基于PLC的步進電機同步控制畢業(yè)設(shè)計論文

1、基于PLC的步進電機同步控制摘 要PLC是80年代發(fā)展起來的一種新型的電器控制裝置它的誕生給工業(yè)控制帶來了一次革命性的飛躍。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)和計算機控制技術(shù)融為一體具有靈活通用、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單、使用方便、功能強大、易于實現(xiàn)機電一體化等顯著優(yōu)點目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)自動控制過程中。 本文主要介紹了基于VB語言的上下位機控制系統(tǒng)的設(shè)計。控制系統(tǒng)的設(shè)計主要包括兩個方面。一是下位機測控系統(tǒng)的設(shè)計二是上位機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。 在下位機設(shè)計部分本文簡要介紹了三菱FX3U系列的可編程控制器PLC。重點介紹了運用可編程控制器這一起源于常規(guī)開關(guān)量控制的控制器來對模擬量進行常規(guī)PID控

2、制的實現(xiàn)方法及下位機測控系統(tǒng)的硬件構(gòu)成。并說明了FX3U通訊模板的具體使用方法及注意事項。 在上位機系統(tǒng)設(shè)計部分,本文介紹了對FX3U系列可編程控制器和PC機之間的通訊協(xié)議進行的詳盡的介紹著重介紹了基于VB的利用MSComm控件實現(xiàn)串口通訊的方式對利用FX3U通訊模板及編程口實現(xiàn)上下位機通訊的方法作了比較區(qū)分了分別用編程口和用RS232通訊口進行串行數(shù)據(jù)通訊報文格式的不同點。并給出了利用MSComm控件實現(xiàn)上位機與三菱FX3U系列可編程控制器之間通訊的部分程序。關(guān)鍵詞:PLC 串行通訊目錄第1章 緒論1課題的背景1課題的意義11.3 本課題研究的主要內(nèi)容1第2章 PC與PLC串口通信32.1

3、VB語言簡介32.1.1 Basic到Visual Basic的發(fā)展32.1.2 Visual Basic的編程基礎(chǔ)32.2 VB與串口通信5串口通信的基本參數(shù)52.2.2 VB的通訊控件及屬性62.3 Vb與plc通信82.3.1 PC與PLC串口通信程序設(shè)計的目的92.3.2 PC與PLC串口通信程序設(shè)計用的軟、硬件102.3.3 PC與PLC串口通信程序設(shè)計硬件線路圖如圖2-5所示。112.3.4 PC端（上位機）VB程序11第3章 步進電機與步進驅(qū)動器153.1 步進電機15步進電機與伺服電機的區(qū)別15步進電機的基本情況17步進電機的工作原理17步進電機的一些基本參數(shù)17步進電機的一些

4、特點18本設(shè)計所使用的步進電機19步進驅(qū)動器203.2.1 為何要使用步進電機驅(qū)動器203.2.2 細分原理213.2.3 本設(shè)計中所用的步進驅(qū)動器24第4章 PLC控制步進電機294.1 PLC的概述294.2 PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用304.3 PLC的工作原理31輸入處理31程序執(zhí)行314.3.3 輸出處理314.4 PLC編程語言32梯形圖編程語言324.4.2 語句表編程語言32控制系統(tǒng)流程圖編程圖324.5 三菱PLC控制三個步進電機同步運動324.5.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)324.5.2 PLC控制步進電機的I/O分配如表4-1所示。334.5.3 PLC程序代碼334.5.4

5、VB作為上位機時控制PLC的程序（測試階段）394.5.5 外部電路接線圖如圖4-1、4-2 、4-3所示。394.6 小結(jié)41第5章 總結(jié)與展望42本文總結(jié)425.2 展望42致謝43參考文獻44第1章 緒論PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller），是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該

6、按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，其功能越來越多，集成度也越來越高，它的型號和種類繁多，不同型號自成體系有不同的程序語言和使用方法。在工業(yè)生產(chǎn)中，需要多個電機帶動一整塊模板同時上下回返運動。模板的上表面一定要保持水平，誤差盡可能小。若多個步進電機速度不同，會使模板在運動中卡死。PLC控制步進電機呢不是直接控制的，其實是PLC發(fā)出脈沖或控制信號控制步進驅(qū)動器，由驅(qū)動器來驅(qū)動步進電機。PLC不具備驅(qū)動電機的能力，不能提供那么高的電壓和電流，它只能驅(qū)動控制器的控制信號。和發(fā)出可調(diào)的高頻脈沖。而伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機呢又恰恰需要外部的脈沖信號。這兩個東

7、西就是這么合作的。PLC在步進電機控制中的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有控制速度快，可靠性高，靈活性強等優(yōu)點，使得PLC成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的支柱。隨著PLC成本的降低和應(yīng)用的日益廣泛，步進電機的常規(guī)控制應(yīng)用PLC技術(shù)越來越成為現(xiàn)實。所以用三菱系列PLC控制多個步進電機同步運動的研究具有現(xiàn)實意義。1.3 本課題研究的主要內(nèi)容針對畢業(yè)設(shè)計課題進行分析，三菱PLC同時控制三個步進電機同步運動這一課題是在設(shè)計科研設(shè)備的過程中產(chǎn)生的，國內(nèi)外針對相同的科研測試，設(shè)備的設(shè)計方案也是各種各樣的，隨著將來工業(yè)制造工藝的發(fā)展，如快速成型之類的技術(shù)更加成熟，或許會有更好的解決方案，就目前而言，每種方案都有其優(yōu)缺

8、點，PLC在伺服電機控制中的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有控制速度快，可靠性高，靈活性強等優(yōu)點，使得PLC成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的支柱。隨著PLC成本的降低和應(yīng)用的日益廣泛，伺服電機的常規(guī)控制應(yīng)用PLC技術(shù)越來越成為現(xiàn)實。所以用三菱系列PLC控制多個伺服電機同步運動的研究具有現(xiàn)實意義。在分析了國內(nèi)外的設(shè)計之后，提出了一種自己的解決方案，能很好的滿足該測量設(shè)備的設(shè)計要求，列出了需要的零件，設(shè)計原理圖，設(shè)備工程圖，程序源代碼，在進行可行性分析以及多次修改優(yōu)化之后，以實驗室提供的設(shè)備及原材料制作出了導(dǎo)師要求的功能模塊，經(jīng)過測試之后安裝到設(shè)備上。最終設(shè)備能達到設(shè)計要求。第2章 PC與PLC串口通信2.

9、1 VB語言簡介2.1.1 Basic到Visual Basic的發(fā)展 BASIC是Beginners All-purpose symbolic instruction Code初學(xué)者通用符號指令代碼的縮寫，是國際上廣泛使用的一種計算機高級語言。BASIC簡單、易學(xué)。目前仍是計算機入門的主要學(xué)習(xí)語言之一。BASIC語言的問世及發(fā)展 BASIC語言自其問世經(jīng)歷了以下四個階段。 第一階段 1964年 70年代初 1964年BASIC語言問世。 第二階段 1975年 80年代中 微機上固化的BASIC。第三階段 80年代中 90年代初 結(jié)構(gòu)化BASIC語言。 第四階段 1991年以來 Visual

10、BASIC。 BASIC是種易學(xué)易用的高級語言,非常適合初學(xué)者學(xué)習(xí)運用。常用的編譯軟件有True BASIC,Turbo BASIC Quick BASIC,Visual BASIC,CAREALIZER,GFA BASIC,POWER BASIC,等等. 1991年微軟推出了Visual Basic1.0版。這在當時引起了很大的轟動。許多專家把VB的出現(xiàn)當做是軟件開發(fā)史上的一個具有劃時代意義的事件。其實以我們現(xiàn)在的目光來看VB10的功能實在是太弱了。但在當時它是第一個可視的編程軟件。這使得程序員欣喜之極都嘗試在VB的平臺上進行軟件創(chuàng)作。微軟也不失時機地在四年內(nèi)接連推出VB2.0,VB3.0,

11、VB4.0三個版本。并且從開始微軟將ACCESS的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動集成到了VB中，這使得VB的數(shù)據(jù)庫編程能力大大提高。從VB4.0開始VB也引入了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想。VB功能強大,學(xué)習(xí)簡單。而且VB還引入了“控件”的概念使得大量已經(jīng)編好的VB程序可以被我們直接拿來使用。如今VB已經(jīng)有了6.0版。 通過幾年的發(fā)展它已成為一種真真專業(yè)化的開發(fā)語言和環(huán)境。用戶認為可用Visual Basic快速創(chuàng)建Windows程序。在現(xiàn)在還可以編寫企業(yè)水平的客戶服務(wù)器程序及強大的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。Visual Basic新版中還有更多可用功能。 2.1.2 Visual Basic的編程基礎(chǔ)1.什么是程序 首先需要知

12、道下面這個問題的答案，“程序到底是什么？”計算機程序是指令集。它告訴計算機如何執(zhí)行特殊的任務(wù)。讀者也許對許多種指令熟悉，如按菜譜烹調(diào)特殊的食物或按指定的方向到達不熟悉的目的地。沒有這些特殊的指令就不能執(zhí)行預(yù)期的任務(wù)。 計算機也是一樣，只是它們需要為執(zhí)行的每一個任務(wù)提供指令。甚至對最簡單的任務(wù)也需要指令，例如如何取得擊鍵？怎樣在屏幕上放一個字母？怎樣在磁盤中保存訊息？幸運的是許多這樣的指令包含在處理器芯片中或內(nèi)置于操作系統(tǒng)中，因此用戶不必擔心它們。相反，應(yīng)集中于為任務(wù)提供指令。如計算雇員工資，創(chuàng)建鄰居郵件列表或設(shè)置格式化文本以顯示最近的年度報表信息。雖然我們用自然語言讀這些指令，但計算機指令必須

13、是二進制代碼。即一系列在計算機內(nèi)存和處理器中的開或關(guān)的狀態(tài)。有些語言如匯編程序，可以允許直接寫這種類型的代碼。但是以這種方法編程十分困難。因此Visual Basic和其他編程語言使程序員可以用與自然語言有點相近的方式編寫指令。即使是這些指令仍有限，并要遵循高度定義的結(jié)構(gòu)。 2.事件驅(qū)動編程 Visual Basic允許創(chuàng)建反映用戶動作和系統(tǒng)事件的程序。這種編程叫事件驅(qū)動編程。要了解事件驅(qū)動程序是怎樣工作的，先要了解過去的程序怎樣運行及在Windows環(huán)境中有何不同。在Windows之前，回到往日的DOS和“史前時代”，之前，程序以順序方式運行，也就是說一旦程序啟動，它就一條指令一條指令的向前

14、執(zhí)行，直到程序結(jié)束或出現(xiàn)致命錯誤。 3.面向?qū)ο缶幊?使創(chuàng)建Windows程序較為容易的關(guān)鍵技術(shù)是面向?qū)ο缶幊?。這種技術(shù)可以創(chuàng)建可重用組建，它是程序的組成模塊。 4. VB中的幾個定義 在討論Visual Basic時，經(jīng)?？梢月牭竭@些術(shù)語，因此對這些術(shù)語的基本理解對編程十分有幫助。 控件：提供程序可見界面的可重用對象?？丶氖纠形谋究颉撕灪兔畎粹o。 事件：由用戶或操作系統(tǒng)引發(fā)的動作。事件的示例有擊鍵、單擊鼠標、一段時間的限制或從端口接收數(shù)據(jù)。 方法：嵌入在對象定義中的程序代碼。它定義對象怎樣處理信息并響應(yīng)某事件。例如，數(shù)據(jù)庫對象有打開紀錄集并從一個記錄移動到另一個記錄的方法。 對象：程

15、序的基本元素。它含有定義其特征的屬性，定義其任務(wù)和識別它可以響應(yīng)的事件的方法?？丶痛绑w是Visual Basic中所有對象的示例。 過程：為完成任務(wù)而編寫的代碼段。過程通常用于響應(yīng)特定的事件。 屬性：對象的特征，如尺寸、位置、顏色或文本。屬性決定對象的外觀，有時也決定對象的行為。屬性也用于為對象提供數(shù)據(jù)和從對象取回信息。2.2 VB與串口通信接口技術(shù)是工業(yè)實時控制和數(shù)據(jù)采集中非常重要的計算機應(yīng)用技術(shù)，它可以實現(xiàn)CPU與存儲器，I/O設(shè)備，控制設(shè)備，通信設(shè)備，A/D及D/A轉(zhuǎn)換器的信息交換。VB是程序設(shè)計人員在Windows環(huán)境下最常用的開發(fā)串口通信程序的編程語言。利用VB開發(fā)串口通信程序主要

16、有兩種方法：一是使用MSComm串口控件，二是調(diào)用Windows API函數(shù)。在實踐中，使用VB串口控件MSComm實現(xiàn)通信的方法比調(diào)用API函數(shù)的方法更加方便，快捷，而且用較少的代碼可以實現(xiàn)相同的功能，從而使編程效率大大提高。串行端口的通信方式是將字節(jié)拆分成一個接著一個的位再傳送出去，接到此電位信號的一方再將此一個一個的位組合成原來的字節(jié)，如此形成一個字節(jié)的完整傳送。雙方為了進行通信，必須遵守一定的通信規(guī)則，這個共同的規(guī)則就是通信端口的初始化。通信端口的初始化必須對以下幾項參數(shù)進行設(shè)置。串行通信的傳輸受到通信雙方硬件配備性能及通信線路的特性控制，收發(fā)雙方必須按照同樣的速度進行串行通信，即收發(fā)

17、雙方采用同樣的波特率。我們通常將傳輸速度稱為波特率，指的是串行通信中每一秒所傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，單位是bit/s。例如，在某異步串行通信中，每傳送一個字符需要8位，如果采用波特率為4800bit/s進行傳送，則每秒可傳送600個字符。一般串行通信端口所傳送的數(shù)據(jù)是字符型，若用來傳輸文件，則會使用二進制的數(shù)據(jù)型。當使用字符型時，工業(yè)界使用到的有ASCII字符碼及JIS字符碼。ASCII碼使用了8位形成一個字符，而JIS碼則以7位形成一個字符。以實際的RS-232傳輸上看來，由于工業(yè)上常使用的PLC大多只是傳送文字碼，因此只要7位就可以將ASCII碼的0-127碼表達出來（共有128種組合方式），所有

18、的可見字符也落在此范圍內(nèi)，所以只要7個數(shù)據(jù)位就夠了。不同的情況下（看所使用的協(xié)議），會使用到不同的傳送單位，使用多少位合成一個字節(jié)必須先行確定。由于異步串行傳輸中并沒有使用同步脈沖作基準，故接收端完全不知道發(fā)送端何時將進行數(shù)據(jù)的傳送，發(fā)送端準備要開始傳送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端會在所送出的字符前后分別加上高電位的起始位（邏輯0）及地點為的停止位（邏輯1），它們分別是所謂的起始位與停止位。也就是說，當發(fā)送端要開始傳送數(shù)據(jù)時，便將傳輸線上的電位由低電位提升至高電位，而當傳送結(jié)束后，在將電位降至低電位。接收端會因起始位的觸發(fā)（因電壓由低電位升至高電位）而開始接受數(shù)據(jù)，并因停止位的通知（因電壓維持在低電位）而明

19、確數(shù)據(jù)的字符信號已經(jīng)結(jié)束。當加入了起始位及停止位才比較容易達到多字符的接受能力，起始位固定為1位，而停止位則有1,1.5，2位等多種選擇。該如何選擇呢？只要通信雙方協(xié)議通過即可，沒有強制規(guī)定。為了預(yù)防錯誤的產(chǎn)生，使用校驗位作為檢查的機制。校驗位是用來檢查所傳送數(shù)據(jù)正確性的一種核對碼，又分成奇校驗與偶校驗兩種，分別是檢查字符碼中1的數(shù)目是奇數(shù)或偶數(shù)。以偶校驗為例，“A”的ASCII碼是41H（十六進制），將它以二進制表示時，是01000001，其中1的數(shù)目是2，因此校驗位便是0，使1的數(shù)目保持偶數(shù)。同樣的，校驗位是奇數(shù)、校驗時，“A”的校驗位便是1，使1的數(shù)目保持在奇數(shù)。接受者在重新計算奇偶校驗

20、位，如果新的計算值正確，那么表示正常。如果新的計算值有誤，那么接收端就會收到一些指示，表示此次接受的數(shù)據(jù)有誤。2.2.2 VB的通訊控件及屬性 1. MSComm通訊控件簡介 微軟的軟件系統(tǒng)中提供了MSComm通訊控件。該控件在windowssystem目錄下。通訊控件是PC機通過串行端口與其它設(shè)備實現(xiàn)輕松連接的通用工具Visual basic、Visual C+等開發(fā)人員都可以使用它。通過使用MSComm通訊控件，可以簡單高效地實現(xiàn)設(shè)備之間的通訊，而不必調(diào)用低級的API函數(shù)，從而使編程效率大大提高，也降低了因編程不當導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。 2. MSComm控件的引用 （1） 創(chuàng)建新的工程 啟動V

21、isual Basic 6.0 在文件菜單中單擊新建工程選擇標準.exe單擊確定。新建工程如圖2-1所示。圖2-1 新建工程（2） 加入MSComm控件 在工程菜單中單擊部件顯示部件對話框，選定Microsoft Comm Control 6.0控件名稱左邊的復(fù)選框，如圖2-2所示。圖2-2 加入MSComm控件單擊確定關(guān)閉部件對話框。MSComm控件將出現(xiàn)在工具框中，將MSComm控件添加到窗體上。如圖2-3所示圖2-3 添加MSComm控件（3) MSComm控件的屬性 名稱功能CommPort設(shè)置并返回通訊端口號，通訊端口范圍為1-16InBufferSize設(shè)置并返回接收緩沖區(qū)的大小，

22、以字節(jié)數(shù)為單位InputMode設(shè)置并返回數(shù)據(jù)輸入方式ComInputModeBinary數(shù)據(jù)通過Input屬性以二進制形式取回comInputModeText數(shù)據(jù)通過Input屬性以文字形式取回OutBufferSize設(shè)置并返回輸出緩沖區(qū)的大小，字節(jié)數(shù)為單位Rthreshold設(shè)置并返回要接收的字符數(shù)。當接收緩沖區(qū)中的字符數(shù)大于等于該值時將產(chǎn)生OnComm事件Setting設(shè)置初始化參數(shù)。以字符串形式設(shè)置或返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位和停止位四個參數(shù)、其格式為“BBBB，P， D， S”其中BBBB為波特率， P為奇偶校驗方式，D為數(shù)據(jù)位數(shù)，S為停止位數(shù)。PortOpen設(shè)置或返回通訊連接

23、端口的狀態(tài)Input從輸入寄存器傳回并移除字符Output將一個字符串寫入輸出寄存器InoutLen指定由串行端口讀入的字符串長度CommEvent只要有通訊錯誤或事件發(fā)生時都會產(chǎn)生OnComm事件。CommEvent屬性存有該錯誤或事件的數(shù)值代碼HandShaking指定通訊雙方的握手協(xié)議ComNone 0沒有握手協(xié)議ComXonXoff 1Xon/Xoff握手協(xié)議ComRTS 2RTS/CTS握手協(xié)議ComRTSXonXoff 3RTS和Xon/Xoff握手協(xié)議2.3 Vb與plc通信可編程邏輯控制器（簡稱PLC）主要為現(xiàn)場控制而設(shè)計的，其人機界面主要是開關(guān)，按鈕，指示燈等。其良好的適應(yīng)性

24、和可擴展能力而得到越來越廣泛的應(yīng)用，采用PLC控制系統(tǒng)或裝置具有可靠性高，易于控制，系統(tǒng)設(shè)計靈活，能模擬現(xiàn)場調(diào)試，編程使用簡單，性價比高，有良好的抗干擾能力等特點。但是PLC也有不易顯示各種實時圖表/曲線（趨勢線）和漢字，無良好的用戶界面，不便于監(jiān)控等缺陷。二十世紀九十年代后，許多的PLC都配備有計算機通信接口，通過總線將一臺或多臺PLC相連接。計算機作為上位機可以提供良好的人機界面，進行系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，進行程序編制，參數(shù)設(shè)定和修改，數(shù)據(jù)采集等，既能保證系統(tǒng)性能，又能使系統(tǒng)操作簡便，便于生產(chǎn)過程的有效監(jiān)督。而PLC作為下位機，執(zhí)行可靠有效的分散控制。用一臺計算機（上位機）去監(jiān)控下位機（PLC

25、）,這就要求PC與PLC之間穩(wěn)定，可靠的數(shù)據(jù)通信。三菱某型號PLC示意圖如圖2-4所示。圖2-4 三菱某型號PLC2.3.1 PC與PLC串口通信程序設(shè)計的目的1.掌握PC與PLC串口通信的線路連接方法。2.掌握PC與PLC串口通信的VB程序設(shè)計方法。2.3.2 PC與PLC串口通信程序設(shè)計用的軟、硬件本設(shè)計用到的硬件和軟件清單如表2-1所示。表2-1 本設(shè)計需要的軟、硬件清單序號名稱數(shù)量1PC（計算機）12PLC(三菱:FX3U-64MT/ES)13SC-09編程電纜，PC/PPI電纜各14開關(guān)（DC24V）15直流電源（OUT:DC24V）1612.3.3 PC與PLC串口通信程序設(shè)計硬件

26、線路圖如圖2-5所示。PC COM1COM1 Y0 Y3 Y10 Y13 Y20 Y23編程口 FX3U PLCX7 X6 X5 X4 X3 X1 X0 COM N L轉(zhuǎn)換器脈沖方向步進驅(qū)動器脈沖方向脈沖方向SC-09編程電纜RS232DC24VAC220V+圖2-5 PC與PLC串口通信程序設(shè)計硬件線路圖2.3.4 PC端（上位機）VB程序運行VB，創(chuàng)建標準的工程項目文件，設(shè)計程序窗體。添加串口通信控件MSComm和兩個CommandButton控件。設(shè)計的程序界面如圖2-6所示。圖2-6 設(shè)計程序界面程序窗體、控件對象的主要屬性設(shè)置如表2-2所示。表2-2 窗體、控件對象的主要屬性設(shè)置控件

27、類型名稱主要屬性功能FormForm1Caption=VB與PLC串口通信窗體標題欄顯示程序名稱CommandButtonCommand1Caption=向上運動按下按鈕 電機向上運動CommandButtonCommand2Caption=向下運動按下按鈕 電機向下運動MSCommMSComm1在程序中設(shè)置串口參數(shù)設(shè)置3.程序代碼設(shè)計：程序初始化Private Sub Form_Load()MSComm1.CommPort = 1 通信口MSComm1.Settings = 9600,e,7,1 串口參數(shù)設(shè)置MSComm1.Handshaking = 0 握手信號MSComm1.InputL

28、en = 0 MSComm1.OutBufferCount = 0MSComm1.InBufferCount = 0MSComm1.PortOpen = True 打開串口End Sub向上運動的按鈕按下，步進電機向上運動Private Sub Command1_MouseDown(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single)MSComm1.Output = Chr(2) + 73209 + Chr(3) + 08End SubPrivate Sub Command1_MouseUp(Button As Integ

29、er, Shift As Integer, X As Single, Y As Single)MSComm1.Output = Chr(2) + 83209 + Chr(3) + 09End Sub向下運動的按鈕按下，步進電機向下運動Private Sub Command2_MouseDown(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single)MSComm1.Output = Chr(2) + 73309 + Chr(3) + 09End SubPrivate Sub Command2_MouseUp(Button As

30、 Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single)MSComm1.Output = Chr(2) + 83309 + Chr(3) + 0AEnd Sub 在VB控制PLC中，以MSComm1.Output=Chr （2）+“73209”+Chr（3）+“08”為例：Chr（2）+“字符串”+Chr（3）表示串口輸出“73209”中，“7”表示置位，即PLC的常開觸點閉合?！?209”表示地址同理，“83209”中，“8”表示復(fù)位，即觸點斷開?！?8”表示奇偶校驗位。程序設(shè)計、調(diào)試完畢，執(zhí)行菜單的“運行/啟動”命令或單擊工具欄快捷按鈕“啟

31、動”，運行程序。第3章 步進電機與步進驅(qū)動器3.1 步進電機步進電機和交流伺服電機性能比較，步進電機是一種離散運動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較。1.控制精度不同，五相混合式步進電機步距角一般為0.72 ，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。

32、交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機為例，對于帶標準2500線編碼器的電機而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當量為360。對于帶17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當量為360的步進電機的脈沖當量的1/655。2.低頻特性不同步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當步進電機工作在低速時，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器，或驅(qū)動

33、器上采用細分技術(shù)等。交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。3.矩頻特性不同步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。4.過載能力不同步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩

34、為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。5.運行性能不同步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。6.速度響應(yīng)性能不同步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需

35、要200400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA 400W交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當?shù)目刂齐姍C。步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目

36、的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。 現(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應(yīng)式步進電機（VR）、永磁式步進電機（PM）、混合式步進電機（HB）和單相式步進電機等。步進相對于伺服價格便宜些。伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。步進適用在低速。在電氣時代的今天，電機一直在

37、現(xiàn)代化的生產(chǎn)生活中起著舉足輕重的作用。無論是工農(nóng)生產(chǎn)還是日常生活的家用電器，都大量使用著各種各樣的電動機。因此對電動機的控制變得越來越重要。電動機的控制技術(shù)發(fā)展得力于傳感器技術(shù)，自動控制技術(shù)，微電子技術(shù)，永磁材料技術(shù)，電力電子技術(shù)，微機應(yīng)用技術(shù)等。正是這些技術(shù)的進步使電機控制技術(shù)化。步進電機是一種感應(yīng)電機，其工作的基本原理在于將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移進行輸出。在通常情況下，電機的轉(zhuǎn)速以及停止的位置只與脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)有關(guān)，而不受負載變化的影響。當步進驅(qū)動器接受到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)計的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。因此，本次設(shè)計的中心思想是通過控制脈沖輸出信號的頻率和個數(shù)，實現(xiàn)步進電

38、機的速度、方向、定位等功能。步進電機在機電控制中是一種長用的執(zhí)行機構(gòu)，其原理是通過對它每相線圈中的電流和順序切換來讓電機做步進式旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動電路由脈沖信號來控制，因此，調(diào)節(jié)脈沖信號的頻率便可以改變電機的額轉(zhuǎn)速。通俗地說，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按原來設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（步進角）。通過控制脈沖的額數(shù)量就可以控制角位移量，從而達到準確定位的目的。同時通過控制發(fā)出脈沖的頻率來控制步進電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。現(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應(yīng)式步進電機（VR），永磁式步進電機（PM）,混合式步進電機（HB）和單相式步進電機等。PM一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較

39、小，步進角一般為7.5度；VR一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。反應(yīng)式步進電機的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。HB是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相，兩相步進角一般為1.8度，而五相步進角一般為0.72度。這種步進應(yīng)用最為廣泛。1.電機固有的步矩角：他表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所轉(zhuǎn)動的角度。電機出廠時給出了一個步矩角的值。以86BYG250A型電機為例，給出值是0.90/1.80（表示半步工作時為0.90，整步工作時1.80），這個步矩角可以稱之為電機固有步矩角。它不一定是電機實際工作時的

40、真正步矩角，真正的步矩角和驅(qū)動器有關(guān)。2.步進電機的相數(shù)：是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相，三相，四相，五相步進電機。電機相數(shù)不同，它的步矩角也不相同，一般二相電機的步矩角為0.90/1.80，三相的為0.750/1.50，五相的為0.360/0.720。在沒有細分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步矩角的要求。如果使用細分驅(qū)動器，則“相數(shù)”就變得沒有意義。用戶只需在驅(qū)動器上改變細分數(shù)，就可以改變步矩角。3.保持轉(zhuǎn)矩：是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進電機最重要的參數(shù)之一。通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進電機的輸出力矩隨著速度的

41、增大而不斷衰減，輸出功率也隨著速度的增大而變化。所以保持轉(zhuǎn)矩就成了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。例如，當說2N.m的步進電機，在沒有特殊說明的情況下就指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進電機。1一般步進電機的精度為步進角的3%-5%，且不累積。2步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點，一般來講，磁性材料的退磁點都在130攝氏度以上，有的甚至高達200攝氏度以上，所以步進電機外表溫度8090攝氏度完全正常。3步進電機的力矩會隨著轉(zhuǎn)速的升高而下降。4當步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢。頻率越來越

42、高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率或速度的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。5步進電機低速時可以正常運轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲。介紹步進電機的一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。如果要使電機達到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。步進電動機以其顯著地特點，在數(shù)字化制造時代發(fā)揮重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進電機本身技術(shù)的提高，步進電機將會在更多

43、的領(lǐng)域得到應(yīng)用。BSHB三相混合式步進電機，采用交流伺服控制原理，三相正弦電流驅(qū)動，具有高轉(zhuǎn)矩、低震動、發(fā)熱小、可靠性高等優(yōu)點，運行性能較二相、五相混合式步進電機有了全面的提高，運行效果可與進口電機相媲美。步進電機的簡單內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示。圖3-1 步進電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1.通用規(guī)格（General specifications）步距精度5%溫升80 Max環(huán)境溫度-20+50絕緣電阻100M Min 500VDC耐壓500V AC 1 minute徑向跳動最大0.06mm（450g負載）軸向跳動最大0.08mm（450g負載）2.電氣規(guī)格（Specifications）如表3-1所示。表3

44、-1 電器規(guī)格表型號步距角電機長度保持轉(zhuǎn)矩額定電流驅(qū)動器電源輸入轉(zhuǎn)子慣量電機重量適配驅(qū)動器ModelStep AngleLengthL(mm)Holding Torque(N.m)Current(A/Phase)Power supplyRotor inertia2)Weight(Kg)Matched driveBSHB397-H692AC110V2A2Q3HB110MBSHB397692DC40V5A2Q3HB64MABSHB3910-H97423Q3HB110MBSHB3910974DC40V5A3Q3HB64MABSHB3913-H12564Q3HB110MBSHB39131256DC40

45、V5A4Q3HB64MA* 注：帶H表示高壓型，不帶H表示低壓型，用于低速。本次設(shè)計所使用的步進電機的型號是BSHB3913，以它為例，步矩角是1.2度，那么電機轉(zhuǎn)動一周就要300（360度/1.2度）個脈沖。PLC程序設(shè)計中科根據(jù)自己的需要來確定脈沖數(shù)。3.2.1 為何要使用步進電機驅(qū)動器步進電機是一種開環(huán)伺服運動系統(tǒng)執(zhí)行元件，以脈沖方式進行控制，輸出角位移。與交流伺服電機及直流伺服電機相比，其突出優(yōu)點就是價格低廉，并且無積累誤差。但是，步進電機運行存在許多不足之處，如低頻振蕩、噪聲大、分辨率不高等，又嚴重制約了步進電機的應(yīng)用范圍。步進電機的運行性能與它的驅(qū)動器有密切的聯(lián)系，可以通過驅(qū)動技術(shù)

46、的改進來克服步進電機的缺點。相對于其他的驅(qū)動方式，細分驅(qū)動方式不僅可以減小步進電機的步距角，提高分辨率，而且可以減少或消除低頻振動，使電機運行更加平穩(wěn)均勻?？傮w來說，細分驅(qū)動的控制效果最好。因為常用低端步進電機伺服系統(tǒng)沒有編碼器反饋，所以隨著電機速度的升高其內(nèi)部控制電流相應(yīng)減小，從而造成丟步現(xiàn)象。所以在速度和精度要求不高的領(lǐng)域，其應(yīng)用非常廣泛。因為三相混合式步進電機比二相步進電機有更好的低速平穩(wěn)性及輸出力矩，所以三相混合式步進電機比二相步進電機有更好應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的三相混合式步進電機控制方法都是以硬件比較器完成，本節(jié)主要講述使用DSP及空間矢量算法SVPWM來實現(xiàn)三相混合式步進電機控制。3.2

47、.2 細分原理步進電機的細分控制從本質(zhì)上講是通過對步進電機的定子繞組中電流的控制，使步進電機內(nèi)部的合成磁場按某種要求變化，從而實現(xiàn)步進電機步距角的細分。最佳的細分方式是恒轉(zhuǎn)矩等步距角的細分。一般情況下，合成磁場矢量的幅值決定了電機旋轉(zhuǎn)力矩的大小，相鄰兩合成磁場矢量的之間的夾角大小決定了步距角的大小。在電機內(nèi)產(chǎn)生接近均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場，各相繞組的合成磁場矢量，即各相繞組電流的合成矢量應(yīng)在空間作幅值恒定的旋轉(zhuǎn)運動，這就需要在各相繞相中通以正弦電流。三相混合式步進電機的工作原理十分類似于交流永磁同步伺服電機。其轉(zhuǎn)子上所用永磁磁鐵同樣是具有高磁密特性的稀土永磁材料，所以在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的感應(yīng)電流對轉(zhuǎn)子磁場

48、的影響可忽略不計。在結(jié)構(gòu)上，它相當于一種多極對數(shù)的交流永磁同步電機。由于輸入是三相正弦電流，因此產(chǎn)生的空間磁場呈圓形分布，而且可以用永磁式同步電機的結(jié)構(gòu)模型（圖1）分析三相混合式步進電機的轉(zhuǎn)矩特性。為便于分析，可做如下假設(shè)。1.電機定子三相繞組完全對稱；2.磁飽和、渦流及鐵心損耗忽略不計；3.激磁電流無動態(tài)響應(yīng)過程。圖3-2 三相永磁同步電機的簡單結(jié)構(gòu)模型U、V、W 為定子上的3 個線圈繞組，3 個線圈繞組的軸線成 120。電機單相繞組通電的時候，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩可以表達為：T=f（i,theta）。其中，i為繞組中通過的電流；theta為電機轉(zhuǎn)子偏離參考點的角度。由于磁飽和效應(yīng)可以忽略不計，并且轉(zhuǎn)子

49、結(jié)構(gòu)是圓形，其矩角特性為嚴格的正弦，即：T=k *I*sin（theta），k 為轉(zhuǎn)矩常數(shù)若理想的電流源以恒幅值為I 的三相平衡電流iU、iV、iW 供給電機繞組，即：iU=I*sin（wt）iV=I*sin（wt+2*PI/3）iW =I*sin（wt+4*PI/3）則電機各相電流產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩為：TU=k*I*sin（wt）*sin（theta）TV=k*I*sin（wt+2*PI/3）*sin（theta+2*PI/3）TW=k*I*sin（wt+4*PI/3）*sin（theta+4*PI/3）穩(wěn)態(tài)運行時，theta=wt，則三相繞組產(chǎn)生的合成轉(zhuǎn)矩為：T=TU+TV+TW=3/2*k*

50、I*sin（PI/2-wt+theta）=3/2*k*I以上分析表明，對于三相永磁同步電機，當三相繞組輸入相差 120的正弦電流時，由于在內(nèi)部產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，電機的輸出轉(zhuǎn)矩為恒值。因此，將交流伺服控制原理應(yīng)用到三相混合式步進電機驅(qū)動系統(tǒng)中，輸入的220V 交流，經(jīng)整流后變?yōu)橹绷鳎俳?jīng)脈寬調(diào)制技術(shù)變?yōu)槿冯A梯式正弦波形電流，它們按固定時序分別流過三路繞組，其每個階梯對應(yīng)電機轉(zhuǎn)動一步圖3-3 電動機轉(zhuǎn)動示意圖通過改變驅(qū)動器輸出正弦電流的頻率來改變電機轉(zhuǎn)速，而輸出的階梯數(shù)確定了每步轉(zhuǎn)過的角度，當角度越小的時候，那么其階梯數(shù)就越多，即細分就越大，從理論上說此角度可以設(shè)得足夠的小，所以細分數(shù)可以是很大

51、，而交流伺服控制的每步角度與反饋的編碼器的精度有很大的關(guān)系，一般使用的為2500線，所以每一步轉(zhuǎn)過的角度僅為0.144度，而此方法控制的步進電機，比如其細分數(shù)為10000，則每一步轉(zhuǎn)過的角度為0.036度，所以比一般的伺服控制精度高很多。當然，步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢，頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降，通過恒流方式可以使在電機低頻和高頻時保持同樣的相電流從而使高頻的力矩特性有所改善，這只能是在低速時，所以其綜合性能（高低速噪聲，高速力矩，高速平穩(wěn)性等）很難趕超交流伺服控制系統(tǒng)。 圖3-4 相差120的

52、三相階梯式正弦電流三相混合式步進電機一般把三相繞組連接成星形或者三角形，按照電路基本定理，三相電流之和為零。即IU+IV+IW =0。所以通常只需產(chǎn)生兩相繞組的給定信號，第三相繞組的給定信號可由其它兩相求得。同樣，只需要對相應(yīng)兩相繞組的實際電流進行采樣，第三相繞組的實際電流可根據(jù)式求得。3.2.3 本設(shè)計中所用的步進驅(qū)動器DQ378M是基于DSP控制的三相步進電機驅(qū)動器。它是將先進的DSP控制芯片和獨特的控制電路結(jié)合一起所構(gòu)成的新一代全數(shù)字步進電機驅(qū)動器。驅(qū)動電壓為DC24V-80V，適配電流在7.0A以下、外徑57-86mm的各種型號的三相混合式步進電機。該驅(qū)動器內(nèi)部采用類似伺服控制原理的電

53、路，此電路可以使電機運行平穩(wěn)，幾乎沒有震動和噪音，電機在高速時，力矩大大高于二相和五相混合式步進電機。定位精度最高可達60000步/轉(zhuǎn)。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于雕刻機、小型數(shù)控機床、包裝機械等分辨率較高的中、小型數(shù)控設(shè)備上。1.特點 高性能、低價格 設(shè)有16檔等角度恒力矩細分，最高分辨率60000步/轉(zhuǎn)； 最高反應(yīng)頻率可達200Kpps； 步進脈沖停止超過100ms時，線圈電流自動減到設(shè)定電流的一半； 光電隔離信號輸入/輸出； 單電源輸入，電壓范圍：DC24V-80V； 相位記憶功能（注：輸入停止超過3秒后，驅(qū)動器自動記憶當時電機相位，重新上電或MF信號由低電平變?yōu)楦唠娖綍r，驅(qū)動器自動恢復(fù)電機相位）如

54、圖3-5所示為DQ378M的實物圖。圖3-5 DQ378M步進電機驅(qū)動器2.引腳功能說明表3-2 引腳功能說明端口定義針腳號標記符號功能注釋RS-2321GND地線接上位機串口地（功能保留）7TX發(fā)送數(shù)據(jù)接上位機串口TX（功能保留）8RX接收數(shù)據(jù)接上位機串口RX（功能保留）信號端口1PU+輸入信號光電隔離正端接+5V供電電源，+5V-+24V均可驅(qū)動，高于+5V需接限流電阻2PU-DP5= OFF, PU為步進脈沖信號DP5=ON,PU為正相步進脈沖信號3DR+輸入信號光電隔離正端接+5V供電電源，+5V-+24V均可驅(qū)動，高于+5V需接限流電阻4DR-DP5= OFF, DR為方向控制信號D

55、P5=ON,DR為反向步進脈沖信號5MF+輸入信號光電隔離正端接+5V供電電源，+5V-+24V均可驅(qū)動，高于+5V需接限流電阻6MF-電機釋放信號有效（低電平）時關(guān)斷電機接線電流，驅(qū)動器停止工作，電機處于自由狀態(tài)7RDY+驅(qū)動器準備好輸出信號光電隔離正端驅(qū)動器狀態(tài)正常，準備就緒接受控制器信號時該信號有效（低電平）8RDY-驅(qū)動器準備好輸出信號光電隔離負端電機，電源端1U電機接線2V3W4NC空端口5DC+電源電源：DC2480V6DC-3.常見問題和處理方法如表3-3所示。表3-3 常見問題和處理方法對照表現(xiàn)象可能的原因措施電機不轉(zhuǎn)指示燈無顯示檢查供電是否正常 故障指示燈亮檢查驅(qū)動器是否過流

56、、過熱、缺電機電機軸已鎖，電機不動作。檢查外部控制信號指示燈顯示正常，電機軸未鎖機檢查MF信號是否有效電機堵轉(zhuǎn)最高速度設(shè)置過大降低最高速度加速時間太短加長加速時間或增大驅(qū)動器脈沖濾波常數(shù)位置不準細分數(shù)不對選擇正確的細分數(shù)電機負載過大更換電機或適當增大驅(qū)動器運行電流“漏電”現(xiàn)象驅(qū)動器、電機沒有可靠接地把驅(qū)動器、電機可靠接地驅(qū)動器、電機嚴重發(fā)熱驅(qū)動器運行電流大或外界散熱條件差適當?shù)臏p小驅(qū)動器運行電流或增加驅(qū)動器和電機的通風(fēng)散熱4.電流設(shè)定：驅(qū)動器工作電流由DIP-1端子設(shè)定，運行電流為正常工作輸出電流設(shè)置開關(guān)（注：本驅(qū)動器電流值為有效值）關(guān)系如表3-4.表3-4 運行電流與正常工作輸出電流設(shè)置開關(guān)

57、關(guān)系對照表運行電流（A） D1OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFONONONONONONONOND2OFFOFFOFFOFFONONONONOFFOFFOFFOFFONONONOND3OFFOFFONONOFFOFFONONOFFOFFONONOFFOFFONOND4OFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFON5.細分設(shè)定：驅(qū)動器細分由DIP-2端子設(shè)定，共16檔，由6位撥碼開關(guān)的前四位分別設(shè)定（后兩位為功能設(shè)定）。附表如：細分數(shù)(脈沖/轉(zhuǎn))，如表3-5所示。 表3-5 6位撥碼開關(guān)對照表細分數(shù) 400500600800100012002000

58、30004000500060001000012000200003000060000D1ONONONONONONONONOFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFD2ONONONONOFFOFFOFFOFFONONONONOFFOFFOFFOFFD3ONONOFFOFFONONOFFOFFONONOFFOFFONONOFFOFFD4ONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFD5ON, 雙脈沖：PU為正向步進脈沖信號，DR為反向步進脈沖信號OFF, 單脈沖：PU為步進脈沖信號，DR為方向控制信號D6自動檢測開關(guān)（OFF時接收外部脈沖，ON時驅(qū)動器內(nèi)部以3

59、0轉(zhuǎn)/分的速度運行）第4章 PLC控制步進電機4.1 PLC的概述可編程控制器是60年代末在美國首先出現(xiàn)，當時叫可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。PLC的基本設(shè)計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內(nèi)?？刂破骱捅豢貙ο筮B接方便。隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計算機技術(shù)的發(fā)展，到70年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理

60、器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的PLC已不再是邏輯判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計算和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用微處理器的優(yōu)點?？删幊炭刂破鲗τ脩魜碚f，是一種無觸點設(shè)