，各种使能信息等，PLC向CNC发送M,S,T功能的应答信息，和各坐标轴对应的机床参考点信息等，同时还向机床发送控制信息，用来控制机床的执行元件，如电磁铁，继电器，接触器等，以及各种状态指示和故障报警等；还用来接收主要来自机床操作面板输入信息，和各种开关，按钮等信息。与其他控制方式相比，不同厂家的PLC有相同的工作原理，类似的功能和指标，有一定的互换性，质量有保证，而且考虑到经济性，因此PLC控制系统获得了更广泛的应用
本设计拟采用了PLC控制系统来实现控制要求的。
2.3 步进电机
2.3.1 步进电机的分类及其控制方式
（1）永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度。
（2）反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。
（3）混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点，它又分为两相和五相。两相步进角一般分为1.8度而五相步进角一般为 0.72度，这种步进电机的应用最为广泛。步进电机的传统控制方式如图2.2所示。
步进角：每输入一个电脉冲信号时，转子转过的角度称为步进角。步进角的大小可直接影响电机的运转。
整步：最基本的驱动方式，这个驱动方式的每个脉冲使电机移动一个基本步距角。如标准两相电机的一圈共有200个步距角，则整步驱动方式下，每个脉冲使电机移动1.8度。
细分：细分就是指电动机运行时的实际步距角是基本步距角的几分之一。细分功能完全是由驱动器靠精度控制电机的相电流所产生的，与电机无关。
图2.2 步进电机传统控制方式框图
2.3.2 PLC在步进电机控制中的应用
随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程序控制器有了极大的发展，其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围，继续沿着小型化的方向发展。而且随着电动机本身应用领域的拓宽以及各类机型的不断小型化，要求与之配套的电动机也必须越来越小。因此就需要对电动机进行综合设计，即把转子位置传感器，减速齿轮等和电动机本体综合设计在一起，这样使其能方便地组成一个闭环系统，因而具有更加优越的控制性。目前广泛应用的二相和四相电动机，其振动和噪声较大，而五相和三相电动机具有优势性，所以出现了向五相和三相电动机方向发展的趋势。而就这两种电动机而言，五相电动机的驱动电路比三相电动机要复杂，因此三相电动机系统的性能价格比要比五相电动机更好一些。
目前利用可编程序控制器（即PLC技术）可以方便地实现对电机速度和位置的控制，方便地进行各种步进电机的操作，完成各种复杂的工作，它代表了先进的工业自动化革命，这一成就加速了机电一体化的实现。
PLC对步进电机也具有良好的控制能力，利用其高速脉冲输出功能或运动控制功能，来实现对步进电机的控制。
步进电机是一种可以将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件，每当对其施加一个电脉冲时，其输出轴便转过一个固定的角度。步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正比，它的转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序，便可控制步进电机的输出位移量、速度和转向。PLC直接控制步进电机系统由PLC和步进电机组成，PLC具有实时刷新技术，输出信号的频率可以达到数千赫兹或更高，使得脉冲分配能有很高的分配速度，可以充分利用步进电机的速度响应能力，提高整个系统的快速性。并且，PLC有采用大功率晶体管的输出端口，能够满足步进电机各相绕组数10V级脉冲电压、1A级脉冲电流的驱动要求。
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