基于plcs7-300的步进电机开环设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于plcs7-300的步进电机开环设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

，即可改变步进电机的转速。 本课程设计采用的是双四拍的通电方式，实现对两项步进电机的正反停控制的，以及可以实现对步进电 机转动角度的精确控制。 步进电机控制方式 典型的步进电机控制系统如图 2所示： 图 2 典型的步进电机控制系统 步进电动机是一种将数字脉冲信号转换成机械角位移或者线位移的数模转换元件。 在经历了一个大的发展阶段后，日前其发展趋向平缓。 然而，其基本原理是不变的，即：是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件，每当对其施加一个电脉冲时，其输出转过一个固定的角度。 步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的 脉冲数 (即脉冲频率 )成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的脉冲顺序有关。 所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的顺序，便可控制步进电机的输出位移量、速度和转向。 步进电机的机理是基于最基本的电磁铁作用，可简单地定义为，根据输人的脉冲信号，每改变一次励磁状态就前进一定角度或长度，若不改变励磁状态则保持一定位置而静止的电动机 :从广义上讲，步进电动机是一种受电脉冲信号控制的无刷式直流电机，也可看作是在一定频率范围内转速与控 6 制脉冲频率同步的同步电动机。 步进电机的控制和驱动方法很多，按照使用的控制装置来分可以分为 :普通集成电路控制、单片机控制、工业控制机控制、可编程控制器控制等几种；按照控制结构可分为 :硬脉冲生成器硬脉冲分配结构 (硬 硬结构 )、软脉冲生成器软脉冲分配器结构 (软 软结构 )、软脉冲生成器硬脉冲分配器结构 (软 硬结构 )。 1．硬 —— 硬结构 如图 3 所示，这种步进电机的控制驱动系统由硬件电路脉冲生成器、硬件电路脉冲分配器、驱动器组成。 这种控制驱动方式运行速度比较快，但是电路复杂，功能单一。 图 3 硬硬结构控制 2．软 —— 软结构 如图 4所示，这种步进电机的控制驱动系统由软件程序脉冲生成器、软件程序脉冲分配器、驱动器组成，而软件脉冲生成器和脉冲分配器都有微处理器或微控制器通过编程实现。 用单片机、工业控制机、普通个人计算机、可编程序控制器控制步进电机一般均可采用这种结构。 这种控制驱动方法电路结构简单、可以实现复杂的功能，但是占用 CPU时间多，给微处理器运行其他工作造成困难。 图 4 软软结构控制 3．软 —— 硬结构 如图 5所示，这种步进电机的控制驱动系统由软件脉冲生成器、硬件脉冲分配器和硬件驱动器组成。 硬件脉冲分配器是通过脉冲分配器芯片 (如 8713 芯片 )来实现通电换相控制的。 这种控制驱动方法电路结构简单、可以实现复杂的功能，同时占用 CPU时间较少，用可编程控制器全部实现了控制器和驱动器的功能。 在 PLC中，由软件代替了脉冲生成器和脉冲分配器，直接对步进电机进行并行控制，并且由 PLC 输出端口直接驱动步进电机。 如图 所示，这是一种软 软结构，脉冲生成器和脉冲分配器均有可编程序控制 器程序实现。 图 5 软硬结构控制 设计内容 （ 1）能够实现两相步进电机以双四拍的起动和停止、正转和反转相互切换及改变转速。 （ 2）当按下按钮 SB1时，步进电机以双四拍方式和 500MS/步的频率顺时针方向运行 30步后停止； 当按下按钮 SB2时，步进电机以双四拍方式和 500MS/步的频率逆时针方向运行 30步后停止； 当按下按钮 SB4时，步进电机以双四拍方式和 2S/步的频率顺时针方向运行； 软脉冲生成器 硬脉冲分配器 驱动器 步进电机 软脉冲生成器 软脉冲生成器 驱动器 步进电机 7。