【正文】 ，加密處理等。在脫機(jī)方式時(shí)，計(jì)算機(jī)與 PLC 斷開連接，此時(shí)能完成大部分的基本功能，如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序和參數(shù)都只能存放在計(jì)算機(jī)的磁盤上。 它的優(yōu)點(diǎn)很明顯：適用于 所有 SIMATIC S7200 PLC 機(jī)型軟件編程；同時(shí)支持 STL、LAD、 FBD 三種編程語言，用戶可以根據(jù)自己的喜好隨時(shí)在三者之間切換；軟件包提供無微不至 的幫助功能，即使初學(xué)者也能容易地入門；包含多國語言包，可以方便地在各語言版本間切 換；具有密碼保護(hù)功能，能保護(hù)代碼不受他人操作和破壞 [15]。 S7200 CN CPU 必須配合 STEP7Micro/WIN SP3 或以上版使用。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。 PLC驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī) 西門子 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10KHz，能夠滿足步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的要求。 按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕 SB2，正向接觸器 KM2 通電， KM2 主觸頭和自鎖觸頭閉合，電動(dòng)機(jī) M 反轉(zhuǎn)。由 T 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。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 圖 為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。 SMD340C 三相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是常州華音電子有限公司引進(jìn)德國技術(shù)和器件生產(chǎn)的新一代三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 ,具有非常好的性價(jià)比。而方向由繞組通電的順序決定。 定子、轉(zhuǎn)子是用硅鋼片或其他軟磁材料制成的。 m( 常用軟元件有：輸入繼電器（ I）、通用輔助繼電器 (M)、輸出繼電器 (Q)、特殊繼電器(SM)、局部變量存儲(chǔ)器 (L)、變量存儲(chǔ)器 (V)、順 序控制繼電器 (S)、計(jì)數(shù)器 (C)、定時(shí)器 (T)、模擬量輸入映像寄存器 (AI)、高速計(jì)數(shù)器 (HC)、模擬量輸出映像寄存器 (AQ)、累加器 (AC)等。 軟元件 用戶使用的 PLC 中的 每一個(gè)輸入 /輸出、內(nèi)部存儲(chǔ)單元、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等都稱作軟元件。 特殊功能 模塊：當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時(shí)，需要擴(kuò)展功能模塊。 擴(kuò)展單元：擴(kuò)展單元，又稱擴(kuò)展模塊。它還可以進(jìn)行靈活的擴(kuò)展，如果 (I/O)點(diǎn)不夠，則可增加 (I/O)擴(kuò)展模塊；如果需要其他特殊功能，如特殊通信或定位控制等，則可以增加全套設(shè)計(jì)（圖紙 ）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 相應(yīng)的功能模塊。 CPU224：和前兩者相比，存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了一倍，有內(nèi)置時(shí)鐘，它有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)的處理能力，使用很普遍。本書將介紹 CPU22X 系列產(chǎn)品。同時(shí)它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得在完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)更加簡單，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。在 2020 年以前，西門子在中國市場的 PLC 產(chǎn)品主要是大中型 PLC，日本的小型 PLC 占據(jù)了中國大部分的市場份額。如圖 所示，這是一種軟 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)。 （ 3） 軟 —— 硬結(jié)構(gòu) 如圖 所示，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、硬件脈沖分配器和全套設(shè)計(jì)（圖紙 ）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 硬件驅(qū)動(dòng)器組成。這種控制驅(qū)動(dòng)方式運(yùn)行速度比較快，但是功能單一，電路復(fù)雜。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。 圖 三相單六拍正向 時(shí)序圖 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 PLC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 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)換成線位移或者角位移的數(shù)模轉(zhuǎn)換元件。而當(dāng) AB同時(shí)通電時(shí) , 由于兩個(gè)磁力的作用 , 定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次 , 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 176。當(dāng) A 相磁極上的小齒與轉(zhuǎn)子上的小齒對齊時(shí) , B 相磁極上的齒剛好超前或滯后轉(zhuǎn)子齒輪 1／ 3 齒距角 , C 相磁極齒超前或滯后轉(zhuǎn)子齒 2／ 3齒距角。三相步進(jìn)電機(jī)可構(gòu)成三相控制繞組 , 若任一相繞組通電 , 便形成一組定子磁極。 三相六拍步進(jìn)電機(jī)是一典型徑向分相、單 定子、反應(yīng)式伺服電機(jī)。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。調(diào)節(jié)發(fā)出的脈沖頻率，就能對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。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 為 A→ B→ C→ A，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 。所以只要控制指令脈沖的頻率、數(shù)量及電機(jī)繞組通電的相序，便可控制步進(jìn)電機(jī)的速度、輸出位移量和轉(zhuǎn)向。 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)。對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行全套設(shè)計(jì)（圖紙 ）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 綜合設(shè)計(jì)。 PLC 控制 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。在維修方面， PLC 的故障率很低，且有完善的診斷和實(shí)現(xiàn)功能，一旦 PLC 外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，就可根據(jù) PLC 上發(fā)光二極管或編程器上提供的 信息， 快速 查明原因。 該語言編程表達(dá)方式和元件的符號(hào)與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。軟件方面，設(shè)置故障檢測與診斷程序。針對 PLC 是專為在工業(yè)環(huán) 境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，故采取了一系列軟件和硬件抗干擾措施。 因此，它既可對模擬量進(jìn)行控制，也可對開關(guān)量進(jìn)行控制，既可控制 1 條生產(chǎn)線、 1 臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械，也可控制 1個(gè)生產(chǎn)過程。由于 PLC 產(chǎn)品的模塊化和系列化， PLC 配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。還可以通過控制頻率改變步進(jìn)電機(jī)的加速度和轉(zhuǎn)速，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)用于各種不同的系統(tǒng)領(lǐng)域中。 （ 8）步進(jìn)電動(dòng) 機(jī)自身的噪聲和振動(dòng)較大，帶慣性負(fù)載的能力較差。 （ 4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于起停、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及變速。 （ 2） 電動(dòng)機(jī)輸出軸的角位移與輸入脈沖數(shù)成正比；轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比；轉(zhuǎn)向與通電相序有關(guān)。 。、三 相的為 176。由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒有鉗制轉(zhuǎn)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)在低速運(yùn)行時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。同一步進(jìn)電機(jī)可配不同細(xì)分的驅(qū)動(dòng)器以改變精度和效果 [6]。/步，配上半步驅(qū)動(dòng)器后，步距角減少為 176。其特點(diǎn)是步距角小 、 輸出力矩大、動(dòng)態(tài)性能好，但成本相對較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。其特點(diǎn)是輸出力矩大、動(dòng)態(tài)性能好，但 是 電機(jī)精度差，步矩角大（一般為 176。 按工作原理：反應(yīng)式（磁阻式）、永磁式、永磁感應(yīng)子式（混合式）。 步進(jìn)電機(jī)的分類 按其工作方式分為功率式和伺服式：功率式輸出轉(zhuǎn)矩較大，能直接帶動(dòng)較大的負(fù)載；伺服式輸出轉(zhuǎn)矩較小，只能帶動(dòng)較小的負(fù)載，對于大負(fù)載需通過液壓放大 元件來傳動(dòng)。另外， 可以通過控制 脈沖頻率 來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的加速度和速度，從而達(dá)到調(diào) 節(jié) 速 度 的目的 。因此，沿著小型、高效、低價(jià)的方向發(fā)展。掌握步進(jìn)電機(jī)的電氣控制試驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理，基于該系統(tǒng)設(shè)計(jì) S7200 PLC 程序，實(shí)現(xiàn)PLC 對步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速控制。自 80 年代中期以來，由于對步進(jìn)電機(jī)精確模型做了大量研究工作，各種混合式步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器作為產(chǎn)品廣泛利用。這些產(chǎn)品以多段結(jié)構(gòu)三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為主。 另外的結(jié)論是混合式型電動(dòng)機(jī)更適合于低速大轉(zhuǎn)矩用途；磁阻式型適用于平穩(wěn)運(yùn)行以及轉(zhuǎn)速大于 1000r/min 的用途；而爪極型成本低，在高轉(zhuǎn)速時(shí)的大轉(zhuǎn)矩和低轉(zhuǎn)速時(shí)的振動(dòng)方面，三相 PM 型電動(dòng)機(jī)比兩相電動(dòng)機(jī)的性能要好。 （ 3） 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。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)。到目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已極少見。爪極永磁式電機(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。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，使設(shè)備的性能顯著提高，很快地促進(jìn)了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展。 國內(nèi)外步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展概況 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(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)入電氣化過程中起著關(guān)鍵的作用。 我國的 PLC 產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)經(jīng)歷了三個(gè)階段：順序控制器（ 1973～ 1979） —— 一位處理器為主的工業(yè)控制器（ 1979～ 1985） —— 8 位微處理器為主的可編程序控制器（ 1985以后）。 PLC 自問世以來，經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。而用戶程序的編制、調(diào)試和修改不需要具有專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)。老式的繼電器控制系統(tǒng)已無法滿足這一要求，迫使人們?nèi)ふ乙环N新的控制裝置 去 取代 它 。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、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算 、 順序控制等操作指令，并通過模擬的、 數(shù)字 的輸入和輸出，控生產(chǎn)過程 或 各種類型的機(jī)械。特別是在大型自動(dòng)線中可以使控制系統(tǒng)的成本明顯下降。 high and low speed control 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................... III ABSTRACT .................................................................................................................................. IV 1 緒論 ............................................................................................................................................. 1 PLC 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究和意義 ................................................................................... 1 國內(nèi)外 PLC 的發(fā)展 ............................................................................................................. 1 國內(nèi)外步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展概況 .............................................................................................. 2 PLC 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)主要研究工作 ............................................................................... 3 2 步進(jìn)電機(jī)及 PLC 簡介 ................................................................................................................ 4 步進(jìn)電機(jī)簡介 ...................................................................................................................... 4 步進(jìn)電機(jī)的分類 ........................................................................................................... 4 步進(jìn)電機(jī)的基本參數(shù) ................................................................................................... 4 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn) ........................................................................................................... 5 步 進(jìn)電機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用 .................................................................................................. 5 PLC 的特點(diǎn) ...............................................................