【正文】 在導(dǎo)師的指導(dǎo)和幫助下，我順利地完成了這次設(shè)計(jì)任務(wù)，在此向武老師致以最誠摯的感謝！雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了，但是，由于自己所學(xué)的知識有限，在很多方面還不夠全面，我希望在以后的工作和專業(yè)發(fā)展中，導(dǎo)師能繼續(xù)給以指導(dǎo)和幫助。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)各相繞組的通電順序按 ：A+—B+—A—B導(dǎo)通斷開時，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。176。功率放大器將電源功率轉(zhuǎn)換為電機(jī)輸出功率驅(qū)動負(fù)載運(yùn)動。還可以通過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)用于各種開環(huán)控制系統(tǒng)中。從步進(jìn)電動機(jī)定子繞組所加的電源形式來看，與一般交流和直流電動機(jī)不同，既不是正弦波，也不是恒定直流，而是脈沖電壓、電流，所以有時也稱為脈沖電動機(jī)或電脈沖馬達(dá)。/176。6）速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得大轉(zhuǎn)矩。目前利用可編程序控制器（PLC）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)自動化革命，加速了機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。(3) TERM方式：在TERM方式下，允許使用工業(yè)編程軟件STEP 7Micro/WIN32來控制CPU的工作方式。（1）周期和脈沖數(shù)周期范圍從50微秒至65,535微秒或從2毫秒至65,535毫秒，為16位無符號數(shù)，時基有μs和ms兩種，通過控制字節(jié)的第三位選擇。當(dāng)PLC與計(jì)算機(jī)相連時，可組成多級控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制與管理相結(jié)合的綜合系統(tǒng)。輸出單元接收經(jīng)過CPU處理過的輸出數(shù)字信號，并把它轉(zhuǎn)換成被控制設(shè)備或顯示裝置所能接收的電壓或電流信號，以驅(qū)動接觸器、電磁閥和指示器件等。PLC的梯形圖程序很容易掌握，設(shè)計(jì)和調(diào)試梯形圖所花的時間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖花的時間要少得多。1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號的不斷翻新，想尋找一種方法，以盡可能減少重新設(shè)計(jì)繼電器控制系統(tǒng)和接線、降低成本、縮短時間，而考慮把計(jì)算機(jī)的功能完善、通用靈活等優(yōu)點(diǎn)與繼電器控制的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，提出了研制PLC的基本設(shè)想：，可在現(xiàn)場修改程序；，最好是插件式結(jié)構(gòu)；；；；；；，2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥；，原有系統(tǒng)只需做很小的改動；。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)具有較好的控制性能，其啟動、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，因而廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、鐘表、數(shù)字系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)及航天工業(yè)裝置中。它采用可編程序的存儲器，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，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(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PLC的控制中樞。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。但隨著應(yīng)用需求及關(guān)聯(lián)產(chǎn)品技術(shù)性能的提升（如步進(jìn)驅(qū)動的脈沖響應(yīng)頻率及精度，HMI及關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的通訊功能），PLC將繼續(xù)得已完善和發(fā)展。而且某些僅有開關(guān)量邏輯控制功能的PLC只有十幾條指令。由于體積小，PLC很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想的控制設(shè)備。 I/O擴(kuò)展機(jī)每種PLC都有與主機(jī)相配的擴(kuò)展模塊，用來擴(kuò)展輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，以便根據(jù)控制要求靈活組合系統(tǒng)。執(zhí)行PLS指令時，S7200讀這些特殊存儲器位（SM），然后執(zhí)行特殊存儲器位定義的脈沖操作，即對相應(yīng)的PTO/PWM發(fā)生器進(jìn)行編程。這樣就保證了輸出脈沖串的連續(xù)性。整個過程掃描執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期。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。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)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。如果使用細(xì)分驅(qū)動器，則“相數(shù)”將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。 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，能直接帶動較大的負(fù)載；伺服式輸出轉(zhuǎn)矩較小，只能帶動較小的負(fù)載，對于大負(fù)載需通過液壓放大元件來傳動。cm，轉(zhuǎn)動慣量36gA相繞組通電時轉(zhuǎn)子N極端、S極端轉(zhuǎn)子平衡。在轉(zhuǎn)子S極端也是同樣道理,當(dāng)繞組齒對齒時,176。=1，則電機(jī)逆時針轉(zhuǎn)動?！艿碗娖健?≤高電平≤,脈沖寬度DIR方向控制信號改變電機(jī)方向。利用PLC輸出的脈沖和方向信號，改變對步進(jìn)電機(jī)繞組的通電方式和通電順序，來準(zhǔn)確控制步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等工作狀態(tài)。對PLC提出兩個特性要求：一是在此應(yīng)用的PLC最好是具有實(shí)時刷新技術(shù)的PLC，使輸出信號的頻率可以達(dá)到數(shù)千赫或更高。實(shí)現(xiàn)齒對槽了。繞組接線如圖42所示：圖42 兩相混合式步進(jìn)電動機(jī)的繞組接線 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)必須有驅(qū)動器和控制器才能正常工作。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。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。電機(jī)出廠時給出了一個步距角的值，這個步距角可以稱之為“電機(jī)固有步距角”，它不一定是電機(jī)實(shí)際工作時的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動器有關(guān)。2）由步進(jìn)電動機(jī)與驅(qū)動電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡單、廉價又非?？煽?。隨著電動機(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機(jī)也必須越來越小。 PLC的選擇選擇西門子S7200 CPU224 的PLC。程序運(yùn)行時，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)使某些位自動置位。智能型編程器又稱圖形編程器，它既可聯(lián)機(jī)編程，又可脫機(jī)編程，具有圖形顯示功能，可直接輸入梯形圖和通過屏幕對話，但價格較貴。PLC的存儲器有兩種：系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。組成系統(tǒng)后，如果工藝變化，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)變化。 論文的主要研究工作掌握步進(jìn)電機(jī)的原理及其驅(qū)動方法，掌握西門子S7200 PLC的原理與程序設(shè)計(jì)方法。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。2）存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告題 目 基于PLC的步進(jìn)電機(jī)的控制基于PLC的步進(jìn)電機(jī)的控制摘 要：小型PLC在編程，I/O擴(kuò)展，通訊接口，開關(guān)量和模擬量的調(diào)節(jié)以及一些特殊功能模塊如高速計(jì)數(shù)輸入和脈沖輸出的應(yīng)用上已經(jīng)基本滿足用戶的需求了。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。 通用性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng) PLC的生產(chǎn)具有系列化和模塊化特點(diǎn)，硬件配置相當(dāng)靈活，可以很方便地組成能滿足各種控制要求的控制系統(tǒng)。另外，它還能識別用戶所輸入的指令序列的格式和語法錯誤，還具有系統(tǒng)測試與診斷功能。簡易型編程器只能聯(lián)機(jī)編程，且需將梯形圖轉(zhuǎn)化為助記符后才能送入。（2）狀態(tài)字節(jié)的特殊存儲器除了控制信息外，還有用于PTO功能的狀態(tài)位，如表2所示。輸出多個高速脈沖時，編程復(fù)雜。繼續(xù)沿著小型化的方向發(fā)展。當(dāng)它轉(zhuǎn)一周后，沒有累積誤差，具有良好的跟隨性。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)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[4] 步進(jìn)電機(jī)的基本參數(shù) 它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進(jìn)脈沖信號，電機(jī)所轉(zhuǎn)動的角度。 鉗制轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。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，但噪聲和振動都很大。線圈7串聯(lián)組成A相繞組；線圈8串聯(lián)組成B相繞組。 A相通電時定轉(zhuǎn)子齒展開圖畫圓圈的地方，176。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)電動機(jī)的要求。在本次設(shè)計(jì)中，利用軟硬件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)工作狀態(tài)的控制?！艿碗娖健?≤高電平≤,脈寬VCC輸入信號光電隔離正端接+5V供電電源，+5V～+24均可驅(qū)動，高于+5V需接限流電阻。=0，電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動。[5]。如圖45所示。cm2，軸徑5mm，引線4條，機(jī)身長56mm [4]。按結(jié)構(gòu)分為單段式（徑向式）、多段式（軸向式）、印刷繞組式。 保持轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。在它的作用下，