【正文】 ulse/sec 60 1/ 分割數(shù) FP1有一條 SPD0指令， 指令配合 HSC和 Y7的脈沖輸出功能 便 可實現(xiàn) 對 速度及位置控制 [10]。 (2)由于 RPM 與 PPS 的單位不同，所以于轉換的過程中要先將 PPS 的秒鐘乘以 60變?yōu)榉昼? 。 電機的運轉速度（ RPM）與脈沖速度（ PPS， 又稱 Hz）間的關系式如下： 電機的 運轉速度（ RPM）＝ 脈沖速度（ PPS 或 Hz） 60247。解決辦法是為削弱振蕩現(xiàn)象，一般都會裝有機械阻尼器。 (4)步進電機驅動電源的選擇 步進電機是由專門的驅動電源供電的，驅動電源和步進電機是一個有機整體，步進電機的運行性能是電動機及其驅動電源二者配合的綜合表現(xiàn)。 在實現(xiàn)控制要求的基礎上，應使程序盡量簡潔﹑緊湊，要求程序修改方便、簡單。 而使用高低壓切換型電源則不存在這樣的問題，因為電機繞組上不需要串聯(lián)電阻或者只需要串聯(lián)一個很小的電阻 R1（為平衡各相電流，其值一般約為 0. 1 ~） ，所以電源功耗也比較小。而且功耗隨著 R1 值及其電機功率的增大而增大。 (3)方案比較和選擇 單一電壓型電源只有一種電壓，功放元 件少，成本低?？梢钥闯?，當 R1 增大后，電流幅值增大，波形更加接近于矩形。由于 Ta=R/L，要減少 Ta 就要在設計電機時盡量要減小繞組 電感 L。由步進電機的工作原理可知道這樣的電流波形會使步進電機的輸出轉矩減小，動態(tài)特性變壞。來自分配器的信號經(jīng)過幾級電流放大后加到三極管 V1 的基極，控制的導通和截止 。 (2)方案二 驅動 電路選擇單一電壓型電源。當分配輸出端信號電壓 U消失，要求繞組斷電時，基極上的信號電壓也消失了。當電流達到或稍微超過額定穩(wěn)態(tài)電流時 ,利用定時電路或者電流檢測反饋等措施使基極上信號電壓消失，因此繞組電流立即轉而由低壓電源經(jīng)過二極管 供給。高低壓切換型電源的原理線 路如圖 31所示。同一控制對象，根據(jù)生產(chǎn)的工藝流程不同，控制要求或控制時序會發(fā)生變化，即要求程序有較好的柔性。 基于 PLC的步進電機控制 系統(tǒng)設計 7 圖 23 開環(huán)伺服系統(tǒng) 脈沖源采用 555 定時器產(chǎn)生，它工作頻率易于改變從而可以控制 步進電機的速度并且工作可靠，簡單易行，占空比可調的方波發(fā)生器如圖 24, ???? 1 0 0 0321 RRR , nFCnFC 1002,101 ?? 。 (3)步進電機：提供轉矩動力輸出來帶動負載。 步進電機的驅動系統(tǒng) 步進電機在單單僅給予電壓時，電機是不會動作的，必須透過脈波產(chǎn)生器提供位置（脈波數(shù)）、速度的脈波信號指令，以及驅動器驅動電流流過電機內部線圈、依順序切換激磁相序的方式才能夠讓電機運轉 ,開環(huán)伺服系統(tǒng)圖 23，而 欲使步進電機動作的必要系統(tǒng)組成有： (1)脈沖 產(chǎn)生器：給予角度（位置移動量）、動作速度及運轉方向之脈沖信號的電機驅動指令。 (4)力矩 步進電機通電后，就會在定子和轉子間將產(chǎn)生磁場 (磁通量Ф )，當轉子與定子錯開一定角度，力 F 與 (dФ/dθ)成正比，其磁通量 SBr??? （ Br 為磁密， S 為導磁面積），F(xiàn) 與 BrDL ?? 成正比， L 為鐵芯有效長度 ， D 為轉子直徑。 A C B 定子 轉子 勵磁線圈 C XXX 本科 畢業(yè)設計（論文） 6 39。 三拍運行時，正轉通電順序為 A→ B→ C→ A… ，反轉通電順序為 C→ B→ A→ C? ；或正轉通電順序為 AB→ BC→ CA→ AB? ，反轉通電順序為 AC→ CB→ BA→ AC? 。很容易得出一般規(guī)律：如果電機定子上有 m相勵磁繞阻，其軸線分別與轉子齒軸線偏移 1/m， 2/m……( m1)/m， 1。 (2)旋轉其通電狀態(tài)。就是 A， 齒 5 就是齒 1[7]。 圖 21 步進電機結構剖面圖 電機的定子齒有三個勵磁繞阻，轉子細分為均勻的 40 個小齒，勵磁繞阻的幾何軸線與轉子齒軸線錯開，距離分別為 0、 1/3? 、 2/3? (相鄰兩轉子齒軸線間的距離為齒距以 ? 表示 )，那么 A 相與齒 1相對齊， B 相與齒 2 向右錯開 1/3? ， C 相與齒 3 向右錯開 2/3? ， A39。如果 要 想步進電機實現(xiàn)較高的 高速轉動， 那么 脈沖頻率 就必須要有 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 [6]。 如果脈沖頻率高于該脈沖頻率值 時 ， 步進電機便 不能正常啟動。 ????????????????????? ????????mnemmnTjbenebebenTjTn 1s i ns i ns i nm a x2 1s i n2s i n2s i nm a x 基于 PLC的步進電機控制 系統(tǒng)設計 5 步進電機的結構特點 36BF02 型反應式步進電機的 特點： 反 應式 步進電機的精度為步進角的 35%，且不累積 ；反應式 步進電機外表允許的最高溫度在攝氏 ??9080 ；反應式 步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降 ；反應式 步進電機 在 低速 狀態(tài)下也可以 正常運轉 ,但若高 于極限 速度 后， 就無法啟動。 由上式可得其解決 Tn 的辦法是多采用多相通電的雙拍制，少采用單相通電的單拍制 ， 在步進電機工作方式的時候才能得到更高的提高 。具體計算如下： 脈沖當量 =（步進電機步距角螺距） /（ 360傳動速比）； 脈沖上限頻率 =（移動速度步進電機細分數(shù)） /脈沖當量； 最大脈沖數(shù)量 =（移動距離步進電機細分數(shù)） /脈沖當量； 性能指標的提高，在步進電機工作方式的時候要盡量提高其性能指 Tn，調速范圍 D等。 PLCCPU224XPCN AC/DC/RLY 還具有其他的很多很有用的功能，例如內置模擬量 I/O，位控特性，數(shù)據(jù)記錄及配方功能等，由于 PLCCPU224XPCN AC/DC/RLY 具有模擬量 I/O 和強大控制能力的新型 CPU，所以可以很輕松的幫助步進電機實現(xiàn)精準的定位任務 [5]。 2 步 進電機和 PLC 的結構及選用 PLC 的結構 PLCCPU224XPCN AC/DC/RLY 的基本結構情況為： CPU224XPCN， 24VDC 電源，24VDC 輸入， 24VDC 輸出， 6ES7 2142AD230XB8，有 14 個輸入， 10 個輸出共 24個數(shù)字量 I/O 端子點， 2 個輸入， 1 個輸出共 3個模擬量 I/O 端子點，可連接 7個擴展模塊，可擴展至 168 路數(shù)字量 I/O 點，還可以實現(xiàn) 38路模擬量 I/O 點。以往的步進電動機需要靠驅動器來控制，隨著技術的不斷發(fā)展完善， PLC 具有了通過自身輸出脈沖直接步進電動機的功能，這樣就有利于步進電動機的精確控制 [4]。 PLC 作為簡單化了的計算機，功能完備、靈活、通用、控制系統(tǒng)簡單易懂，價格便宜，可現(xiàn)場修改程序，體積小、硬件維護方便，價格便宜等優(yōu)點，在生 產(chǎn)生活中廣泛應用，帶來了巨大效益方便。 步進電機有以下特點： 運行角度正比于輸入脈沖，便于開環(huán)運行，花費少；具有鎖定轉矩；定位精度高，并且沒有累積誤差；具有優(yōu)良的起動、停止、反轉響應；無電刷和可靠性高；可低速運行，直接驅動負載；不適宜的控制 會引起振動；不宜運行于高速狀態(tài)。脈沖的頻率決定電機的轉速。典型的電機繞組固定在定子上，而轉子則由硬磁或軟磁材料組成。步進電機在結構類型上分，有反應式 （ Variable Reluctance， VR）、 永磁式 （ Permanent Mag,PM） 和混合式 (Hybrid Stepping,HS)三種 [3]。 PLC 的 性能特點 :配套齊全，功能完善，適用 性強 ； 可靠性高，抗干擾能力強 ； 系統(tǒng)的設計、建造工作量小 、 維護方便 、 容易改造 ， 易學易用，體積小，重量輕，能耗低 ，故 深受工程技術人員歡迎 。采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)