基于plcs7-300的步進電機開環(huán)設計_畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)
2024-10-03 18:45 本頁面
【文章內容簡介】 ，即可改變步進電機的轉速。 本課程設計采用的是雙四拍的通電方式，實現(xiàn)對兩項步進電機的正反停控制的，以及可以實現(xiàn)對步進電 機轉動角度的精確控制。 步進電機控制方式 典型的步進電機控制系統(tǒng)如圖 2所示： 圖 2 典型的步進電機控制系統(tǒng) 步進電動機是一種將數(shù)字脈沖信號轉換成機械角位移或者線位移的數(shù)模轉換元件。在經(jīng)歷了一個大的發(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轉換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件，每當對其施加一個電脈沖時，其輸出轉過一個固定的角度。步進電機的輸出位移量與輸入脈沖個數(shù)成正比，其轉速與單位時間內輸入的 脈沖數(shù) (即脈沖頻率 )成正比，其轉向與脈沖分配到步進電機的各相繞組的脈沖順序有關。所以只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率及電機繞組通電的順序，便可控制步進電機的輸出位移量、速度和轉向。步進電機的機理是基于最基本的電磁鐵作用，可簡單地定義為，根據(jù)輸人的脈沖信號，每改變一次勵磁狀態(tài)就前進一定角度或長度，若不改變勵磁狀態(tài)則保持一定位置而靜止的電動機 :從廣義上講，步進電動機是一種受電脈沖信號控制的無刷式直流電機，也可看作是在一定頻率范圍內轉速與控 6 制脈沖頻率同步的同步電動機。 步進電機的控制和驅動方法很多，按照使用的控制裝置來分可以分為 :普通集成電路控制、單片機控制、工業(yè)控制機控制、可編程控制器控制等幾種；按照控制結構可分為 :硬脈沖生成器硬脈沖分配結構 (硬 硬結構 )、軟脈沖生成器軟脈沖分配器結構 (軟 軟結構 )、軟脈沖生成器硬脈沖分配器結構 (軟 硬結構 )。 1．硬 —— 硬結構 如圖 3 所示，這種步進電機的控制驅動系統(tǒng)由硬件電路脈沖生成器、硬件電路脈沖分配器、驅動器組成。這種控制驅動方式運行速度比較快，但是電路復雜，功能單一。 圖 3 硬硬結構控制 2．軟 —— 軟結構 如圖 4所示，這種步進電機的控制驅動系統(tǒng)由軟件程序脈沖生成器、軟件程序脈沖分配器、驅動器組成，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編程實現(xiàn)。用單片機、工業(yè)控制機、普通個人計算機、可編程序控制器控制步進電機一般均可采用這種結構。這種控制驅動方法電路結構簡單、可以實現(xiàn)復雜的功能，但是占用 CPU時間多，給微處理器運行其他工作造成困難。 圖 4 軟軟結構控制 3．軟 —— 硬結構 如圖 5所示，這種步進電機的控制驅動系統(tǒng)由軟件脈沖生成器、硬件脈沖分配器和硬件驅動器組成。硬件脈沖分配器是通過脈沖分配器芯片 (如 8713 芯片 )來實現(xiàn)通電換相控制的。這種控制驅動方法電路結構簡單、可以實現(xiàn)復雜的功能，同時占用 CPU時間較少，用可編程控制器全部實現(xiàn)了控制器和驅動器的功能。在 PLC中，由軟件代替了脈沖生成器和脈沖分配器，直接對步進電機進行并行控制，并且由 PLC 輸出端口直接驅動步進電機。如圖 所示，這是一種軟 軟結構，脈沖生成器和脈沖分配器均有可編程序控制 器程序實現(xiàn)。 圖 5 軟硬結構控制 設計內容 （ 1）能夠實現(xiàn)兩相步進電機以雙四拍的起動和停止、正轉和反轉相互切換及改變轉速。 （ 2）當按下按鈕 SB1時，步進電機以雙四拍方式和 500MS/步的頻率順時針方向運行 30步后停止； 當按下按鈕 SB2時，步進電機以雙四拍方式和 500MS/步的頻率逆時針方向運行 30步后停止； 當按下按鈕 SB4時，步進電機以雙四拍方式和 2S/步的頻率順時針方向運行； 軟脈沖生成器 硬脈沖分配器 驅動器 步進電機 軟脈沖生成器 軟脈沖生成器 驅動器 步進電機 7
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