步进电机作为一项精准定位技术，它将电脉冲信号转化为精确的角位移，确保执行机构在特定方向上转动固定角度，即“步距角”。通过调节脉冲数量，我们能够精确控制角位移，实现精准定位；同时，调整脉冲频率，还能控制电机的速度和加速度，实现调速功能。由于步进电机无累积误差（精度达100%），其在各种开环控制系统中得到了广泛应用。
在定位原理及方案方面，步进电机在移动过程中需经历加速、匀速和减速三个阶段。若运行频率低于启动频率，可直接启动并以该频率运行；停止时，则可从运行频率直接降至零速。然而，若运行频率过高，直接启动或停止会导致电机失步或过冲，影响定位精度。因此，我们需要在不失步和过冲的前提下，尽可能快速地移动到指定位置。安徽皖南电机
为实现快速定位，步进电机常采用直线升降频和指数曲线升降频两种控制方法。其中，直线法平稳性好，适用于速度变化较大的快速定位；指数曲线法跟踪能力强，但速度变化较大时平衡性较差。皖南电机本文采用直线法进行升降频控制。安徽皖南电机
为了保证定位精度，脉冲当量（步进电机转一个步距角所移动的距离）不宜过大，且升降速需缓慢，以避免失步或过冲。然而，这两个因素会导致定位时间过长，影响执行机构的工作效率。因此，我们将定位过程分为粗定位和精定位两个阶段：粗定位采用较大的脉冲当量，快速移动至大致位置；精定位则采用较小的脉冲当量，确保定位精度。
在工业自动化控制中，定位钻孔是常用工步。例如，刀具或工作台需从A点移动至C点，距离为200mm。将距离划分为AB和BC两段，AB段为粗定位行程，采用0.1mm/步的脉冲当量，依据直线升降频规律快速移动；BC段为精定位行程，采用0.01mm/步的脉冲当量，以B点的低频恒速运动完成精确定位。在粗定位结束进入精定位的同时，PLC自动实现变速机构的更换。
在定位程序设计方面，PLC脉冲输出指令在Siemens S7-200系列PLC中得到了广泛应用。本文采用PTO多段管线工作方式实现粗定位，PTO单段管线方式实现精定位。在粗定位过程中，使用200个脉冲完成升频加速，400个脉冲完成降频减速。使用PLC的PTO多段管线脉冲输出时，根据公式计算升降频过程中的脉冲增量值。
以下是源程序示例：
主程序LDSM0.1：首次扫描为1，RQ0.0，1；复位映像寄存器位；CALL0，调用子程序0，初始化粗定位相关参数；LDM0.0，粗定位完成；RQ0.0，1；CALL1，调用子程序1，初始化精定位相关参数。
子程序0，粗定位：LDSM0.0；MOVB16#A0，SMB67；设定控制字：允许PTO操作，选择ms增量，选择多段操作；MOVW500，SMW168；指定包络表起始地址为V500；MOVB3，VB500；设定包络表段数是3；MOVW500，VW501；设定第一段初始周期为500ms；MOVW-2，VD503；设定第一段周期增量为-2ms；MOVD200，VD505；设定第一段脉冲个数为200；MOVW100，VW509；设定第二段初始周期为100ms；MOVW0，VD511；设定第二段周期增量为0ms；MOVD1360，VD513；设定第二段脉冲个数为1360；MOVW100，VW517；设定第三段初始周期为100ms；MOVW1，VD519；设定第三段周期增量为1ms；MOVD400，VD521；设定第三段脉冲个数为400；ATCH2，19；定义中断程序2处理PTO完成中断；ENI；允许中断；PLS0；启动PTO操作。
子程序1，精定位：LDSM0.0；MOVB16#8D，SMB67；允许PTO功能，选择ms增量，设定脉冲数和周期；MOVW500，SMW68；设定精定位周期为500ms；MOVD400，SMD72；设定脉冲个数为400；ATCH3，19；定义中断程序3处理PTO完成中断；ENI；允许中断；PLS0；启动PTO操作。
中断程序2：LDSM0.0；一直为1=M0.0；启动精定位。
中断程序3：LDSM0.0；一直为1=M0.1；实现其他功能。
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