PLC控制步進(jìn)電機(jī)(論文)2概述

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要詳細(xì)討論步進(jìn)電機(jī)的工作原理及其特性和基于S7-300PLC的控制技術(shù)，論述了步進(jìn)電機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及其控制原理，PLC簡(jiǎn)單易學(xué),可靠性高。步進(jìn)電機(jī)是一種常用的機(jī)電執(zhí)行元件，可靠性高，成本低，實(shí)用性強(qiáng)，具有較高的通用性和應(yīng)用推廣價(jià)值。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)突出的優(yōu)點(diǎn)是它可以在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過(guò)改變脈沖頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，快速起停、正反轉(zhuǎn)控制等，并且用其組成的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)既簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非?？煽?，因此在眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)；S7-300PLQPLC11畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要Title:PLCcontrolofsteppingmotorAbstract:T

2、hispaperintroducestheprincipleandthecontrolstepmotorandthemotioncontroltechnologybasedonS7-300PLC.Stepmotorisacommonelectro-mechanicactuator,andtherelateddriveandcontrolcircuitsinfluenceitsoverandhighpowertransistors,higherreliability,lowercostandmoreversatile,anditisworthtobepromoted.Theadvantageso

3、fsteppingmotorareregulating-rate,quicklyrise-stop,positive-reversecontrollingandbrakeetcbychangingthefrequencyofpulse.Thesteppingmotoropening-ringsystemissimple,cheap,stabilityandreliability,thereforeitsapplicationisveryextensiveinmanyrealmKeywords:Stepmotor；S7-300PLQPLC目錄1緒論61.1 設(shè)計(jì)的背景和意義61.2 步進(jìn)電機(jī)的工

4、作原理71.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)72步進(jìn)電機(jī)的分類、基本結(jié)構(gòu)102.1 步進(jìn)電機(jī)的分類102.2 步進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)112.3 步進(jìn)電機(jī)主要特點(diǎn)112.4 步進(jìn)電機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的主要應(yīng)用情況介紹122.5 西門子PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制方法122.6 PLC直接控制步進(jìn)電機(jī)132.7 步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ)153CPU步進(jìn)電機(jī)的選擇163.1 CPU的選擇163.2 三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)選擇174軟件設(shè)計(jì)194.1 STEP7概述194.2 STEP7的硬件接口194.3 STEP7的編程功能204.4 STEP7的硬件組態(tài)與診斷功能204.5 STEP7項(xiàng)目的倉(cāng)I建214.6 和本設(shè)計(jì)S7300

5、相關(guān)指令設(shè)計(jì)介紹254.7 程序介紹324.8 程序講解34結(jié)論35致謝354.9 獻(xiàn)361 緒論近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)得到了飛速發(fā)展，在柔性、精確性、可靠性和宜人性等方面的功能越來(lái)越完善，已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)。數(shù)控就是數(shù)字控制，數(shù)控技術(shù)在機(jī)床行業(yè)應(yīng)用得多，就是依靠數(shù)字（電腦編程）來(lái)控制機(jī)床，具有效率高，精度高等主要特點(diǎn)。數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開(kāi)關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問(wèn)世；19世紀(jì)末，以

6、紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國(guó)麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來(lái)的。1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來(lái)執(zhí)行對(duì)設(shè)備的控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成。1.1 設(shè)計(jì)的背景和意義步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直

7、流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類電動(dòng)機(jī)，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用?？墒窃谌祟惿鐣?huì)進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代的今天，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的功能已不能滿足工廠自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化等各種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求。為適應(yīng)這些要求，發(fā)展了一系列新的具備控制功能的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中較有自己特點(diǎn)，且應(yīng)用十分廣泛的一類便是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)工業(yè)密切相關(guān)。自從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中取代小型直流電動(dòng)機(jī)以后，使其設(shè)備的性能提高，很快地促進(jìn)了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展。另一方面，微型計(jì)算機(jī)和數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，又將作為數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行部件的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域，如電加工機(jī)床、

8、小功率機(jī)械加工機(jī)床、測(cè)量?jī)x器、光學(xué)和醫(yī)療儀器以及包裝機(jī)械等。任何一種產(chǎn)品成熟的過(guò)程，基本上都是規(guī)格品種逐步統(tǒng)一和簡(jiǎn)化的過(guò)程?，F(xiàn)在，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展已歸結(jié)為單段式結(jié)構(gòu)的磁阻式、混合式和爪極結(jié)構(gòu)的永磁式三類。爪極電機(jī)價(jià)格便宜，性能指標(biāo)不高，混合式和磁阻式主要作為高分辨率電動(dòng)機(jī)，由于混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有控制功率小，運(yùn)行平穩(wěn)性較好而逐步處于主導(dǎo)地位。最典型的產(chǎn)品是二相8極50齒的電動(dòng)機(jī)，步距角1.8/0.9。（全步/半步）；還有五相10極50齒和一些轉(zhuǎn)子100齒的二相和五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，五相電動(dòng)機(jī)主要用于運(yùn)行性能較高的場(chǎng)合。到目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已極少見(jiàn)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大的生產(chǎn)國(guó)是日本，如

9、日本伺服公司、東方公司、SANYODENKI和MINEBE徽NPM&司等，特別是日本東方公司，無(wú)論是電動(dòng)機(jī)性能和外觀質(zhì)量，還是生產(chǎn)手段，都堪稱是世界上最好的?，F(xiàn)在日本步進(jìn)電動(dòng)機(jī)年產(chǎn)量（含國(guó)外獨(dú)資公司）近2億臺(tái)8國(guó)也是世界上步進(jìn)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)大國(guó)。德國(guó)B.L.公司1994年五相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)專利期滿后，推出了新的三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系列，為定子6極轉(zhuǎn)子50齒結(jié)構(gòu)，配套電流型驅(qū)動(dòng)器，每轉(zhuǎn)步數(shù)為200、400、1000、2000、4000、10000和20000,它具有通常的二相和五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分辨率，還可以在此基礎(chǔ)上再10細(xì)分，分辨率提高10倍，這是一種很好的方案，充分運(yùn)用了電流型驅(qū)動(dòng)技術(shù)

10、的功能，讓三相電動(dòng)機(jī)同時(shí)具有二相和五相電動(dòng)機(jī)的性能。與此同時(shí)，日本伺服公司也推出了他們的三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。該公司阪正文博士研制了三種不同的永磁式三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，即HB型（混合式）、RM性（定子和混合式相似，轉(zhuǎn)子則同永磁式環(huán)形磁鐵相似）和爪極PM型。將三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)同二相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較后顯示：1）在獲得小步距角方面，三相電動(dòng)機(jī)比二相電動(dòng)機(jī)要好。2） S三相電動(dòng)機(jī)的兩相勵(lì)磁最大保持力矩為3T1（T1為單相勵(lì)磁轉(zhuǎn)矩），而二相電動(dòng)機(jī)為2T1,所以三相電動(dòng)機(jī)的合成力矩大。3）三相電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)比二相電動(dòng)機(jī)要小。4）三相電動(dòng)機(jī)連續(xù)2步用于半步的轉(zhuǎn)矩差比二相電動(dòng)機(jī)的要小。5）三相電動(dòng)機(jī)繞組可以星形

11、連接，三個(gè)終端驅(qū)動(dòng)，勵(lì)磁電路晶體管6個(gè)；而二相電動(dòng)機(jī)是8個(gè)。6)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原因，磁通和電流的三次諧波被消除了，所以三相電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)力夕!比二相電動(dòng)機(jī)的要小.結(jié)論是顯而易見(jiàn)的。另外的結(jié)論是HB型電動(dòng)機(jī)更適合于低速大轉(zhuǎn)矩用途；RME適用于平穩(wěn)運(yùn)行以及轉(zhuǎn)速大于1000R/MIN的用途；而PM型成本低，在低轉(zhuǎn)速時(shí)的振動(dòng)和高轉(zhuǎn)速時(shí)的大轉(zhuǎn)矩方面，三相PM型電動(dòng)機(jī)比兩相電動(dòng)機(jī)的性能要好。因此，當(dāng)前最有發(fā)展前景的當(dāng)屬混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，而混合式電動(dòng)機(jī)又向以下四個(gè)方向發(fā)展：發(fā)展趨勢(shì)一，隨著電動(dòng)機(jī)本身應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及各類整機(jī)的不斷小型化，要求與之配套的電動(dòng)機(jī)也必須越來(lái)越小，在57、42機(jī)座

12、號(hào)的電動(dòng)機(jī)應(yīng)用了多年后，現(xiàn)在其機(jī)座號(hào)向39、35、30、25方向向下延伸。瑞士ESCA蟲(chóng)司最近還研制出外徑僅10MMi勺步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。發(fā)展趨勢(shì)之二，是改圓形電動(dòng)機(jī)為方形電動(dòng)機(jī)。由于電動(dòng)機(jī)采用方型結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子有可能設(shè)計(jì)得比圓形大，因而其力矩體積比將大為提高。同樣機(jī)座號(hào)的電動(dòng)機(jī)，方形的力矩比圓形的將提高30%40%發(fā)展趨勢(shì)之三，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。即把轉(zhuǎn)子位置傳感器，減速齒輪等和電動(dòng)機(jī)本體綜合設(shè)計(jì)在一起，這樣使其能方便地組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，因而具有更加優(yōu)越的控制性能。發(fā)展趨勢(shì)之四，向五相和三相電動(dòng)機(jī)方向發(fā)展。目前廣泛應(yīng)用的二相和四相電動(dòng)機(jī)，具振動(dòng)和噪聲較大，而五相和三相電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)勢(shì)性。而就這兩種

13、電動(dòng)機(jī)而言，五相電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路比三相電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，因此三相電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的性能價(jià)格比要比五相電動(dòng)機(jī)更好一些。我國(guó)的情況有所不同，直到20世紀(jì)80年代，一直是磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)占統(tǒng)治地位，混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是80年代后期才開(kāi)始發(fā)展，至今仍然是二種結(jié)構(gòu)類型同時(shí)并存。盡管新的混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)完全可能替代磁阻式電動(dòng)機(jī)，但磁阻式電動(dòng)機(jī)的整機(jī)獲得了長(zhǎng)期應(yīng)用，對(duì)于它的技術(shù)也較為熟悉，特別是典型的混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角(0.90/1.80)與典型的磁阻式電動(dòng)機(jī)的步距角(0.75。/1.50)不一樣，用戶改變這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不是很容易的，這就使得兩種機(jī)型并存的局面難以在較短時(shí)間內(nèi)改變。這種現(xiàn)狀對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展是不利的。

14、1.2 步進(jìn)電機(jī)工作原理步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于受脈沖的控制，其轉(zhuǎn)子的角位移量和速度嚴(yán)格地與輸入脈沖的數(shù)量和脈沖頻率成正比，通過(guò)控制脈沖數(shù)量來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的；通過(guò)改變通電順序,從而達(dá)到改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的目的?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，步進(jìn)電機(jī)主要具有以下一些工作特性：(1)輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格的和電機(jī)的角位移成正比，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一周后沒(méi)有積累誤差，因此具有良好的跟隨特性；(2)由于其良好的跟隨特性，步進(jìn)電機(jī)可以與驅(qū)動(dòng)器電路組成開(kāi)環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)，同時(shí)，也可以與角度反

15、饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。(3)步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于啟動(dòng)和停止、正反轉(zhuǎn)和變速。(4)速度可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)；在低速動(dòng)作狀態(tài)下仍能保證獲得大的轉(zhuǎn)矩1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)本設(shè)計(jì)是采用是S7300控制三相六拍的反應(yīng)步式步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)移位脈沖頻率來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的慢速、中速、快速。移位寄存器指令MW0勺低八位按照三相六拍的步進(jìn)順序進(jìn)行賦值來(lái)控制步進(jìn)動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)是一種將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量與輸入脈沖個(gè)數(shù)成正比，其速度與單位時(shí)間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)(即脈沖頻率)成正比，其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組的相序有關(guān)。所以只要控制

16、脈沖的數(shù)量、頻率及電機(jī)繞組通電的相序，便可控制步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量、速度和方向。步進(jìn)電機(jī)具有較好的控制性能，其啟動(dòng)、停車、反轉(zhuǎn)及其它任何運(yùn)行方式的改變都可在少數(shù)脈沖內(nèi)完成，且可獲得較高的控制精度，因而得到了廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子慣量低、定位精度高、無(wú)累積誤差、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，已成為運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的主要執(zhí)行元件之一。步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)和機(jī)電一體化設(shè)備中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)行業(yè)的控制領(lǐng)域都將有廣泛應(yīng)用。而現(xiàn)在的可編程控制(ProgrammableLo

17、gicController,通常稱PLC)是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī),具有模塊化結(jié)構(gòu)、配置靈活、高速的處理速度、精確的數(shù)據(jù)處理能力、多種控制功能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和優(yōu)越的性價(jià)比等性能，能充分適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高，是目前廣泛應(yīng)用的控制裝置之一。PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)也具有良好的控制能力，利用其高速脈沖輸出功能或運(yùn)動(dòng)控制功能，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。利用PLC控制步進(jìn)電機(jī)，其脈沖分配可以由軟件實(shí)現(xiàn)，也可由硬件組成。2步進(jìn)電機(jī)的分類、基本結(jié)構(gòu)2.1步進(jìn)電機(jī)的分類(1)永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度。(2)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一

18、般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。(3)混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)，它又分為兩相和五相。兩相步進(jìn)角一般分為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度，。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示。定子、轉(zhuǎn)子是用硅鋼片或其他軟磁材料制成的。定子的每對(duì)極上都繞有一對(duì)繞組，構(gòu)成一相繞組，共三相稱為A、B、C相。三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖在定子磁極和轉(zhuǎn)子上都開(kāi)有齒分度相同的小齒，采用適當(dāng)?shù)凝X數(shù)配合，當(dāng)A相磁極的小齒與轉(zhuǎn)子小齒一一對(duì)應(yīng)時(shí)，B相磁極的小齒與轉(zhuǎn)子小齒相互錯(cuò)開(kāi)1/3齒距，C相則錯(cuò)開(kāi)2/3齒距。如圖所示子 轉(zhuǎn)bxlzl告A相通電定轉(zhuǎn)子錯(cuò)開(kāi)示意圖2.2 步進(jìn)電機(jī)的基本

19、結(jié)構(gòu)2.2.1 電機(jī)固有步距角它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值，這個(gè)步距角可以稱之為“電機(jī)固有步距角”，它不一定是電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。2.2.2 步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.750/1.5°、五相的為0.36°/0.72°。在沒(méi)有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來(lái)滿足自己步距角的要求。如果使用細(xì)分

20、驅(qū)動(dòng)器，則“相數(shù)”將變得沒(méi)有意義，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。2.2.3 保持轉(zhuǎn)矩(HOLDINGTORQUE)保持轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機(jī)，在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。2.2.4 鉗制轉(zhuǎn)矩(DETENTTORQUE)鉗制轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)

21、的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒(méi)有DETENTTORQUE2.3 步進(jìn)電機(jī)主要特點(diǎn)1) 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%,且不累積。2）步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。3）步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（

22、或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。4）步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?.4 步進(jìn)電機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的主要應(yīng)用情況介紹步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種家電產(chǎn)品中，例如打印機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)器、玩具、雨刷、震動(dòng)尋呼機(jī)、機(jī)械

23、手臂和錄像機(jī)等。另外步進(jìn)電機(jī)也廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中。由于通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)可以很方便的控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角位移，且步進(jìn)電機(jī)的誤差不積累，可以達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。還可以通過(guò)控制頻率很方便的改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速度，達(dá)到任意調(diào)速的目的，因此步進(jìn)電機(jī)可以廣泛的應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中1.5 西門子PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制方法在本設(shè)計(jì)中直接使用PLC控制步進(jìn)電機(jī)，可使用PLC產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)所需要的各種時(shí)序的脈沖。例如三相步進(jìn)電機(jī)可采用三種工作方式：三相單三拍，三相雙三拍，三相單六拍。本設(shè)計(jì)采用三相六拍反應(yīng)I三相單三拍工作方式正向*AB *BC -*CA三相雙三拍工作方式正向A+AB -*B

24、+BC *C*CAAC +C +CBA三相單六拍工作方式1.6 PLC直接控制步進(jìn)電機(jī)可根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作方式，以及所要求的頻率（步進(jìn)電機(jī)的速度），畫(huà)出A、B、C各相的時(shí)序圖。并使用PLC產(chǎn)生各種時(shí)序的脈沖例如：本設(shè)計(jì)采用西門子S7-300PLC控制三相步進(jìn)電機(jī)的過(guò)程。A（Q0.0fBC00.1CC Q0.26 79 10 11 12 13 14 佰）三相單六拍正向時(shí)序圖1.6.1 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理 結(jié)構(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開(kāi)。0、1/32/3T,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以乙表示），即A與齒1相對(duì)齊，B與齒2

25、向右錯(cuò)開(kāi)1/3T,C與齒3向右錯(cuò)開(kāi)2/3T,A與齒5相對(duì)齊，（A就是A,齒5就是齒1）如圖：定轉(zhuǎn)子的展開(kāi)圖CBA 11.6.2 旋轉(zhuǎn)三相如A相通電，B,C相不通電時(shí)，由于磁場(chǎng)作用，齒1與A對(duì)齊，（轉(zhuǎn)子不受任何力，以下均同）。如B相通電，A,C相不通電時(shí)，齒2應(yīng)與B對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過(guò)1/3T,此時(shí)齒3與C偏移為1/3齒4與A偏移（-1/3T）=2/3To如C相通電，A,B相不通電，齒3應(yīng)與C對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過(guò)1/3T,此時(shí)齒4與A偏移為1/3對(duì)齊。如A相通電，B,C相不通電，齒4與A對(duì)齊，轉(zhuǎn)子又向右移過(guò)1/3這樣經(jīng)過(guò)AB、C、A分別通電狀態(tài)，齒4（即齒1前一齒）移到A相，電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)

26、過(guò)一個(gè)齒距，如果不斷地按A,B,C,A通電，電機(jī)就每步（每脈沖）1/3,向右旋轉(zhuǎn)。如按A,C,B,A通電，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。由此可見(jiàn)：電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。不過(guò)，出于對(duì)力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用A-AB-B-BCC-CA-A這種導(dǎo)電狀態(tài)，所以本設(shè)計(jì)采用三相六拍。這樣將原來(lái)每步1/3改變?yōu)?/6甚至于通過(guò)二相電流不同的組合，使其1/3變?yōu)?/12T,1/24T,這就是電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)的基本理論依據(jù)。不難推出：電機(jī)定子上有m相勵(lì)磁繞阻，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m,2/m（m-1）/m,1。并且導(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被

27、控制一一這是步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的物理?xiàng)l件。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進(jìn)電機(jī)，出于成本等多方面考慮，市場(chǎng)上一般以二、三、四、五相為多。1.6.3 力矩電機(jī)一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場(chǎng)（磁通量）當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯(cuò)開(kāi)一定角度產(chǎn)生力F與（d/d9）成正比，其磁通量O=Br*S其中Br為磁密，S為導(dǎo)磁面積.F與L*D*Br成正比,L為鐵芯有效長(zhǎng)度，D為轉(zhuǎn)子直徑.Br=NI/RN-I為勵(lì)磁繞阻安匝數(shù)（電流乘匝數(shù)）R為磁阻。力矩二力*半徑力矩與電機(jī)有效體積*安匝數(shù)*磁密成正比（只考慮線性狀態(tài)）因此，電機(jī)有效體積越大，勵(lì)磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機(jī)力矩越大，反之亦然。靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電

28、作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無(wú)關(guān)。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過(guò)份采用減小氣隙，增加激磁安匝來(lái)提高靜力矩是不可取的，這樣會(huì)造成電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音。1.7 步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ)1）步距角精度：步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角100%不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5雙內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15犯內(nèi)。2）失步：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。3）失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生

29、的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。4）最大空載起動(dòng)頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。5）最大空載的運(yùn)行頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。6）運(yùn)行矩頻特性：電機(jī)在某種測(cè)試條件下測(cè)得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。運(yùn)行矩頻特性其它特性還有慣頻特性、起動(dòng)頻率特性等。電機(jī)一旦選定，電機(jī)的靜力矩確定，而動(dòng)態(tài)力矩卻不然，電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，電機(jī)輸出力矩越大，即電機(jī)的頻率特性越硬。圖2.9電機(jī)動(dòng)

30、態(tài)力矩頻率關(guān)系其中，曲線3電流最大、或電壓最高；曲線1電流最小、或電壓最低，曲線與負(fù)載的交點(diǎn)為負(fù)載的最大速度點(diǎn)。要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動(dòng)電壓，使采用小電感大電流的電機(jī)。7）、電機(jī)的共振點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域，二、三相感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的共振區(qū)一般在180-250p步距角1.8度或在步距角為0.9度，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓越高，電機(jī)電流越大，負(fù)載越輕，電機(jī)體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然，為使電機(jī)輸出電矩大，不失步和整個(gè)系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點(diǎn)均應(yīng)偏移共振區(qū)較多3CPU步進(jìn)電機(jī)的選擇3.1 CPU的選擇CPU313C1成3個(gè)用于高速計(jì)數(shù)或高頻脈沖輸出的特殊通道，3個(gè)通道位CPU313C集成

31、數(shù)字量輸出點(diǎn)首位字節(jié)的最低三位，這三位通常情況下可以作為普通的數(shù)字量輸出點(diǎn)來(lái)使用。再需要高頻脈沖輸出時(shí)，可通過(guò)硬件設(shè)置定義這三位的屬性，將其作為高頻脈沖輸出通道來(lái)使用作為普通數(shù)字量輸出點(diǎn)使用時(shí)，其系統(tǒng)默認(rèn)地址為Q124.0、Q124.1、Q124.2（該地址用戶可根據(jù)需要自行修改），作為高速脈沖輸出時(shí)，對(duì)應(yīng)的通道分別為0通道、1通道、2通道（通道號(hào)為固定值，用戶不能自行修改）。每一通道都可輸出最高頻率為2.5KHZ（周期為0.4ms）的高頻脈沖CPU313既,X2前接線端子22、23、24號(hào)接線端子分別對(duì)應(yīng)通道0、通道1、和通道3。另外，每個(gè)通道都有自己的硬件控制門，0通道的硬件門對(duì)應(yīng)X2前接

32、線端子的4號(hào)接線端子，對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)默認(rèn)地址為I124.2。1通道硬件門7號(hào)接線端子，對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)默認(rèn)地址為I124.5,而2號(hào)通道硬件門為12號(hào)接線端子，對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)默認(rèn)地址為I125.0。27X2丁CPU313C勺結(jié)構(gòu)3.2三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的選擇45BF三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)參數(shù)技術(shù)參：SPECFICATIONS型號(hào)相數(shù)步距角電壓相電8K保持轉(zhuǎn)矩空載起動(dòng)頻率率備注ModelofPh軍士Step的9怕8”)Voliag電時(shí)tgHoldingTorqueNnXkj.cm)No-loadPullkinFrequency(H才PulloutFrtqiuencNd®托日印。孑

33、II31.5/36020.1960370012000審供零軸樨460FOO5-II315石272.50196(2)300口45BFOO031.5/3240.2D.11B(1.2)50045BF34JC31.5/312040.116(12_L500-i-MS45BF三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)45BF技術(shù)參數(shù)/第Modsl。口，口1n31L458F0031r45勃二mF2.514.5魄w4M345BF005-IJ4$2h耀T4.&跳1334-M34SBRKB45得嬴2.5調(diào)./qCCEE145*Ml45BF34OC4s25*0團(tuán)1453365BF0O4155燈口Xb&Q1?fi.54tlM

34、l71040<W558F00555-0.01T2.5£2Q-olooq-20.570404-M375BRXH7531,n腱1.5*4IOIQ。皿18.556S3-M4756F003753卜1百IA4OB。電OU27rrM3-VU75BF0M75311.5UWl0<IC22IS7283-M4本設(shè)計(jì)選用45BF008相數(shù)是三相、步距角1.5/3度。.電壓24V、相電流0.2A、保持轉(zhuǎn)距0.118NM(1.2kg.cm)、空載啟動(dòng)頻率500,0D為45;0D1為25;高H為2.5;0d為4;E為14.5;L為58;0D2為33;MSJ4-M34軟件設(shè)計(jì)4.1 SETP7概述ST

35、EP7編程軟件用于SIMATICS7、MC7和基于PC的WINAC是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具。STEP7具有以下功能：硬件配置和參數(shù)設(shè)置、通信組態(tài)、編程、測(cè)試、啟動(dòng)和維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷功能等。在STEP7中，用項(xiàng)目來(lái)管理一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件和軟件。STEP7用SIMATIC管理器對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集中管理，它可以方便地瀏覽SIMATICS7、MZC7和WINAC勺數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)STEP7各種功能所需的SIMATIC軟件工具都集成在STEP7中。4.2 SETP7的硬件接口PC/MPI適配器用于連接安裝了STEP7的計(jì)算機(jī)的RS-232C接口和PLCMPI接口。計(jì)算機(jī)一側(cè)的通信速率為19

36、.2KBIT/S或38.4KBIT/S,PLC一側(cè)的通信速率為19.2KBIT/S1.5MBIT/S。除了PC適配器，還需要一根標(biāo)準(zhǔn)的RS-232C通信電纜。使用計(jì)算機(jī)的通信卡CP5611、CP5511或CP5512,可以將計(jì)算機(jī)連接到MPI或PROFIBUS3絡(luò)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與PLC的通信。也可以使用計(jì)算機(jī)的工業(yè)以太網(wǎng)通信卡CP1512或CP1612,通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與PLC通信。在計(jì)算機(jī)上安裝好STEPTt,在管理器中執(zhí)行菜單命令"OPTION一“SETTINGTHEG/PCINTERFACE打開(kāi)“INSTALL/REMOVEINTERFACES對(duì)話框。在中間的選擇

37、框中，選擇實(shí)際使用的硬件接口。點(diǎn)擊【Select】按鈕，打開(kāi)“Install/RemoveInterfaces”對(duì)話框，可以安裝選擇框中沒(méi)有列出的硬件接口的驅(qū)動(dòng)程序。點(diǎn)擊【Properties】按鈕，可以設(shè)置計(jì)算機(jī)與PLC通信的參數(shù)。4.3 STEP7的編程功能STEP7的標(biāo)準(zhǔn)版只配置了3種基本的編程語(yǔ)言，梯形圖（LAD、功能塊圖（FDB和語(yǔ)句表（STD,有鼠標(biāo)拖放、復(fù)制和粘貼功能。語(yǔ)句表是一種文本編程語(yǔ)言，用戶能節(jié)省輸入時(shí)間和存儲(chǔ)區(qū)域，并且“更接近硬件"。STEP7專業(yè)版的編程語(yǔ)言包括S7-SCL（結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言）、S7-GRAPH順序功能圖語(yǔ)言）、S7HIGRAPHffiCFC這

38、四種語(yǔ)言對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)版是可選的。STEP7用符號(hào)表編輯器工具管理所有的全局變量，用于定義符號(hào)名稱、數(shù)據(jù)類型和全局變量的注釋。使用這一工具生成的符號(hào)表可供所有應(yīng)用程序使用，所有工具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)參數(shù)的變化。測(cè)試功能和服務(wù)功能包括設(shè)置斷點(diǎn)、強(qiáng)制輸入和輸出、重新布線、顯示交叉參考表、狀態(tài)功能、直接下載和調(diào)試塊、同時(shí)監(jiān)測(cè)幾個(gè)塊的狀態(tài)等。程序中的特殊點(diǎn)可以通過(guò)輸入符號(hào)名或地址快速查找STEP7的幫助功能：選定想要得到的在線幫助的菜單目錄，或打開(kāi)對(duì)話框，按F1鍵便可得到與它們有關(guān)的在線幫助。執(zhí)行菜單命令"HELP-"CONTENTS進(jìn)入幫助窗口，借助目錄瀏覽器尋找需要的幫助主題，窗口中的檢索

39、部分提供了按字母順序排列的主題關(guān)鍵詞，可以查找與某一關(guān)鍵詞有關(guān)的幫助。4.4STEP7的硬件組態(tài)與診斷功能硬件組態(tài)工具用于對(duì)自動(dòng)化工程中使用的硬件進(jìn)行配置和參數(shù)設(shè)置。主要包括：(1)系統(tǒng)組態(tài)：從目錄中選擇硬件機(jī)架，并將所選模塊分配給機(jī)架中希望的插槽。(2)CPU的參數(shù)設(shè)置：可以設(shè)置CPU模塊的多種屬性，例如啟動(dòng)屬性、掃描監(jiān)視時(shí)間等，輸入的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在CPU勺系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊中。(3)模塊的參數(shù)設(shè)置：用戶可以在屏幕上定義所有硬件模塊的的可調(diào)整參數(shù)，包括功能模塊與通信處理器，不必通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)置。在參數(shù)設(shè)置屏幕中，有的參數(shù)由系統(tǒng)提供若干個(gè)選項(xiàng)，有的參數(shù)只能在允許的范圍輸入，因此可以防止輸入錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。

40、通信的組態(tài)包括：1)連接的組態(tài)和顯示。2)設(shè)置用MPI或PROFIBUS-DP1接的設(shè)備之間的周期性數(shù)據(jù)傳送的參數(shù)，選擇通信的參與者，在表中輸入數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目的地后，通信過(guò)程中數(shù)據(jù)的生成和傳送均是自動(dòng)完成的。3)PI、PROFIBU或工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的事件驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)傳輸，包括定義通信路。從集成塊庫(kù)中選擇通信模塊(CFB,用通用的編程語(yǔ)言(例如梯形圖)對(duì)所選的通信模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。STEP7系統(tǒng)診斷：系統(tǒng)診斷為用戶提供自動(dòng)化系統(tǒng)的狀態(tài)，可以通過(guò)2種方式顯示；(1)快速瀏覽CPU勺數(shù)據(jù)和用戶編寫(xiě)的程序在運(yùn)行中的故障原因。(2)用圖形方式顯示硬件配置，例如顯示模塊的一般信息和模塊的狀態(tài)：顯示模塊故障，

41、例如集中I/O和DP子站的通道故障；顯示診斷緩沖區(qū)的信息等。4.5STEP7項(xiàng)目的創(chuàng)建在STEP7中，用項(xiàng)目來(lái)管理一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件和軟件。STEP7用SIMATI管理器對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集中管理，它可以方便的瀏覽SIMATICS7、C7、和WINAC的數(shù)據(jù)。因此，掌握項(xiàng)目創(chuàng)建的方法就非常重要。4.5.1 使用向?qū)?chuàng)建項(xiàng)目首先雙擊桌面上的STEP7圖標(biāo)，進(jìn)入SIMATICMANAGER口，進(jìn)入主菜單【FILE】，選擇【'NEWPROJECTWIZARD】，彈出標(biāo)題為“STEP7WIZARDNEWPROJECT(新項(xiàng)目向?qū)?的小窗口。 點(diǎn)擊【NEXT按鈕，在新項(xiàng)目中選擇CPU真塊的型號(hào)為CPU

42、315-2DP 點(diǎn)擊【NEXT按鈕，選擇需要生成的邏輯塊，至少需要生成作為主程序的組織塊OB2 點(diǎn)擊【NEXT按鈕，輸入項(xiàng)目的名稱，按【FINISH生成的項(xiàng)目。過(guò)程如圖4.1所示。生成項(xiàng)目后，可以先組態(tài)硬件，然后生成軟件程序。也可以在沒(méi)有組態(tài)硬件的情況下，首先生成軟件。使用向?qū)?chuàng)建項(xiàng)目4.5.2直接創(chuàng)建項(xiàng)目入主菜單【FILE】，【選擇NEW】，將出現(xiàn)如下圖的對(duì)話框，在該對(duì)話框中分別輸入“文件名”、“目錄路徑”等內(nèi)容，并確定，完成一個(gè)空項(xiàng)目的創(chuàng)建工作。直接創(chuàng)建項(xiàng)目本設(shè)計(jì)是采用是S7300控制三相六拍的步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)脈沖頻率來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的快速、中速、慢速。移位輸出控制電機(jī)步進(jìn)，移位寄存器

43、指令MW0的低八位按照三相六拍的步進(jìn)順序控制步進(jìn)動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)是一種將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量與輸入脈沖個(gè)數(shù)成正比，其速度與單位時(shí)間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)（即脈沖頻率）成正比，其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組的相序有關(guān)。所以只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率及電機(jī)繞組通電的相序，便可控制步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量、速度和方向。步進(jìn)電機(jī)具有較好的控制性能，其啟動(dòng)、停車、反轉(zhuǎn)及其它任何運(yùn)行方式的改變都可相關(guān)指令設(shè)計(jì)介紹4.6S7-300(1)傳送指令MOVE1號(hào)傳送指令說(shuō)明描述使用賦值指令，可將特定的值賦給變量。在IN輸入端指定的值將復(fù)制到在OUT輸出端指定的地址。E

44、NO具有與EN相同的信號(hào)狀態(tài)。使用MOVEJI,賦值指令可復(fù)制長(zhǎng)度為8、16或32位的所有基本數(shù)據(jù)類型。自己可以自定義的數(shù)據(jù)類型（例如數(shù)組或結(jié)構(gòu)）則必須使用系統(tǒng)功能SFC20“BLKMOV復(fù)制。賦值指令受主控繼電器（MCR珀影響。關(guān)于MC電口何起作用的更詳細(xì)信息，請(qǐng)參考主控繼電器開(kāi)/關(guān)。狀態(tài)字BRCC1CC0OVOSORSTARLOFC寫(xiě)1-0111汪忠:將某個(gè)值傳送給另一長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)類型時(shí)，將根據(jù)需要截?cái)嗷蛞粤闾畛涓呶蛔止?jié)幾種狀態(tài)字傳送舉例舉例：雙字11111111000011111111000001010101傳送結(jié)果到雙字：11111111000011111111000001010101到

45、字節(jié)：01010101到字：1111000001010101舉例：字節(jié)11110000傳送結(jié)果到字節(jié)11110000到字：0000000011110000到雙字：00000000000000000000000011110000(2)定時(shí)器指令S7的CPU存儲(chǔ)器中有一個(gè)定時(shí)器保留的區(qū)域。此存儲(chǔ)區(qū)域?yàn)槊總€(gè)定時(shí)器的地址保留一個(gè)16位字。通過(guò)定時(shí)器指令和利用時(shí)鐘定時(shí)更新定時(shí)器字可訪問(wèn)定時(shí)器存儲(chǔ)區(qū)域，在運(yùn)行模式下，利用CPl的時(shí)鐘定時(shí)更新定時(shí)器字功能，可按照由時(shí)間基準(zhǔn)指定的間隔將給定的時(shí)間值遞減一個(gè)單位，直到該時(shí)間值等于零為此。定時(shí)器相當(dāng)于繼電器電路中的時(shí)間繼電器，S7300/400的定時(shí)器分為脈沖定時(shí)

46、器（SP）、擴(kuò)展脈沖定時(shí)器（SE）、接通延時(shí)定時(shí)器（SD、保持型接通延時(shí)定時(shí)器（SS）和斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器（SF）。S-PULSE為脈沖定時(shí)器，輸出信號(hào)保持為“1”的最長(zhǎng)時(shí)間與編程時(shí)間值相同t相同。如果輸入信號(hào)變?yōu)椤?”，則輸出信號(hào)停留在“1”的時(shí)間會(huì)很短。S-PEXT為擴(kuò)展脈沖定時(shí)器，輸出信號(hào)在編程時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)始終保持“1”，而與輸入信號(hào)停留在“1”的時(shí)間長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。S-ODT為接通延時(shí)定時(shí)器，僅在編程時(shí)間到期才從“0”變?yōu)椤?”，而與輸入信號(hào)停留在“1”的時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。S-OFFDT為斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器，在輸入信號(hào)變?yōu)椤?”或在定時(shí)器運(yùn)行時(shí)，輸出信號(hào)變?yōu)椤?”。當(dāng)輸入信號(hào)從“1”變?yōu)椤?”時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器

47、。10.0,0Q4,aSPULSEQ4.0S_PEXTD4.0S-DDTQOSOFFEl定時(shí)器功能Q4.0S DDTSEnglishT no.3） S_ODT設(shè)置接通延時(shí)定時(shí)器參數(shù)并啟動(dòng)符GarmanT-Nr.£evervSQTWDUAL1一RDEZ琳我皿內(nèi)存wT班號(hào)T-Nr.TIMER&曰迂赳容標(biāo)汨號(hào),范雨取決，CPUS8BOOLdM、L.O產(chǎn)站締人TVTWSSTIME1.Q,M,LxDRRBOOL1,dMhl、d包f產(chǎn)埼入BIIDUALWORDKO,M,L.D刊余:31可化.車型BCDDEZWORDdM.L.D立余!：££.BCDQQBOOLIkQ,M

48、,L,D定手二耨的狀率描述：如果“啟動(dòng)（S）”輸入有上升沿（信號(hào)狀態(tài)從0改變?yōu)?）,設(shè)置接通延時(shí)定時(shí)器參數(shù)并啟動(dòng)指令將啟動(dòng)指定的定時(shí)器。要啟動(dòng)定時(shí)器，必須有信號(hào)改變。只要輸入S的信號(hào)狀態(tài)為1,定時(shí)器將繼續(xù)運(yùn)行“時(shí)間值（TV）”輸入處指定的時(shí)間。當(dāng)時(shí)間已用盡且未出錯(cuò)，而輸入S的信號(hào)狀態(tài)仍為1時(shí)，則對(duì)輸出Q的信號(hào)狀態(tài)1的檢查將產(chǎn)生結(jié)果1。定時(shí)器運(yùn)行時(shí)，如果輸入S的信號(hào)狀態(tài)從1改變?yōu)?,定時(shí)器將停止。這種情況下，對(duì)輸出Q的信號(hào)狀態(tài)1的檢查將始終產(chǎn)生結(jié)果00定時(shí)器正運(yùn)行時(shí)，如果“復(fù)位（R）”輸入從0改變?yōu)?,則定時(shí)器復(fù)位。此改變還會(huì)將時(shí)間和時(shí)間基準(zhǔn)復(fù)位到零。定時(shí)器未運(yùn)行時(shí)，如果R輸入的信號(hào)狀態(tài)為1,定

49、時(shí)器也會(huì)復(fù)位。可在輸出端BI和BCD掃描當(dāng)前時(shí)間值。BI處的時(shí)間值為二進(jìn)制格式；BCD處的時(shí)間值為二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制：Timer runningScan for "VScan far T"RLO at S inpirtRLO at R inputProgramned time時(shí)序圖接通延時(shí)定時(shí)器特征狀態(tài)字BRCC1CC00V0SORSTARLO/FC寫(xiě)IWWWVVXXX1J&IO.C-1in J 557IMEit25T I3-c®T£ DUAL工3 EEZ E QQ4.0)接通延時(shí)定時(shí)器舉例如果輸入I0.0的信號(hào)狀態(tài)從0改變?yōu)?（RLO中有上升沿

50、），則定時(shí)器T5啟動(dòng)。如果指定的時(shí)間兩秒（2S）已過(guò)，且輸入I0.0的信號(hào)狀態(tài)仍為1,則輸出Q4.0的信號(hào)狀態(tài)為1。如果輸入I0.0的信號(hào)狀態(tài)從1改變?yōu)?,則定時(shí)器停止并且輸出Q4.0為“0”定時(shí)器運(yùn)行時(shí)，如果輸入I0.1的信號(hào)狀態(tài)從0改變?yōu)?,定時(shí)器將重新啟動(dòng)。4） S_CU:分配參數(shù)和遞增計(jì)數(shù)GermanEnglish符號(hào)Zno.Z.RUECKZRQSZWDUALDEZR遞增計(jì)數(shù)說(shuō)明M美著Mwa內(nèi)存區(qū)ttlfiM號(hào)Z旗號(hào)COUNTERC計(jì)數(shù)器標(biāo)識(shí)號(hào)其范畫(huà)依我子-CPUCDZRBOOLI.Q,M、L,D遞減計(jì)數(shù)端ASSBOOLI,0,KLL.D為預(yù)設(shè)計(jì)數(shù)號(hào)設(shè)置幼兒FV2WWORDK0,LKL

51、,D成穹費(fèi)格汁盥科也以七出4值A(chǔ)的珞式喻人（范同。至999）卬ZWWORDI,KLL,D預(yù)甘計(jì)數(shù)器的值RRBOOLI,ChM,L'D復(fù)位埔人3DUALWORDKQ,LKL.D當(dāng)前訃數(shù)展值，六進(jìn)制截字DEZWORDKdD當(dāng)前升敷理值，BCD四QBOOLk,M.L、D狀態(tài)計(jì)敷相描述在輸入端S為上升沿（信號(hào)狀態(tài)從0變化為1）時(shí)，分配參數(shù)和遞增計(jì)數(shù)指令將使用“預(yù)設(shè)值”（PV）輸入端的值設(shè)置計(jì)數(shù)器。如果輸入端CU是一個(gè)上升沿，則可在計(jì)數(shù)值小于999的情況下使計(jì)數(shù)值加1。I 0.010.1如果設(shè)置了計(jì)數(shù)器，并且輸入端CU的RLO=1,則即使沒(méi)有發(fā)生從正跳沿到負(fù)跳沿的變化或與之相反的變化，計(jì)數(shù)器也因

52、此將在下一個(gè)掃描周期計(jì)數(shù)。在輸入R的信號(hào)為“1”時(shí)會(huì)復(fù)位計(jì)數(shù)器。復(fù)位計(jì)數(shù)器時(shí)會(huì)將計(jì)數(shù)值設(shè)置為0o對(duì)于判斷輸出端Q是否為1的信號(hào)狀態(tài)檢查，如果計(jì)數(shù)值大于0,則檢查結(jié)果為1;但如果計(jì)數(shù)值等于0,檢查結(jié)果則為0狀態(tài)字BRCC1CC00VOSORSTARLO/FC%-KKK1S-ODTQ4.0sQY)S5TIME#2STVBlRBCD一遞增計(jì)數(shù)舉例在輸入I0.2的信號(hào)狀態(tài)從0變化為1時(shí)會(huì)將計(jì)數(shù)器C10的值設(shè)置為901。如果輸入I0.0的信號(hào)狀態(tài)從0變化為1,除非計(jì)數(shù)器C10的值已經(jīng)是999,否則計(jì)數(shù)器C10的值加1。如果I0.3從0變化為1,則會(huì)將C10的值設(shè)置為0。當(dāng)C10不等0時(shí)，輸出Q4.0的信

53、號(hào)狀態(tài)為15） SHR_W右移字符號(hào)5HK_WENENOWOUTN右移字說(shuō)明描述在使能輸入（EN）端的信號(hào)狀態(tài)為1時(shí)會(huì)激活字右移指令，此指令將輸入端IN的0到15位逐位右移。16到31位不受影響。輸入N指定值將移位的位數(shù)。如果N大于16則此命令在OU瑜出端寫(xiě)入0并將狀態(tài)字的CC0和OV位置0。將左側(cè)移空的位補(bǔ)零。移位操作的結(jié)果可在OU輸出端掃描。如果N¥等于0,則此指令觸發(fā)的操作總是將狀態(tài)字的CC0和OV位復(fù)位為0。ENO具有與EN相同的信號(hào)狀態(tài)。參數(shù)數(shù)據(jù)類型內(nèi)存區(qū)域描述ENBOOLI、Q、M、L、D、T、C使能輸入INWORDI、Q、M、L、D要移位的值NWORDI、Q、M、L、D值將移位的位數(shù)OUTWORDI、Q、M、L、D移位指令的結(jié)果ENOBOOLI、Q、M、L、D使能輸出舉例SHR一ENENOINOUTNa4.0-MW410.0HI-M1網(wǎng)0MW2右移字舉例在I0.0的信號(hào)狀態(tài)為1時(shí)激活此指令。存儲(chǔ)器字MW0等按在存儲(chǔ)器字MW2中指定的位數(shù)右移。結(jié)果將存入存儲(chǔ)器字MW4K4&出Q4.0置1BRCC1CC0OVOSORSTARLOFC寫(xiě)XXXX-XXX14.7 程序介紹步進(jìn)電機(jī)在起動(dòng)運(yùn)行忖的程序框圖4.7.1 程序框圖解釋開(kāi)始一首次選擇步進(jìn)速度一正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)起動(dòng)一移位寄存器賦初值一高速、中速、或低速中其中一個(gè)速度一發(fā)生移位脈沖一執(zhí)行移位一移位輸出控