【正文】 EN電機釋放信號有效（低電平）時關斷電機線圈電流，驅(qū)動停止工作，電機處于自由狀態(tài)?！艿碗娖健?≤高電平≤,脈沖寬度DIR方向控制信號改變電機方向。感謝老師們課堂上激情洋溢的教學，生活中無微不至的照顧，也感謝同學們?nèi)陙韺ξ覍W習，生活上的幫助。同時，在與機電學院的王爽同學一起做實驗時，早期由于基礎不扎實，會有很多問題，王爽同學都耐心的幫助我，在此表示衷心的感謝。導師前瞻性的科學思維、寬廣的專業(yè)知識和兢兢業(yè)業(yè)的工作精神，令我敬佩，使我受益匪淺。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)自動化技術水平，加速了機電一體化的實現(xiàn)。利用PLC輸出的脈沖和方向信號，改變對步進電機繞組的通電方式和通電順序，來準確控制步進電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等工作狀態(tài)。軟件程序用PLC梯形圖和語句表語言寫成。程序如下：//設置轉(zhuǎn)動方向LDN //若電機處于停止狀態(tài)A //且轉(zhuǎn)向開關置于1S , 1 //逆時針轉(zhuǎn)動LDN //若電機處于停止狀態(tài)AN //且轉(zhuǎn)向開關置于0R , 0 //順時針轉(zhuǎn)動 程序調(diào)試 按照上述所編寫的程序繪制梯形圖，而后編譯程序，如圖411至413圖411圖412圖413第五章 論文總結(jié)本文論述了基于PLC的步進電機控制系統(tǒng)的設計方法和研制過程，包括硬件設計、軟件設計以及系統(tǒng)組態(tài)等方面。=1，則電機逆時針轉(zhuǎn)動?？刂撇糠值挠赏獠块_關決定，：圖48 PLC控制接線圖如圖4410所示圖49 接線實物圖1圖410 接線實物圖本設計希望通過控制PLC的2個開關實現(xiàn)以下功能：1）起動電機，使其實現(xiàn)正轉(zhuǎn)10圈后自動停止；2）按反轉(zhuǎn)啟動按鈕，使其實現(xiàn)反轉(zhuǎn)10圈后自動停止啟動主程序，則可在此時選擇電機轉(zhuǎn)動方向，若電機轉(zhuǎn)動，則無法改變；電機停止時選擇電機轉(zhuǎn)動方向，當電機轉(zhuǎn)動到設定的10圈后，電機自動停止。當按A—B+—A+—B 依次導通、斷開時，步進電機反轉(zhuǎn)，即步進電機可以按兩相四拍工作。原理框圖如圖47所示：圖47 控制框圖環(huán)形分配程序?qū)Σ竭M電機各相繞組的通電順序進行環(huán)形脈沖分配，從而控制接到步進電機兩相繞組的直流電源的依次通、斷，形成旋轉(zhuǎn)磁場，使步進電機轉(zhuǎn)動。二是PLC本身的輸出端口應該采用大功率晶體管，以滿足步進電機各相繞組數(shù)十伏脈沖電壓、數(shù)安培脈沖電流的驅(qū)動要求。對PLC提出兩個特性要求：一是在此應用的PLC最好是具有實時刷新技術的PLC，使輸出信號的頻率可以達到數(shù)千赫或更高。 PLC控制步進電機控制步進電機最重要的就是要產(chǎn)生出符合要求的控制脈沖。圖45 A相通電時定轉(zhuǎn)子齒展開圖圖46 B相繞組通電定轉(zhuǎn)子齒展開圖 驅(qū)動器參數(shù)設置，驅(qū)動器的SW1SW3分別設置為：ON、ON、ON，SW5SW8分別設置為ON、OFF、ON、ON，即細設定為800步/圈。在轉(zhuǎn)子S極端也是同樣道理,當繞組齒對齒時,176。=200個脈沖。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一圈需要360176。依次類推若繼續(xù)按四拍的順序通電，轉(zhuǎn)子就按順時針方向一步一步地轉(zhuǎn)動，176。當A相斷電B相通電時，磁極2產(chǎn)生N極性，吸合離它最近的S極轉(zhuǎn)子7齒，176。實現(xiàn)齒對槽了。定子每個極距所占的齒數(shù)為不是整數(shù)，因此當定子的A相通電，在轉(zhuǎn)子N極，磁極1的5個齒與轉(zhuǎn)子齒對齒，旁邊的B相繞組的磁極2的5個齒和轉(zhuǎn)子齒有1/4齒距的錯位，176。因轉(zhuǎn)子上共有50個齒，其齒距角為360176。A相繞組通電時轉(zhuǎn)子N極端、S極端轉(zhuǎn)子平衡。 當A相繞組通電時，在轉(zhuǎn)子N極端磁極1上的繞組產(chǎn)生的S磁極吸引轉(zhuǎn)子N極，使得磁極1下是齒對齒，磁力線由轉(zhuǎn)子N極指向磁極1齒面，磁極5下也是齒對齒，磁極3和7是齒對槽，所示A相通電轉(zhuǎn)子N極端定轉(zhuǎn)子平衡。驅(qū)動接口電路如圖44所示：圖44 本設計驅(qū)動電路接線圖當兩相控制繞組按次序輪流通電，每拍只有一相繞組通電，四拍構(gòu)成一個循環(huán)。環(huán)形分配器將脈沖及方向信號按設定的節(jié)拍方式，轉(zhuǎn)換為功放管的導通和截止信號，從而控制各相繞組的通電和斷電。 驅(qū)動器的選擇本設計選用型號為DMD402A的驅(qū)動器。繞組接線如圖42所示：圖42 兩相混合式步進電動機的繞組接線 步進電機驅(qū)動電路設計步進電機必須有驅(qū)動器和控制器才能正常工作。轉(zhuǎn)子鐵芯上均勻分布50個齒，兩段鐵芯上的小齒相互錯開半個齒距，定轉(zhuǎn)子的齒距和齒寬相同。兩相混合式步進電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖41所示：圖41 兩相混合式步進電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，A、B兩相繞組沿徑向分相，沿著定子圓周有8個凸出的磁極，7磁極屬于A相繞組，8磁極屬于B相繞組，定子每個極面上有5個齒，極身上有控制繞組。cm，轉(zhuǎn)動慣量36g 步進電機的選擇本設計使用的步進電機選用的是型號為DM4250E的兩相混合式步進電機，176。第四章S7200 PLC控制步進電機設計步進電機的控制和驅(qū)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。由于通過控制脈沖個數(shù)可以很方便的控制步進電機轉(zhuǎn)過的角位移，且步進電機的誤差不積累，可以達到準確定位的目的。 步進電機在工業(yè)中的應用步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關鍵產(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、機械手臂和錄像機等。3）混合式步進電機是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點，它又分為兩相和五相。1）永磁式步進電機一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小。按使用頻率分為高頻步進電動機和低頻步進電動機。 步進電機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載；伺服式輸出轉(zhuǎn)矩較小，只能帶動較小的負載，對于大負載需通過液壓放大元件來傳動?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。 步進電機的工作原理步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。步進電動機的運動狀態(tài)是步進形式的，故稱為“步進電動機”。步進電動機實際上是一個數(shù)字/角度轉(zhuǎn)換器，也是一個串行的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。由于反應式步進電機的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒有鉗制轉(zhuǎn)矩。比如，當人們說2Nm的步進電機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2Nm的步進電機。它是步進電機最重要的參數(shù)之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。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。 。、176。、176。電機相數(shù)不同，其步距角也不同，176。電機出廠時給出了一個步距角的值，這個步距角可以稱之為“電機固有步距角”，它不一定是電機實際工作時的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動器有關。在有負載的情況下，啟動頻率應更低。11）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。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。9）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。7）步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，它不能直接使用交流電源以及直流電源[2]。5）步進電動機自身的噪聲和振動較大，帶慣性負載的能力較差。3）步進電動機的動態(tài)響應快，易于起停、正反轉(zhuǎn)及變速。2）由步進電動機與驅(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?。 步進電機的特點步進電機的特點如下：1）電動機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。