西門子s7-300系列6ES73401BH020AE0模塊

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*的工業(yè)自動化革命，加速了機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。用PLC對步進(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)動控制功能，現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制[9]。

　　步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件，每當(dāng)對其施加一個電脈沖時，其輸出軸便轉(zhuǎn)過一個固定的角度。步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量與輸入脈沖個數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與單位時間內(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[10]。PLC直接控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由PLC和步進(jìn)電機(jī)組成，PLC具有實(shí)時刷新技術(shù)，輸出信號的頻率可以達(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)10V級脈沖電壓、1*脈沖電流的驅(qū)動要求[11]。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)重要的就是要產(chǎn)生出符合要求的控制脈沖。

　　西門子PLC本身帶有高速脈沖計數(shù)器和高速脈沖發(fā)生器，其發(fā)出的頻率大為10KHz，能夠滿足步進(jìn)電動機(jī)的要求。對PLC提出兩個特性要求。一是在此應(yīng)用的PLC好是具有實(shí)時刷新技術(shù)的PLC，使輸出信號的頻率可以達(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)動要求[12]。

　　步進(jìn)電機(jī)的西門子PLC控制（1）2.4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的發(fā)展?fàn)顩r以及PLC技術(shù)在步進(jìn)電機(jī)控制中所發(fā)揮的巨大作用。3.2步進(jìn)電機(jī)控制原理3.2.1控制步進(jìn)電機(jī)換向順序通電換向這一過程稱為脈沖分配。

　　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-B-C-D，通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A、B、C、D相的通斷。3.2.2控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向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)。

　　3.2.3控制步進(jìn)電機(jī)的速度如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。3.3PLC控制步進(jìn)電機(jī)的方法在本設(shè)計中直接使用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、放電時間不同。工作方式是單三拍時通電時間短，雙三拍時允許放電時間短，六拍時通電時間和放電時間長。

　　因此，同一脈沖頻率時，六拍的工作方式出力大。而且，電機(jī)是三拍的工作方式時，其分辨率為3度，六拍的工作方式時，分辨率是1.5度。所以，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)分辨率高。

　　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），畫出A、B、C各相的時序圖。并使用PLC產(chǎn)生各種時序的脈沖。例如：本設(shè)計采用西門子S7-300PLC控制三相步進(jìn)電機(jī)的過程。2.1.4反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理4.1S7—300的介紹PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)相同。

　　中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。PLC常用的存儲器類型：1）RAM這是一種讀/寫存儲器(隨機(jī)存儲器)，其存取速度快，由鋰電池支持。

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