【正文】 步進電機的控制原理及其單片機控制實現(xiàn)步進電機控制系統(tǒng)的設(shè)計及其應用用 PLC 主控單元直接控制步進電機的研究此次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成 ,希望所有的畢業(yè)以后工作順利,事業(yè)有成。除了敬佩莫老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。致謝經(jīng)過幾個月的忙碌和學習，本次畢業(yè)論文設(shè)計已經(jīng)接近尾聲。通過移位寄存器輸出狀態(tài)及步進電機繞組狀態(tài)真值表可以看出控制電機的正反轉(zhuǎn)。當增加到六次時 CO 輔助觸點閉合，啟動 使增計數(shù)器復位從新開始計數(shù)，接通延時定時器的目的，決定移位的快慢。據(jù)此，可作出移位寄存器輸出狀態(tài)及步進電機正反轉(zhuǎn)繞組的狀態(tài)真值表，如表所示從而得出三相繞組的控制邏輯關(guān)系式：正轉(zhuǎn)時 反轉(zhuǎn)時A 相 = ++ A 相 = ++B 相 = ++ B 相 = ++C 相 = ++ C 相 = ++ 35移位寄存器輸出狀態(tài)及步進電機正反轉(zhuǎn)繞組的狀態(tài)真值表 程序講解1) 低速時按下 上升沿觸發(fā),而中速 和高速 與 閉合觸點串連形成互鎖，利用傳送指令 MOVE 將數(shù)字 80 傳送到移位寄存器 VW100。然后，將各模塊進行連接，最后經(jīng)過調(diào)試、完善、實現(xiàn)控制要求。狀態(tài)字參數(shù) 數(shù)據(jù)類型 內(nèi)存區(qū)域 描述EN BOOL I、Q、M、L、D、T、C使能輸入IN WORD I、Q、M、L、D 要移位的值N WORD I、Q、M、L、D 值將移位的位數(shù)OUT WORD I、Q、M、L、D 移位指令的結(jié)果ENO BOOL I、Q、M、L、D 使能輸出32舉例右移字舉例 的信號狀態(tài)為1 時激活此指令。將左側(cè)移空的位補零。當C10 不等0 時， 的信號狀態(tài)為15) SHR_W：右移字符號右移字說明描述在使能輸入(EN)端的信號狀態(tài)為1時會激活字右移指令，此指令將輸入端IN 的0 到15 位逐位右移。復位計數(shù)器時會將計數(shù)值設(shè)置為0。4) S_CU：分配參數(shù)和遞增計數(shù)符號遞增計數(shù)說明30描述在輸入端S 為上升沿(信號狀態(tài)從0 變化為1)時，分配參數(shù)和遞增計數(shù)指令將使用“預設(shè)值”(PV)輸入端的值設(shè)置計數(shù)器。 可在輸出端BI 和BCD 掃描當前時間值。這種情況下，對輸出Q 的信號狀態(tài)1 的檢查將始終產(chǎn)生結(jié)果0。要啟動定時器，必須有信號改變。SODT 為接通延時定時器，僅在編程時間到期才從“0”變?yōu)椤?” ，而與輸入信號停留在“1”的時間長短無關(guān)。 定時器相當于繼電器電路中的時間繼電器，S7—300/400 的定時器分為脈沖定時器（SP） 、擴展脈沖定時器（SE） 、接通延時定時器（SD） 、保持型接通延時定時器（SS）和斷開延時定時器（SF） 。關(guān)于 MCR 如何起作用的更詳細信息，請參考主控繼電器開/關(guān)。ENO 具有與 EN 相同的信號狀態(tài)。所以只要控制指令脈沖25的數(shù)量、頻率及電機繞組通電的相序，便可控制步進電機的輸出位移量、速度和方向。24直接創(chuàng)建項目本設(shè)計是采用是 S7—300 控制三相六拍的步進電機，通過軟件設(shè)計脈沖頻率來控制步進電機的快速、中速、慢速。過程如圖 所示。 使用向?qū)?chuàng)建項目首先雙擊桌面上的 STEP 7 圖標，進入 SIMATIC MANAGER 窗口，進入主菜單【FILE】 ，選擇【’NEW PROJECT’ WIZARD…】, 彈出標題為“STEP 7 WIZARD：NEW PROJECT”(新項目向?qū)?的小窗口。（2）用圖形方式顯示硬件配置，例如顯示模塊的一般信息和模塊的狀態(tài)：顯示模塊故障，例如集中 I/O 和 DP 子站的通道故障；顯示診斷緩沖區(qū)的信息等。2）設(shè)置用 MPI 或 PROFIBUSDP 連接的設(shè)備之間的周期性數(shù)據(jù)傳送的參數(shù)，選擇通信的參與者，在表中輸入數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目的地后，通信過程中數(shù)據(jù)的生成和傳送均是自動完成的。（2）CPU 的參數(shù)設(shè)置：可以設(shè)置 CPU 模塊的多種屬性，例如啟動屬性、掃描監(jiān)視時間等，輸入的數(shù)據(jù)存儲在 CPU 的系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊中。程序中的特殊點可以通過輸入符號名或地址快速查找STEP 7 的幫助功能：選定想要得到的在線幫助的菜單目錄，或打開對話框，按 F1 鍵便可得到與它們有關(guān)的在線幫助。STEP 7 專20業(yè)版的編程語言包括 S7SCL（結(jié)構(gòu)化控制語言） 、S7GRAPH（順序功能圖語言） 、S7 HIGRAPH 和 CFC，這四種語言對于標準版是可選的。點擊【Select…】按鈕，打開“Install/Remove Interfaces”對話框，可以安裝選擇框中沒有列出的硬件接口的驅(qū)動程序。使用計算機的通信卡 CP 561CP 5511 或 CP 5512，可以將計算機連接到 MPI 或 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)計算機與 PLC 的通信。實現(xiàn) STEP 7 各種功能所需的 SIMATIC 軟件工具都集成在 STEP 7 中。.電壓 24V、相電流、保持轉(zhuǎn)距 ()、空載啟動頻率 500， D 為 45； D1為 25；　高 H 為 ； d 為 4；E 為 ；L 為 58； D2 為 33；MS 為 4M34 軟件設(shè)計 SETP7 概述STEP 7 編程軟件用于 SIMATIC SMC7 和基于 PC 的 WINAC，是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標準工具。另外，每個通道都有自己的硬件控制門，0 通道的硬件門對應 X2 前接線端子的 4 號接線端子，對應的輸入點默認地址為。要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動電壓，使采用小電感大電流的電機。 運行矩頻特性16其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等。3）失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。用百分比表示：誤差/步距角 100%。靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。 力矩電機一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場（磁通量 Ф）當轉(zhuǎn)子與定子錯開一定角度產(chǎn)生力 F 與（dФ/dθ）成正比, 其磁通量 Ф=Br*S 其中 Br 為磁密，S 為導磁面積 .F 與 L*D*Br 成正比,L 為鐵芯有效長度，D =N甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3 て變?yōu)?1/12 て，1/24 て，這就是電機細分驅(qū)動的基本理論依據(jù)。而方向由導電順序決定。如 C 相通電，A，B 相不通電，齒 3 應與 C 對齊，此時轉(zhuǎn)子又向右移過 1/3 て，此時齒 4 與 A 偏移為 1/3 て對齊。0、1/3 て、2/3 て,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示） ，即 A 與齒 1 相對齊，B 與齒 2 向右錯開 1/3 て，C 與齒 3 向右錯開2/3 て，A39。例如三相步進電機可采用三種工作方式：三相單三拍，三相雙三拍，三相單六拍 。 步進電機在工業(yè)控制領(lǐng)域的主要應用情況介紹步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應用在各種家電產(chǎn)品中，例如打印機、磁盤驅(qū)動器、玩具、雨刷、震動尋呼機、機械手臂和錄像機等。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。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。比如，當人們說 的步進電機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為 的步進電機。如果使用細分驅(qū)動器，則“相數(shù)”將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改變細分數(shù)，就可以改變步距角。、五相的為 176。電機相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機的步距角為176。三相反應式步進電機的結(jié)構(gòu)圖11在定子磁極和轉(zhuǎn)子上都開有齒分度相同的小齒，采用適當?shù)凝X數(shù)配合，當 A 相磁極的小齒與轉(zhuǎn)子小齒一一對應時，B 相磁極的小齒與轉(zhuǎn)子小齒相互錯開 1/3齒距，C 相則錯開 2/3 齒距。這種步進電機的應用最為廣泛。 2 步進電機的分類、基本結(jié)構(gòu) 步進電機的分類（1）永磁式步進電機一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為 度或15 度。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展, 步進電機的需求量與日俱增, 在各個行業(yè)的控制領(lǐng)域都將有廣泛應用。步進電機具有較好的控制性能，其啟動、停車、反轉(zhuǎn)及其它任何運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，因而得到了廣泛的應用。移位寄存器指令 MW0 的低八位按照三相六拍的步進順序進行賦值來控制步進動機的正反轉(zhuǎn)。(2) 由于其良好的跟隨特性, 步進電機可以與驅(qū)動器電路組成開環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng), 同時, 也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。由于受脈沖的控制,其轉(zhuǎn)子的角位移量和速度嚴格地與輸入脈沖的數(shù)量和脈沖頻率成正比, 通過控制脈沖數(shù)量來控制角位移量, 從而達到準確定位的目的。/176。我國的情況有所不同，直到 20 世紀 8