畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-步進(jìn)電機(jī)的西門(mén)子plc控制管理資料

目錄第1章論..................................................................................................................1設(shè)計(jì)背景...........................................................................................................1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)...............................................................................................3本章小結(jié)...........................................................................................................3第2章進(jìn)電機(jī)及簡(jiǎn)介......................................................................................步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介...................................................................................................的發(fā)展概述...............................................................................................8技術(shù)在步進(jìn)電機(jī)控制中的應(yīng)用...............................................................本章小結(jié).........................................................................................................10第3章控制步進(jìn)電機(jī)工方式的擇.............................................................11常見(jiàn)的步進(jìn)電機(jī)的工作方式.........................................................................11步進(jìn)電機(jī)控制原理.........................................................................................控制步進(jìn)電機(jī)的方法.............................................................................12控制步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)思路.....................................................................本章小結(jié).........................................................................................................15第4章300控制進(jìn)電機(jī)件設(shè)計(jì)...................................................................16S7300的介紹..............................................................................................步進(jìn)電機(jī)的選擇.............................................................................................步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì).................................................................................21驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī).........................................................................................22本章小結(jié).........................................................................................................23第5章制系統(tǒng)的軟設(shè)計(jì)......................................................................................24STEP7概述.....................................................................................................24STEP7項(xiàng)目的創(chuàng)建.........................................................................................本設(shè)計(jì)相關(guān)指令介紹.....................................................................................30

結(jié)

程序的編寫(xiě).....................................................................................................程序設(shè)計(jì)的說(shuō)明.............................................................................................STEP7的硬件組態(tài).........................................................................................運(yùn)用組態(tài)軟件監(jiān)視PLC系統(tǒng)........................................................................40本章小結(jié).........................................................................................................41論........................................................................................................................42參考文........................................................................................................................致附

謝........................................................................................................................44錄........................................................................................................................45

第1章緒論設(shè)計(jì)背景步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類(lèi)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(lèi)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。可是在人類(lèi)社會(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(lèi)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、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(lèi)。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的電動(dòng)機(jī)°／（全步／半步還有五相1050和一些轉(zhuǎn)子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)是日本日本伺服公司公司SANYODENKI和及NPM公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。現(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)，德國(guó)也是世界上步進(jìn)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)大國(guó)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結(jié)構(gòu)，配套電流型驅(qū)動(dòng)器，每轉(zhuǎn)步數(shù)為200、、2000400010000和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)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（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)行比較后得出：1）在獲得步距角方面，三相電動(dòng)機(jī)比二相電動(dòng)機(jī)要好。2）三相電機(jī)的兩相勵(lì)磁最大保持力矩（T1為單相勵(lì)磁轉(zhuǎn)矩二相電動(dòng)機(jī)為2T1，所以三相電動(dòng)機(jī)的合成力矩。3）三相電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)比二相電動(dòng)機(jī)要小。4）三相電機(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。5）三相電機(jī)繞組可以星形連接，三個(gè)終端驅(qū)動(dòng)，勵(lì)磁電路晶體6；二相電動(dòng)機(jī)是8。6）連續(xù)運(yùn)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，另外的結(jié)論是型電動(dòng)機(jī)更適合于低速大轉(zhuǎn)矩用途；型適用于平穩(wěn)運(yùn)行以及轉(zhuǎn)速大于1000r/min的用途；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(lèi)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)越小機(jī)座號(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、、、方向向下延伸。瑞士ESCAP公司最近還研制出外徑僅10mm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％～％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)，其振動(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)是年代后期才開(kāi)始發(fā)展，至今仍然是二種結(jié)構(gòu)類(lèi)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（°°）與典型的磁阻式電動(dòng)機(jī)的步距角（/）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。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)步進(jìn)電機(jī)具有較好的控制性能，其啟動(dòng)、停車(chē)、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。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)用現(xiàn)在的可編程控制器(通常稱

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。本設(shè)計(jì)是采用是300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的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)的轉(zhuǎn)動(dòng)。圍繞這兩個(gè)主要方面，可提出具體的控制要求如下:1）可正轉(zhuǎn)動(dòng)或反轉(zhuǎn)起動(dòng)；2）運(yùn)行過(guò)中，正反轉(zhuǎn)可隨時(shí)不停機(jī)切換；3）步進(jìn)速可分為高速0.05s)、中速(0.1s)、低(0.5三檔，并可隨時(shí)手控變速；4）停止時(shí)應(yīng)對(duì)移位寄存器清零，使每次起動(dòng)均從A相開(kāi)始。本章小結(jié)本章闡述了此次設(shè)計(jì)的背景，即步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，和步進(jìn)電機(jī)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的重大作用。提出了本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)，用控制步進(jìn)電機(jī)以不同的方式運(yùn)行。

第2章步進(jìn)電機(jī)及PLC簡(jiǎn)步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移或者線位移的數(shù)模轉(zhuǎn)換元件。在經(jīng)歷了一個(gè)大的發(fā)展階段后，目前其發(fā)展趨于平緩。然而，由于電動(dòng)機(jī)的工作原理和其它電動(dòng)機(jī)有很大的差別，具有其它電動(dòng)機(jī)所沒(méi)有的特性。因此，沿著小型、高效、低價(jià)的方向發(fā)展。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由此而得名。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行是在專(zhuān)用的脈沖電源供電下進(jìn)行的，其轉(zhuǎn)子走過(guò)的步數(shù)，或者說(shuō)轉(zhuǎn)子的角位移量，與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。另外，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，控制性能好，只要改變輸入脈沖的順序，就能方便地改變其旋轉(zhuǎn)方向。這些特點(diǎn)使得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與其它電動(dòng)機(jī)有很大的差別。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的上述特點(diǎn)，使得由它和驅(qū)動(dòng)控制器組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既具有較高的控制精度，良好的控制性能，又能穩(wěn)定可靠地工作。因此，在數(shù)字控制系統(tǒng)出現(xiàn)之初，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)經(jīng)歷過(guò)一個(gè)大的發(fā)展階段1）永磁式進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小2）反應(yīng)式進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但噪聲和振動(dòng)都很大。3）混合步進(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。，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。

圖2-1三相反應(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距。如圖所示：圖A相通電定轉(zhuǎn)錯(cuò)開(kāi)示意圖電機(jī)的位置和速度由繞組通電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。而方向由繞組通電的順序決定。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)。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，/°、°/°、°°。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。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)2Nm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2Nm的步進(jìn)電機(jī)。

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)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒(méi)有鉗制轉(zhuǎn)矩。1）一般步電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3，且不累積。2）步進(jìn)電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)都在攝氏度以上，有的甚至高達(dá)攝氏度以上，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（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)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)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)鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以示即A與齒相對(duì)齊，與齒2向右錯(cuò)開(kāi)1/3

C與齒右錯(cuò)開(kāi)2/3

A'與齒5對(duì)齊就是A，齒5是齒1）如圖：圖2-3定轉(zhuǎn)子的展開(kāi)圖

三相如A相通電，B，不通電時(shí)，由于磁場(chǎng)作用，齒1與A對(duì)子不受任何力，以下均同B相通電，，C相不通電，齒2與B對(duì)，此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過(guò)齒3與移為4與A-1/3如C相通電，AB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)1/3此時(shí)齒4A偏移為1/3齊。如A通電，，不通電，齒4與A對(duì)齊，轉(zhuǎn)子又向右移過(guò)樣經(jīng)過(guò)A、B、、A別通電狀態(tài)，齒4即齒前一齒）移到A相，電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距，如果不斷地按A，B，，A……通電，電機(jī)就每步（每脈沖）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-BC－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)每步變?yōu)?/6甚至于通過(guò)二相電流不同的組合，使其1/3為1/12

，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)被控制——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。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，泛應(yīng)用在各種家電產(chǎn)品中，例如打印機(jī)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、玩具、雨刷、機(jī)械手臂和錄像機(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。

的發(fā)展概述可編程控制(稱是種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是在20世紀(jì)60年代末面向工業(yè)環(huán)境由美國(guó)科學(xué)家首先研制成功的。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都是按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)的。自產(chǎn)生至今只有30年的歷史卻得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程現(xiàn)代社會(huì)要求生產(chǎn)廠家對(duì)市場(chǎng)的需求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。老式的繼電器控制系統(tǒng)已無(wú)法滿足這一要求，迫使人們?nèi)ふ乙环N新的控制裝置取而代之。實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同:1中央處理單元CPU)是的控制中樞它按照PLC統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)并分別存入I/O映象區(qū)然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后最后將象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型還采用雙構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用的表決式系統(tǒng)。樣，即使某個(gè)現(xiàn)故障整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。2）存儲(chǔ)器放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器技術(shù)在步進(jìn)電機(jī)控制中的應(yīng)用隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制、順序控制的范圍。繼續(xù)沿著小型化的方向發(fā)展。隨著電動(dòng)機(jī)本身應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及各類(lèi)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。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。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)，其振動(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。目前利用可編程序控制器（即PLC技術(shù)）可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度和位置的控制，方便地進(jìn)行各種步進(jìn)電機(jī)的操作，完成各種復(fù)雜的工作，它代表了先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化革命，加速了機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。用對(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，現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。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，每當(dāng)對(duì)其施加一個(gè)電脈沖時(shí)，其輸出軸便轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)固定的角度。步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量與輸入脈沖個(gè)數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與單位時(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、速度和轉(zhuǎn)向直接控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由和步進(jìn)電機(jī)組成，PLC有實(shí)時(shí)刷新技術(shù)，輸出信號(hào)的頻率可以達(dá)到數(shù)千赫茲或更高，使得脈沖分配能有很高的分配速度，充分利用步進(jìn)電機(jī)的速度響應(yīng)能力，提高整個(gè)系統(tǒng)的快速性。并且PLC有采用大功率晶體管的輸出端口，能夠滿足步進(jìn)電機(jī)各相繞組數(shù)級(jí)脈沖電壓、1A級(jí)脈沖電流的驅(qū)動(dòng)要求。有以上步進(jìn)電機(jī)的工作原理以及工作方式我們可以看出：控制步進(jìn)電機(jī)最重要的就是要產(chǎn)生出符合要求的控制脈沖。西門(mén)子PLC本身帶有高速脈沖計(jì)數(shù)器和高速脈沖發(fā)生器，其發(fā)出的頻率最大為，能夠滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的要求對(duì)PLC提出兩個(gè)特性要求。一是在此應(yīng)用PLC最好是具有實(shí)時(shí)刷新技術(shù)的，使輸出信號(hào)的頻率可以達(dá)到數(shù)千赫芝或更高。其目的是使脈沖能有較高的分配速度，充分利用步進(jìn)電機(jī)的速度響應(yīng)能力，提高整個(gè)系統(tǒng)的快速性。二是PLC本身的輸出端口應(yīng)該采用大功率晶體管，以滿足步進(jìn)電機(jī)各相繞組數(shù)十伏脈沖電壓、數(shù)安培脈沖電流的驅(qū)動(dòng)要求。如下圖所示：輸入信號(hào)

圖步進(jìn)電機(jī)的PLC直控制

步進(jìn)電機(jī)

本章小結(jié)本章闡述了步進(jìn)電機(jī)的主要特點(diǎn)與工作原理，并介紹了PLC發(fā)展?fàn)顩r以及技術(shù)在步進(jìn)電機(jī)控制中所發(fā)揮的巨大作用。

第3章制步進(jìn)電機(jī)工作方式的選擇常見(jiàn)的步進(jìn)電機(jī)的工作方式常見(jiàn)的步進(jìn)電機(jī)的工作方式有以下三種：：A->B->C->A圖三相單三拍工作方式時(shí)序圖：AB->CA->AB圖三相雙三拍工作方式時(shí)序圖：A->->B->C->CA->A圖3-3三相六拍工作方式時(shí)序圖

步進(jìn)電機(jī)控制原理通電換向這一過(guò)程稱為脈沖分配。例如：三相步進(jìn)電機(jī)的三相三拍工作方式，其各相通電順序?yàn)锳-BCD，通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A、B、C、相的通斷。如果給定工作方式正序換相通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整發(fā)出的脈沖頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速?？刂撇竭M(jìn)電機(jī)的方法在本設(shè)計(jì)中直接使用PLC制步進(jìn)電機(jī)可使用產(chǎn)生控制步進(jìn)電機(jī)所需要的各種時(shí)序的脈沖。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。這三種方式的主要區(qū)別是電機(jī)繞組的通電、放電時(shí)間不同。工作方式是單三拍時(shí)通電時(shí)間最短，雙三拍時(shí)允許放電時(shí)間最短，六拍時(shí)通電時(shí)間和放電時(shí)間最長(zhǎng)。因此，同一脈沖頻率時(shí)，六拍的工作方式出力最大。而且，電機(jī)是三拍的工作方式時(shí)，其分辨率為3度，六拍的工作方式時(shí)以，在本課題中，我們采用三相六拍的工作方式，在這種控制方式下工作，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行特性好，步進(jìn)電機(jī)分辨率最高?？筛鶕?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)的速度出A、BC相的時(shí)序圖并使用PLC生各種時(shí)序的脈沖。例如設(shè)計(jì)采用西門(mén)子S7-300PLC制三相步進(jìn)電機(jī)的過(guò)程。

圖三相單六拍正向時(shí)序圖控制步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)思路典型的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)如圖所示：圖3-5典型的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移或者線位移的數(shù)模轉(zhuǎn)換元件。在經(jīng)歷了一個(gè)大的發(fā)展階段后，日前其發(fā)展趨向平緩。然而，其基本原理是不變的，即：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，每當(dāng)對(duì)其施加一個(gè)電脈沖時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)固定的角度。步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量與輸入脈沖個(gè)數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與單位時(shí)間內(nèi)輸入的脈沖(即脈沖頻率)成正比其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組的脈沖順序有關(guān)。所以只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率及電機(jī)繞組通電的順序，便可控制步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量、速度和轉(zhuǎn)向。步進(jìn)電機(jī)的機(jī)理是基于最基本的電磁鐵作用，可簡(jiǎn)單地定義為，根據(jù)輸人的脈沖信號(hào)，每改變一次勵(lì)磁狀態(tài)就前進(jìn)一定角度或長(zhǎng)度，若不改變勵(lì)磁狀態(tài)則保持一定位置而靜止的電動(dòng)機(jī):從廣義上講，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種受電脈沖信號(hào)控制的無(wú)刷式直流電機(jī)，也可看作是在一定頻率范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速與控制脈沖頻率同步的同步電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電機(jī)的控制和驅(qū)動(dòng)方法很多，按照使用的控制裝置來(lái)分可以分:普通集成電路控制、單片機(jī)控制、工業(yè)控制機(jī)控制、可編程控制器控制等幾種；按照控制結(jié)構(gòu)可分為:硬脈沖生成器硬脈沖分配結(jié)構(gòu)(硬-硬結(jié)構(gòu))、軟脈沖生成器軟脈沖分配器結(jié)構(gòu)(軟-軟結(jié)構(gòu))、軟脈沖生成器硬脈沖分配器構(gòu)(軟硬結(jié)構(gòu))。

1．硬——硬結(jié)構(gòu)這種步進(jìn)電機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由硬件電路脈沖生成器硬件電路脈沖分配器、驅(qū)動(dòng)器組成。這種控制驅(qū)動(dòng)方式運(yùn)行速度比較快，但是電路復(fù)雜，功能單一。2．軟——軟結(jié)構(gòu)這種步進(jìn)電機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由軟件程序脈沖生成器軟件程序脈沖分配器、驅(qū)動(dòng)器組成，而軟件脈沖生成器和脈沖分配器都有微處理器或微控制器通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)。用單片機(jī)、工業(yè)控制機(jī)、普通個(gè)人計(jì)算機(jī)、可編程序控制器控制步進(jìn)電機(jī)一般均可采用這種結(jié)構(gòu)。這種控制驅(qū)動(dòng)方法電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，但是占用CPU時(shí)間多，給微處理器運(yùn)行其他工作造成困難。3．軟——硬結(jié)構(gòu)，這種步進(jìn)電機(jī)的控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由軟件脈沖生成器、硬件脈沖分配器和硬件驅(qū)動(dòng)器組成。硬件脈沖分配器是通過(guò)脈沖分配器芯片(如芯片)來(lái)實(shí)現(xiàn)通電換相控制的。這種控制驅(qū)動(dòng)方法電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，同時(shí)占用CPU時(shí)間較少，用可編程控制器全部實(shí)現(xiàn)了控制器和驅(qū)動(dòng)器的功能。在PLC中，由軟件代替了脈沖生成器和脈沖分配器，直接對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行并行控制，并且由PLC輸出端口直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)一種軟-軟結(jié)構(gòu)脈沖生成器和脈沖分配器均有可編程序控制器程序?qū)崿F(xiàn)。圖硬硬結(jié)構(gòu)控制圖軟軟結(jié)構(gòu)控制圖軟硬結(jié)構(gòu)控制子控由以上步進(jìn)電機(jī)的工作原理以及工作方式我們可以看出：控制步進(jìn)電機(jī)最重要的就是要產(chǎn)生出符合要求的控制脈沖門(mén)子PLC本身帶有高速脈沖計(jì)數(shù)器和高速脈沖發(fā)生器，其發(fā)出的頻率最大為，能夠滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的要求對(duì)PLC提出兩個(gè)特性要求。一是在此應(yīng)用最好是具有實(shí)

時(shí)刷新技術(shù)的PLC，使輸出信號(hào)的頻率可以達(dá)到數(shù)千赫芝或更高。其目的是使脈沖能有較高的分配速度，充分利用步進(jìn)電機(jī)的速度響應(yīng)能力，提高整個(gè)系統(tǒng)的快速性。二是PLC本身的輸出端口應(yīng)該采用大功率晶體管，以滿足步進(jìn)電機(jī)各相繞組數(shù)十伏脈沖電壓、數(shù)安培脈沖電流的驅(qū)動(dòng)要求。對(duì)輸入電機(jī)的相關(guān)脈沖控制從而達(dá)到對(duì)步進(jìn)電機(jī)三相繞組的48V直流電源的依次通、斷，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。本章小結(jié)本章說(shuō)明了三相步進(jìn)電機(jī)幾種常見(jiàn)的工作方式，即三相單三拍，三相雙三拍和三相六拍。闡述了步進(jìn)電機(jī)的控制原理，以及PLC控步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的方法。

第4章S7—300制步進(jìn)電機(jī)硬件設(shè)計(jì)S7—300的介紹實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。中央處理單元(是PLC控制中樞。它按照系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)并分別存入I/O映象區(qū)然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后最后將象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型還采用雙構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用的表決式系統(tǒng)。樣，即使某個(gè)現(xiàn)故障整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。常用的存儲(chǔ)器類(lèi)型：1）這是一種讀寫(xiě)存儲(chǔ)器機(jī)存儲(chǔ)器，其存取速度最快，由鋰電池支持。2）EPROM這是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器。在斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。3EEPROM是一種電可擦除的只讀存儲(chǔ)器使用編程器就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修改?？臻g的分配：雖然各種的CPU的最大尋址空間各不相同但是根據(jù)PLC的工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域：1）系統(tǒng)程存儲(chǔ)區(qū)2）系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)（包括象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）3）用戶程存儲(chǔ)區(qū)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)

程序。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化在EPROM中，用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該P(yáng)LC性能。系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)包括I/O映象區(qū)以及各類(lèi)軟設(shè)備，如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、變址寄存器、累加器等存儲(chǔ)器。1）I/O映象區(qū)：由于入運(yùn)行后，只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)。因此，它需要一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元(以存放的狀態(tài)和數(shù)據(jù)這些單元稱作I/O映象區(qū)。一個(gè)開(kāi)關(guān)量占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位（bit個(gè)模擬量占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字（個(gè)bit此整個(gè)I/O映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開(kāi)關(guān)量I/O映象區(qū)；模擬量I/O映象區(qū)。2統(tǒng)軟備存儲(chǔ)區(qū)了象區(qū)區(qū)以外統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)還包括PLC內(nèi)部各類(lèi)軟設(shè)備（邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）的存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域，前者在斷電時(shí)，由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失。集成有個(gè)用于高速計(jì)數(shù)或高頻脈沖輸出的特殊通道，3個(gè)通道位于CPU313C集成數(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。在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)（該地址用戶可根據(jù)需要自行修改為高速脈沖輸出時(shí)，對(duì)應(yīng)的通道分別為0通道、1道、2通（通道號(hào)為固定值，用戶不能自行修改高頻脈沖。中X2前接線端子222324接線端子分別對(duì)應(yīng)通道0、通1、和通道2另外，每個(gè)通道都有自己的硬件控制門(mén)，通道的硬件門(mén)對(duì)應(yīng)X2前接線端子的4號(hào)接線端子1通硬件門(mén)號(hào)接線端子2號(hào)通道硬件門(mén)為號(hào)接線端子

圖CPU313C的構(gòu)PLC1溫度要求環(huán)境溫度在℃～℃安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。2了保證的絕緣性能的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(無(wú)露珠)。3震動(dòng)應(yīng)使遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源防止振動(dòng)頻率為10Hz55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。4）空氣：免有腐蝕和易燃的氣體，如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。5電源對(duì)于電源線帶來(lái)的干擾具有一定的抵制能力在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端，當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。普通的整流濾波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息。影響控制系統(tǒng)的干擾源，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射；磁場(chǎng)改變產(chǎn)生電流，電磁高速產(chǎn)生電磁波，電磁波對(duì)其具有強(qiáng)烈的干擾。

1）強(qiáng)電干。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，電網(wǎng)受到空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，刀開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備啟停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過(guò)輸電線路傳到電源原邊。2）柜內(nèi)干?？刂乒駜?nèi)的高壓電器，大的電感性負(fù)載，混亂的布線都容易對(duì)造成一定程度的干擾。3）來(lái)自接系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾錯(cuò)誤的接地而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)PLC系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。4）來(lái)自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾。主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。5頻器干擾是變頻器啟動(dòng)及運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生諧波對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾，引起電網(wǎng)電壓畸變，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量；二是變頻器的輸出會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射干擾，影響周邊設(shè)備的正常工作。1）合理處電源以抑制電網(wǎng)引入的干擾對(duì)于電源引入的電網(wǎng)干擾可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為∶的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾，還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。2）合理安與布線動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和RS485網(wǎng)線應(yīng)分別配線，各走各的橋架或線槽PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，柜內(nèi)應(yīng)遠(yuǎn)離動(dòng)力(二者之間距離應(yīng)大于200，與PLC裝在同一個(gè)柜子內(nèi)的電感性負(fù)載，如功率較大的繼電器、接觸器的線圈，應(yīng)并聯(lián)RC消弧電路的輸入與輸出最好分開(kāi)走線，開(kāi)關(guān)量與模擬量也要分開(kāi)敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免并行。控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂對(duì)PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均同接地點(diǎn)間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。1）安全地電源接地：將電源線接地端和柜體連線接地為安全接地。2統(tǒng)接地PLC控制器為了與所控的各個(gè)設(shè)備同電位而接地叫系統(tǒng)接地。接地電阻值不得大于4Ω，一般需將PLC設(shè)備系統(tǒng)地和控制柜內(nèi)開(kāi)關(guān)電源負(fù)端

接在一起，作為控制系統(tǒng)地。3）信號(hào)與蔽接地：一般要求信號(hào)線必須要有唯一的參考地。步進(jìn)電機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)選用45BF008。相數(shù)是三相24V、空載啟動(dòng)頻率，D為45D1為25；；d4L為D2為；。圖4-245BF相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)實(shí)物圖圖相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)尺寸

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)下圖為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。圖中僅為一相的驅(qū)動(dòng)電路，其余兩相與之相同。在圖中三極管T1起開(kāi)關(guān)作用。當(dāng)三極管截止時(shí)，無(wú)集電極電流流通，開(kāi)關(guān)相當(dāng)于斷開(kāi)；當(dāng)三極管飽和時(shí)，流過(guò)的集電極電流最大，開(kāi)關(guān)相當(dāng)于閉合，該開(kāi)關(guān)“動(dòng)作”可由加于基極的電流來(lái)控制。由T2、T3兩個(gè)三極管組成達(dá)林頓式功放電路，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的3個(gè)繞組，使電機(jī)繞組的靜態(tài)電流達(dá)到近2A。電路中使用光電耦合器將控制和驅(qū)動(dòng)信號(hào)隔離。當(dāng)控制輸入信號(hào)為低電平時(shí)截止，輸出高電平，則紅外發(fā)光二極管截止，光敏三極管不導(dǎo)通，因此繞組中無(wú)電流流過(guò)；當(dāng)輸入信號(hào)為高電平時(shí)，T1飽和導(dǎo)通，于是紅外發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，使光敏三極管導(dǎo)通，向功率驅(qū)動(dòng)級(jí)晶體管提供基極電流，使其導(dǎo)通，繞組被通以電流。圖步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

圖4-5驅(qū)動(dòng)器接口驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)西門(mén)子本身帶有高速脈沖計(jì)數(shù)器和高速脈沖發(fā)生器，其發(fā)出的頻率最大為，能夠滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的要求。對(duì)提出兩個(gè)特性要求。一是在此應(yīng)用的PLC好是具有實(shí)時(shí)刷新技術(shù)的PLC使輸出信號(hào)的頻率可以達(dá)到數(shù)千赫芝或更高。其目的是使環(huán)形脈沖分配能有較高的分配速度，充分利用步進(jìn)電機(jī)的速度響應(yīng)能力，提高整個(gè)系統(tǒng)的快速性。二是本身的輸出端口應(yīng)該采用大功率晶體管，以滿足步進(jìn)電機(jī)各相繞組數(shù)十伏脈沖電壓、數(shù)安培脈沖電流的驅(qū)動(dòng)要求。如下圖所示：圖直驅(qū)動(dòng)電機(jī)環(huán)形分配程序?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)各相繞組的通電順序進(jìn)行環(huán)形脈沖分配，從而控制接到步進(jìn)電機(jī)三相繞組的48V直流電源的依次通、斷，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于步進(jìn)電機(jī)是電感性負(fù)載，直流電阻很小，故接限流電阻以免脈沖電流過(guò)大損壞，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)各相繞組的通電順序按：AAB—B—BC—C—CA—A…導(dǎo)通斷開(kāi)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。按A——C—CB—B—BA—A…依次導(dǎo)通、斷開(kāi)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，即步進(jìn)電機(jī)可以按三相六拍工作。每當(dāng)步進(jìn)電機(jī)走一步，環(huán)形脈沖分配程序的步數(shù)減一，當(dāng)步數(shù)減為零時(shí)，停止環(huán)形脈沖分配，等待下一次的脈沖輸入?？刂撇糠值亩ㄎ恢饕晌恢每刂撇糠峙c轉(zhuǎn)速控制部分組成接線圖如下:

圖4-7定位控制部分圖本章小結(jié)本章闡述了此次設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)單介紹了西門(mén)S7300系列PLC，以及S7300列在使用中應(yīng)該注意的問(wèn)題。設(shè)計(jì)了一個(gè)功率放大電路，并且說(shuō)明了本次設(shè)計(jì)的硬件接線方法。

第5章控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)STEP7概述STEP7編程軟件用于SIMATICM7和基于的，是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具7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7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SIMATICS7M7、C7和數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)各種功能所需的SIMATIC軟件工具都集成在7中。的PC/MPI配器用于連接安裝了STEP7的計(jì)算機(jī)的RS-232C接口和的MPI接口。KBIT/S，KBIT/S~適配器要一根標(biāo)準(zhǔn)的通信電纜。使用計(jì)算機(jī)的通信卡CP5611、CP55115512，可以將計(jì)算機(jī)連接到MPI網(wǎng)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CP或CP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)上安裝好后，在管理器中執(zhí)行菜單命令“OPTION”→“THEPG/PCINTERFACE””對(duì)話框在中間的選擇框中選擇實(shí)際使用的硬件接口點(diǎn)【SELECT…按鈕，打“INTERFACES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【…】按鈕，可以設(shè)置計(jì)算機(jī)與PLC通信的參數(shù)。的7的標(biāo)準(zhǔn)版只配置了3種基本的編程語(yǔ)言，梯形圖（LAD能塊圖（）和語(yǔ)句表制和粘貼功能。語(yǔ)句表是一種文本編程語(yǔ)言，使用戶能節(jié)省輸入時(shí)間和存儲(chǔ)區(qū)域并且“更接近硬件7專(zhuān)業(yè)版的編程語(yǔ)言包括（結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言順序功能圖語(yǔ)言S7HIGRAPH和，這四種語(yǔ)言對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)版是可選的。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(lèi)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。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，按鍵便可得到與它們有關(guān)的在線幫助行菜單命HELP”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。的硬件組態(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：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。2CPU的參數(shù)設(shè)置：可以設(shè)置塊的多種屬性，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)在的系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊中。3）模塊的數(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)。通信的組態(tài)包括：1）連接的態(tài)和顯示。2）設(shè)置用MPI或PROFIBUS-DP連接的設(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）設(shè)置MPI、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。7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）快速瀏的數(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，例如集中和子站的通道故障；顯示診斷緩沖區(qū)的信息等。

STEP7項(xiàng)目的創(chuàng)建在7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。

7用SIMATIC管理器對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集中管，它可以方便的瀏覽S7和數(shù)據(jù)。因此，掌握項(xiàng)目創(chuàng)建的方法就非常重要。首先雙擊桌面上的7圖標(biāo)，進(jìn)入SIMATICMANAGER窗口，進(jìn)入主菜單【文件擇建項(xiàng)目”向?qū)С鰳?biāo)題為“新項(xiàng)目向?qū)А钡男〈翱凇?）點(diǎn)擊【一步】按鈕，在新項(xiàng)目中選擇CPU模塊的型號(hào)為CPU。2）點(diǎn)擊【一步】按鈕，選擇需要生成的邏輯塊，選擇需要生成作為主程序的組織塊，選擇編程語(yǔ)言為梯形圖（LAD3）點(diǎn)擊【一步】按鈕，輸入項(xiàng)目的名稱，按【完成】生成的項(xiàng)目生成項(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。（）開(kāi)“新建項(xiàng)目”向?qū)?/p>

（b選擇CPU的型號(hào)（c）選擇塊的種類(lèi)及語(yǔ)言種類(lèi)

（d給項(xiàng)目命名（）成新項(xiàng)目的創(chuàng)建圖用向?qū)?chuàng)建項(xiàng)目

進(jìn)入主菜【文件】選【新建…話框中分別輸“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。（）入文件名與路徑（b完成項(xiàng)目創(chuàng)建圖直接創(chuàng)建項(xiàng)目

本設(shè)計(jì)相關(guān)指令介紹令MOVE圖MOVE指符號(hào)MOVE（賦值指令可以由使（輸入端的信號(hào)激活將在輸入端IN的特定值復(fù)制到輸出端上的特定地址中。和具有相同的邏輯狀態(tài)。MOVE只能復(fù)制BYTE（字節(jié)字）或DWORD雙字）數(shù)據(jù)對(duì)象。用戶定義的數(shù)據(jù)類(lèi)例如數(shù)組或結(jié)構(gòu)須使用系統(tǒng)功進(jìn)行復(fù)制。MOVE指的應(yīng)用舉例如果

圖MOVE令應(yīng)用舉例“1行指令MW10的內(nèi)容被復(fù)制到當(dāng)前打開(kāi)的數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)字12。如果執(zhí)行指令，則

為“1”圖5-5加計(jì)時(shí)器令符號(hào)

（加計(jì)數(shù)器）在輸入端出現(xiàn)上升沿時(shí)使用輸入端PV上的數(shù)值預(yù)置。如果在輸入端R上的信號(hào)狀態(tài)為“1計(jì)數(shù)器復(fù)位，計(jì)數(shù)值被置為0果輸入端CU上的信號(hào)狀態(tài)從0”變?yōu)椤?且計(jì)數(shù)器的值小于“999計(jì)數(shù)器加“1如果計(jì)數(shù)器被置位，并且輸入端CU上的RLO=計(jì)數(shù)器將相應(yīng)地在下一掃描循環(huán)計(jì)數(shù)，即使沒(méi)有從上升沿到下降沿的變化或從下降沿到上升沿的變化。如果計(jì)數(shù)值大于輸上的信號(hào)狀態(tài)為1果計(jì)數(shù)值等于0則輸出上的信號(hào)狀態(tài)為“加計(jì)數(shù)器指令的應(yīng)用舉例：如果

圖加計(jì)數(shù)器指令應(yīng)用舉例從“0”變?yōu)?數(shù)器使用的值預(yù)置。的信號(hào)狀態(tài)從“0”變?yōu)椤?數(shù)器的值將加“1C10的值等于“”除外。如果不等于“0為“”。接通延時(shí)S5圖接通延時(shí)定時(shí)器指令號(hào)（接通延時(shí)定時(shí)器指令用于在起（輸入端上出現(xiàn)上升沿時(shí)，起動(dòng)指定的定時(shí)器。為了起動(dòng)定時(shí)器，信號(hào)變化總是必要的。只要輸入端的信號(hào)狀態(tài)為“定時(shí)器就按輸入端TV上設(shè)定的時(shí)間間隔繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)時(shí)間已經(jīng)結(jié)束未出現(xiàn)錯(cuò)誤并且S輸入端上的信號(hào)狀態(tài)仍“1輸Q的信號(hào)狀態(tài)為“1定時(shí)器正在運(yùn)行時(shí)，如果入端的信號(hào)狀態(tài)從“1”變?yōu)椤?定時(shí)器停止運(yùn)行。此時(shí)，輸出Q的信號(hào)狀態(tài)為“0

當(dāng)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)，如果復(fù)位）輸入端從“0”變?yōu)椤皠t定時(shí)器復(fù)位。同時(shí)當(dāng)前時(shí)間和時(shí)基清零此時(shí)，輸Q的信號(hào)狀態(tài)為0果在輸入的信號(hào)狀態(tài)為邏輯“1時(shí)定時(shí)器沒(méi)有運(yùn)行，輸入端S為“1定時(shí)器復(fù)位。當(dāng)前的時(shí)間值可以在輸出BI和BCD掃描出來(lái)上的時(shí)間值為二進(jìn)制值，BCD上的時(shí)間值為BCD碼。當(dāng)前的時(shí)間值等于初始TV值減去定時(shí)器起動(dòng)以來(lái)的歷時(shí)時(shí)間。S_ODT接通延時(shí)定時(shí)器指令應(yīng)用舉例：如果輸入端

圖5-8接延時(shí)定器指令應(yīng)用舉例的信號(hào)狀態(tài)從“0”變?yōu)?RLO出現(xiàn)上升沿起動(dòng)定時(shí)器T5果規(guī)定的2秒時(shí)間已結(jié)束入

的信號(hào)狀態(tài)仍1

如果輸入的信號(hào)狀態(tài)從1”變?yōu)槎〞r(shí)器停止運(yùn)行，“0果信號(hào)狀態(tài)從“0變?yōu)椤?定時(shí)器復(fù)位，而不管定時(shí)器是否正在運(yùn)行

的圖5-9SHR_W字右移指令符號(hào)（字右移指令以由使（入端的邏“信號(hào)激活SHR_W指令用于將輸入IN位的位到位15逐位右移位到位31不受影響輸入N指定移位的位數(shù)。如果N大于16，該命令將“0”寫(xiě)入輸出并將狀態(tài)字中的位0和OV清零從左邊到需填充空出位的所有位將填入個(gè)零移位操作的結(jié)果可以在輸中掃描。如果N不等于“0”，則通過(guò)SHR_W指令將CC0和OV位清零。和具有相同的信號(hào)狀態(tài)。SHR_W字右移指令應(yīng)用舉例：

如果

圖5-10字移指令應(yīng)用舉例為邏“1方塊激活裝入并右移使用MW2指定的位數(shù)。其結(jié)果被寫(xiě)入MW4中。置位。程序的編寫(xiě)開(kāi)始→首次選擇步進(jìn)速度→正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)起動(dòng)→移位寄存器賦初值→高速、中速、或低速中其中一個(gè)速度→發(fā)生移位脈沖→執(zhí)行移位→移位輸出控制步進(jìn)電機(jī)→六拍計(jì)數(shù)到→移位寄存器賦初值→六拍計(jì)數(shù)沒(méi)到→繼續(xù)執(zhí)行圖5-11步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的程序框圖

以工作框圖為基本依據(jù)，結(jié)合考慮控制的具體要求，首先可將梯形圖程序分成4模塊進(jìn)行編程，1：步進(jìn)速度選擇；2：起動(dòng)、停止和清零；3：移位步進(jìn)控制功能模塊；4：AB三相繞組對(duì)象控制。然后，將各模塊進(jìn)行連接，最后經(jīng)過(guò)調(diào)試、完善、實(shí)現(xiàn)控制要求?？刂撇竭M(jìn)電機(jī)的各輸入開(kāi)關(guān)及控制A、B三相繞組工作的輸出端在中的址如下：表輸入輸出地址步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕停止及清零按鈕低速開(kāi)關(guān)中速開(kāi)關(guān)高速開(kāi)關(guān)

控制A繞組控制相組控制相組采用移位指令進(jìn)行步進(jìn)控制。首先指定移位寄存器16位位寄存器的初值如下：表5-2移位寄存器初值000按照三相六拍的步進(jìn)順序每右移1位，電機(jī)前進(jìn)一個(gè)步距角（一拍成六拍后重新賦初值。其中此，可作出移位寄存器輸出狀態(tài)及步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)繞組的狀態(tài)真值表，。表三相繞組的控制邏輯關(guān)系式A相B相C

正轉(zhuǎn)時(shí)=++=++=++

AB相C相

反轉(zhuǎn)時(shí)=+=+=+從而設(shè)計(jì)出程序的梯形圖見(jiàn)附錄。編寫(xiě)好梯形圖程序后，點(diǎn)擊【保存后

點(diǎn)擊【下載將程序下載到PLC，即可運(yùn)行。點(diǎn)擊眼鏡圖標(biāo)的【監(jiān)視】命令，可打開(kāi)對(duì)程序的監(jiān)視。程序設(shè)計(jì)的說(shuō)明利用傳送指令MOVE將數(shù)字50傳送到移位寄存器形成互鎖，使正轉(zhuǎn)時(shí)，反轉(zhuǎn)不能啟動(dòng)處在正傳或反轉(zhuǎn)都會(huì)停止。動(dòng)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)都能使移位寄存器都能從A相開(kāi)始使，這樣電機(jī)不存在累積誤差，正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)輔助觸點(diǎn)相并聯(lián)經(jīng)過(guò)上升沿觸發(fā)在與遞增計(jì)數(shù)CO相并聯(lián)將二進(jìn)制100000通過(guò)傳