使用来自PLC的脉冲输出是获得简单运动的一种经济有效的方法。大多数（如果不是全部）PLC制造商提供了一种使用脉冲序列信号控制伺服和步进的方法。因此，当一台简单的机器只需要在电动推杆上的两个或三个轴上实现自动化时，脉冲输出比使用模拟信号更容易设置、接线和编程。它的成本也可能低于使用网络运动，如以太网/IP。因此，让我们看一下在控制器和电机之间使用驱动器或放大器控制步进电机或伺服，重点是控制器或分度器使用的脉冲信号。
脉冲序列基础知识
步进电机和伺服电机的脉冲控制版本可以在两个方向上旋转。这意味着控制器至少需要向驱动器提供两个控制信号。有两种方法可以提供这些信号，不同的制造商称它们为不同的东西。有两种常用的方式来指代您正在使用的两种控制信号方案：“1P模式”，也称为“步进/方向模式”，以及“2P模式”，称为“CW / CCW模式”或顺时针/逆时针模式。两种模式都需要从控制器到驱动器的两个控制信号。
在1P模式下，一个控制信号是脉冲序列或“步进”信号。另一个信号是方向输入。如果方向输入导通，并且步进输入端存在脉冲信号，则电机顺时针旋转。相反，如果方向信号关闭并且步进输入上存在脉冲信号，则电机将向另一个方向或逆时针旋转。无论需要什么方向，脉冲序列始终位于同一输入端。
在2P模式下，两个信号都是脉冲序列。一次只有一个输入具有频率，因此如果存在CW脉冲序列，则电机旋转CW。如果存在 CCW 脉冲序列，则电机旋转 CCW。哪个输入接收脉冲序列取决于所需的方向。
控制器输出的脉冲使电机移动。电机为驱动器脉冲输入上的每个脉冲旋转一个增量单元。例如，如果两相步进电机每转 200 个脉冲 （ppr），则一个脉冲使电机旋转 1/200 转或 1.8 度，200 个脉冲将使电机旋转一圈。
当然，不同的电机有不同的分辨率。步进电机可以微步进，每转提供数千个脉冲。此外，伺服电机通常具有每转数千个脉冲作为其最小分辨率。无论电机分辨率如何，来自控制器或分度器的脉冲使其仅旋转一个增量单元。
电机旋转的速度取决于脉冲的频率或速度。脉冲越快，电机转动越快。在上面的例子中，对于具有 200 ppr 的电机，每秒 200 个脉冲 （pps） 的频率将以每秒一转 （rps） 或每分钟 60 转 （rpm） 的速度旋转电机。将电机旋转一圈 （ppr） 所需的脉冲越多，必须发送脉冲的速度就越快才能获得相同的速度。例如，具有 1，000 ppr 的电机需要具有与具有 200 ppr 的电机相同的脉冲频率倍才能达到相同的转速。数学很简单：
rps = pps/ppr （每秒旋转数 = 每秒脉冲数/每转脉冲数）rpm = rps（60）
控制脉冲
大多数控制器都有一种方法来确定电机是否应该旋转CW或CCW，并将适当地控制信号。换句话说，程序员通常不需要弄清楚要打开哪些输出。例如，许多PLC具有使用脉冲信号控制运动的功能，无论控制器配置为1P还是2P模式，该功能都会自动控制输出以获得正确的旋转方向。
考虑两个动作作为一个简单的例子。两次移动都是 1，000 个脉冲。一个是积极的方向，另一个是消极的方向。控制器打开适当的输出，无论是使用 1P 还是 2P，以使电机在命令的脉冲数为 1，000 时沿正方向（通常为 CW）旋转。另一方面，如果程序命令−1，000个脉冲，控制器将打开适当的输出以向负方向移动（通常是CCW）。因此，程序员没有必要通过使用程序中的代码来选择要使用的输出来控制电机旋转的方向。控制器会自动执行此操作。
控制器和驱动器通常允许用户通过拨码开关或软件选择设置来选择脉冲类型。请务必确保控制器和驱动程序的设置相同。否则，操作可能会不稳定或根本不起作用。
绝对和增量移动
运动控制编程中最常见的两个运动命令是增量和绝对移动命令。绝对和增量移动的概念使许多用户感到困惑，无论使用哪种电机控制方法。但是，无论电机是通过脉冲、模拟信号还是以太网/IP 或 Ethercat 等网络控制的，此信息都适用。
首先，如果电机上有编码器，则其移动类型与编码器类型无关。其次，无论有绝对式或增量编码器，还是根本没有编码器，都可以进行绝对和增量移动。
当使用电机移动线性轴（例如滚珠丝杠致动器）时，致动器的一端与另一端之间的距离（显然）是有限的。换句话说，如果滑块位于执行器的一端，则电机只能旋转以移动，直到滑块到达另一端。这是描边长度。例如，在行程为 200 mm 的执行器上，执行器的一端通常是“零”或原位。
绝对移动将滑块运送到指挥位置，而不管其当前位置如何。例如，如果当前位置为零，并且命令的移动为 100 mm，则控制器会发送足够的脉冲将执行器向前移动到 100 mm 标记并停止。
但是，如果执行器的当前位置为 150 mm，则 100 mm 的绝对移动将使控制器在负方向上发送脉冲，使执行器向后移动 50 mm 并停止在 100 mm 位置。
请注意，无论选择 1P 还是 2P 模式，移动命令的工作方式都相同。
实际用途
使用脉冲控制最常见的问题是接线。信号经常意外地反向连接。在2P模式下，这意味着CCW输出连接到CW输入，反之亦然。在1P模式下，表示脉冲信号输出连接到方向输入，方向信号输出连接到脉冲输入。
在2P模式下，这种接线错误使电机在被命令转为CCW时旋转CW，在被命令转为CW时使电机旋转CW。在 1P 模式下，问题更难诊断。如果信号被交换，控制器将脉冲序列发送到方向输入，而方向输入则不执行任何操作。它还会向步进输入发送方向变化（根据方向打开或关闭信号），这可能会导致电机旋转脉冲。一个运动脉冲通常很难看到。
使用2P模式可以更轻松地进行故障排除，并且对于那些在此类运动控制方面没有太多经验的人来说通常更容易理解。
这是一种确保尽可能少地花费时间对脉冲轴和方向轴进行故障排除的方法。它让工程师一次专注于一件事。这应该可以防止您花费数天时间试图找出阻止运动的接线错误，却发现PLC中的脉冲输出功能配置不正确，并且您从未输出脉冲。
确定要使用的脉冲模式，并对所有轴使用相同的模式。
将控制器设置为正确的模式。
将驱动器设置为正确的模式。
在控制器中创建最简单的程序（通常是点动功能），以便可以命令电机以低速向一个方向或另一个方向旋转。
命令CW移动并观察控制器中的任何状态，以指示正在输出脉冲。
--这可能是控制器输出上的LED，也可以是状态标志，如PLC中的忙标志。还可以监控控制器中的脉冲输出计数器，以查看其值是否在变化。
--电机不需要连接到输出脉冲。
沿 CCW 方向重复测试。
如果两个方向的脉冲输出都成功，请继续前进。如果没有，则必须首先弄清楚编程。
将控制器连接到驱动程序。
单向点动电机。如果有效，请执行步骤 10。如果不起作用，请检查接线。
以相反方向点动电机。如果它有效，你就成功了。如果不起作用，请检查接线。
在第一阶段浪费了许多时间，因为脉冲频率低到足以使电机旋转得非常慢，例如 1/100 rps。如果你判断是否正在运行的唯一方法是观察电机轴，它可能看起来不像是在低速移动，导致人们相信它没有发出脉冲。最好在为测试设置速度之前，根据电机分辨率和应用参数计算安全速度。有些人认为他们可以通过猜测来设置可用速度。但是，如果电机需要 10，000 个脉冲才能旋转一圈，并且脉冲频率设置为 1，000 pps，则电机移动一圈将需要 10 秒。相反，如果电机需要 1，000 个脉冲才能移动一圈，并且脉冲频率设置为 1，000，则电机将每秒移动一圈或 60 rpm。如果电机连接到运动距离有限的滚珠丝杠致动器等负载上，则对于测试来说可能太快了。观察显示脉冲输出的指示器（LED 或脉冲计数器）至关重要。
实际应用的计算
用户最终通常会使用HMI以脉冲单位而不是毫米等工程单位显示机器的距离和速度。通常，程序员急于让机器工作，而不是花时间确定机器单位并将其转换为工程单位。以下是一些有助于解决此问题的提示。
如果您知道电机的步进分辨率（每转脉冲数）和电机每转的运动量（mm），则命令脉冲常数计算为分辨率/每转距离，或每转脉冲数/每转距离。
该常数可以帮助找到移动特定距离所需的脉冲数：
当前位置（或距离）=脉冲计数/命令脉冲常数。
要将工程单位转换为脉冲，请首先确定确定给定移动所需的脉冲数的常数。假设在上面的例子中，电机需要 500 个脉冲才能旋转一圈，而一圈是 10 毫米。计算常数可以通过将 500 （ppr） 除以 10 （mm p/r） 来完成。因此，常数为 500 脉冲/10 mm 或 50 脉冲/mm。然后可以使用该常数来计算给定距离移动所需的脉冲数。
例如，要移动 15 mm，15 mm × 50 ppm = 750 个脉冲。
要将脉冲计数器读数转换为工程单位，只需将脉冲计数器值除以命令脉冲常数即可。因此，如果脉冲计数器读数为 6，000，除以从上述示例计算的命令脉冲常数，则执行器位置将为 6，000 个脉冲/50 ppm = 120 mm。要以毫米为单位命令速度并让控制器以 Hz（每秒脉冲数）计算适当的频率，必须首先确定速度常数。
这是通过查找命令脉冲常数（如上所示）来完成的，但单位会发生变化。换句话说，如果电机输出 500 ppr 并且执行器每转移动 10 毫米，那么如果每秒命令 500 个脉冲，则执行器每秒移动 10 毫米。将每秒 500 个脉冲除以每秒 10 毫米，得出每秒 50 个脉冲/毫米。因此，将目标速度乘以 50 会产生正确的脉冲频率。
公式相同，但单位不同：
速度常数（以 pps 为单位）= 每转脉冲数/每转
距离 脉冲速度 （pps） = （速度常数） ×速度（毫米
） 使用使用脉冲序列信号来控制运动的设置起初可能看起来令人生畏，但是，在开始时密切关注控制器和驱动器上的信号类型和设置可以减少制作它所花费的时间 工作。此外，如果人们花时间立即进行一些基本计算，对速度和距离进行编程将更容易，机器操作员将在他们的HMI上显示更直观的信息。
