【文章內(nèi)容簡介】 輸出，使三相混合式電機低速無爬行，無共振區(qū)，噪音小。2．驅(qū)動器功放級的電壓最高可達DC325伏，步進電機高速運轉(zhuǎn)仍然有高轉(zhuǎn)矩輸出。3．具備短路、過壓、欠壓、過熱等完善保護功能，可靠性高。4．具有細分、半流和掉電相位記憶功能。5．具有多種細分選擇，可控制電機在任意細分狀態(tài)下精確定位，176。（10000步/轉(zhuǎn)）。適用面廣，通過設置不同相電流可配置各種電機。二．驅(qū)動器對步距角的細分和輸出相電流將“電機固有步距角”細分成若干小步的驅(qū)動方法，稱為細分驅(qū)動，細分是通過驅(qū)動器精確控制步進電機的相電流實現(xiàn)的，與電機本身無關。1：設置電機每轉(zhuǎn)步數(shù), 使用撥碼(DIP)開關來設置步數(shù)。按下表:表22 撥碼(DIP)開關來設置步數(shù)表SW10O11OO11SW21OO11OO1SW31111OOOO電機步數(shù)2004005001000200040005000100002：輸出相電流：表23 撥碼(DIP)開關來設置輸出相電流表SW5111111110000SW6111100001111SW7110011001100SW8101010101010電流注意：第4位撥碼(DIP)開關無效三. 電氣參數(shù)：表24 步進電機驅(qū)動器的電氣參數(shù)輸入電源～驅(qū)動方式PWM（脈寬調(diào)制）恒流斬波，三相正弦波電流輸出。適配電機90、1130系列三相混合式步進電機工作環(huán)境0℃～50℃15～85%RH、不結(jié)露。無腐蝕性、易燃、易爆、導電性氣體、液體和粉塵。存放環(huán)境0℃～50℃ 15～85%RH、不結(jié)露。外形尺寸255*143*85mm(見外觀尺寸)(長*寬*高)重 量下圖為步進電機的驅(qū)動電路[16]。圖中僅為一相的驅(qū)動電路，其余兩相與之相同。在圖中三極管 T1 起開關作用。當三極管截止時，無集電極電流流通，開關相當于斷開；當三極管飽和時， 流過的集電極電流最大， 開關相當于閉合，該開關“動作”可由加于基極的電流來控制。由 TT3 兩個三極管組成達林頓式功放電路， 驅(qū)動步進電機的 3個繞組，使電機繞組的靜態(tài)電流達到近 2A。電路中使用光電耦合器將控制和驅(qū)動信號隔離。當控制輸入信號為低電平時，T1 截止，輸出高電平，則紅外發(fā)光二極管截止，光敏三極管不導通，因此繞組中無電流流過；當輸入信號為高電平時，T1 飽和導通， 于是紅外發(fā)光二極管被點亮， 使光敏三極管導通，向功率驅(qū)動級晶體管提供基極電流， 使其導通，繞組被通以電流。圖28 步進電機驅(qū)動電路 驅(qū)動 C V A B C步進電機驅(qū)動電源圖29 驅(qū)動器接口 步進電機主要特點1）一般步進電機的精度[15]為步進角的35%，且不累積。2）步進電機外表允許的最高溫度取決于不同電機磁性材料的退磁點，步進電機溫度過高時會使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏8090度完全正常。3）步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當步進電機轉(zhuǎn)動時，電機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。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導致力矩下降。4）步進電機低速時可以正常運轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲。步進電機有一個技術參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負載的情況下，啟動頻率應更低。如果要使電機達到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻。 S7—200介紹及具體CPU選型 S7—200介紹S7200[16] 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)。S7200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7200系列具有極高的性能/價格比。 S7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：　1） 極高的可靠性?！?） 極豐富的指令集。　3）易于掌握。　4） 便捷的操作?！?）豐富的內(nèi)置集成功能。　6） 實時特性。　7） 強勁的通訊能力?！?）豐富的擴展模塊。 CPU選型及其設計本系統(tǒng)所選PLC的型號為CPU224[17]。其外觀圖如圖。（1） （2）圖210 CPU224外觀和尺寸圖該型號中央處理單元（CPU）的數(shù)據(jù)概述：1) CPU 常規(guī)規(guī)范表25 CPU 常規(guī)規(guī)范參數(shù)模塊稱及描述尺寸 W x H x D（mm）重量功耗電流供應+5DC+2DCCPU 224 DC/DC/DC14輸入/10輸出 x 80 x 62360g7W660mA280mA2) CPU224技術規(guī)范表26 CPU 常規(guī)規(guī)范參數(shù)CPU 特性本機數(shù)字輸入14 路數(shù)字量輸入本機數(shù)字輸出10 路數(shù)字量輸出高速計數(shù)器 (32位值)6 個高速計數(shù)器總數(shù)6 個都是20 kHz 時鐘速率 單相計數(shù)器個數(shù)4 個都是20 kHz 時鐘速率 兩相計數(shù)器個數(shù)2 個，20 kHz 脈沖速率脈沖輸出1 個，8 位分辨率模擬電位器2 個，1 ms 分辨率時間中斷4 個上升沿和/或 4 下降沿邊沿中斷7 個，范圍 ms ~ ms可選擇的輸入濾波器時間14 個脈沖捕捉輸入時鐘 (時鐘精度)0176。C ~ 55176。C 時，7分種/月擴展模塊的數(shù)量7 個模塊最大的數(shù)字量 I/O256定時器總數(shù)256 定時器 1 ms4 定時器（T0,T32,T64,T96） 10 ms16 定時器(T1~T4,T33~T36,T65~T68,T97~100)100 ms236 定時器(T5~T31,T37~T63,T96~T95,T101~T255)計數(shù)器總數(shù)256 計數(shù)器(C1~C255) 布爾量執(zhí)行速度 每條指令傳送字的執(zhí)行速度34μs 每條指令定時器/計數(shù)器執(zhí)行速度50μs ~ 64μs 每條指令電源電源電壓允許范圍 ~ VDC(一般取24V)輸入電流 僅 CPU / 最大負載120/900 mA，24 VDC+5 V 擴展I/O模塊電源 (最大)660 mA24 VDC 傳感器電源輸出電壓范圍 ~ VDC隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，可編程序控制器有了突飛猛進的發(fā)展[18]，其功能已遠遠超出了邏輯控制、順序控制的范圍。繼續(xù)沿著小型化的方向發(fā)展。隨著電動機本身應用領域的拓寬以及各類整機的不斷小型化，要求與之配套的電動機也必須越來越小。對電動機進行綜合設計。即把轉(zhuǎn)子位置傳感器，減速齒輪等和電動機本體綜合設計在一起，這樣使其能方便地組成一個閉環(huán)系統(tǒng)，因而具有更加優(yōu)越的控制性。向五相和三相電動機方向發(fā)展，目前廣泛應用的二相和四相電動機，其振動和噪聲較大，而五相和三相電動機具有優(yōu)勢性。而就這兩種電動機而言，五相電動機的驅(qū)動電路比三相電動機復雜，因此三相電動機系統(tǒng)的性能價格比要比五相電動機更好一些。目前利用可編程序控制器（即PLC技術）可以方便地實現(xiàn)對電機速度和位置的控制，方便地進行各種步進電機的操作，完成各種復雜的工作，它代表了先進的工業(yè)自動化革命，加速了機電一體化的實現(xiàn)。用PLC對步進電機也具有良好的控制能力，利用其高速脈沖輸出功能或運動控制功能，現(xiàn)對步進電機的控制。步進電機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[19]，每當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。步進電機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