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（全套设计打包）基于S7200PLC步进电机调速控制步进驱动控制系统设计（喜欢就下吧）

末面向工业环境由美国科学家首先研制成功的。它采用可编程序的存储器，其内部存贮执行逻辑运算计数和算术运算顺序控制等操作指令，并通过模拟的数字的输入和输出，控生产过程或各种类型的机械。可编程序控制器及其有关设备，都是按易于与工业控制系统形成体易于扩充其功能的原则设计的。自产生至今只有多年的历史，却得到了广泛应用和迅速发展，成为当代工业自动化的主要支柱之。发展过程和产生，现代社会要求生产厂家对市场的需求做出迅速的反应，生产出小批量多规格多品种高质量和低成本的产品。老式的继电器控制系统已无法满足这要求，迫使人们去寻找种新的控制装置去取代它。自年针对工业自动控制的需求和特点而开发的第台问世以来，迄今已经多年了，它的发展虽然包含了前期控制技术的演变和继承，但又不同于通用的微机控制装置和顺序控制器。它不仅充分利用了微处理器的优点来满足各种领域的控制需求，同时也照顾到现场操作技术人员的技能和习惯，摈弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，独具风格地形成套以继电器梯形图为基础的模块化的软件结构和形象编程语言，使用户程序的编制方便易学清晰直观，查错和调试都很容易。用户使用只需按说明书提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可方便而灵活地将应用于生产实践。而用户程序的编制调试和修改不需要具有专门的计算机编程语言知识。这样就更加便于使用和修改，推动了计算机技术的普遍应用。可编程序控制器在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。现已成为现代工业控制三大支柱之，以其可靠性体积小逻辑功能强在线修改控制程序远程通信联网功能对模拟量进行控制易于与计算机接口具有位控等高性能模块与告诉计数等优异性能，日益取代由大量时间继电器中间继电器计数继电器等组成的传统继电器。自问世以来，经过多年的发展，在美德日等工业发达国家已成为重要的产业之。世界总销售额不断上升生产厂家不断涌现品种不断翻新。产量产值大幅上升但价格却不断的下降。目前，世界上有多个厂家生产，比较有名的美国莫迪康公司通用电气日本富士三菱松下电工欧姆龙法国施耐德公司德国西门子公司韩国三星公司等。我国的产品的研制和生产经历了三个阶段顺序控制器位处理器为主的工业控制器位微处理器为主的可编程序控制器以后。在对外开放政策的推动下，国外产品大量进入我国市场，部分随成套设备进口。如宝钢二期工程就引进了多套，还有秦皇岛煤码头汽车厂咸阳显像管厂等。现在，在国内的各行各业也有了极大的应用，技术含量也越来越高。.国内外步进电机的发展概况步进电动机已成为除交流电动机和直流电动机以外的第三类电动机，传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。可是在人类社会进入自动化时代的今天，传统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制系统的要求。为适应这些要求，发展了系列新的具备控制功能的电动机系统，其中都有自己特点，且应用十分广泛的类便是步进电动机。步进电动机的发展与计算机工业有着密切关系。自从步进电动机在计算机外围设备中取代小型直流电动机以后，使设备的性能显著提高，很快地促进了步进电动机的发展。另方面，微型计算机和数字控制技术的发展，又把作为数控系统执行部件的步进电动机推广应用到其他领域，如小功率机械加工机床电加工机床光学测量仪器和包装机械以及医疗仪器等。任何种产品成型的过程，基本上都是规格品种逐步统和简化的过程。现在，步进电动机的发展已归结为爪极结构的永磁式单段式结构的磁阻式和混合式三类。爪极永磁式电机价格便宜，性能指标不高，混合式和磁阻式主要作为高分辨率电动机，由于混合式步进电动机具有控制功率小，运行平稳性较好而逐步处于主导地位。最典型的产品是五相极齿和些转子齿的二相和五相步进电动机，五相电动机主要用于运行性能较高的场合，还有二相八极齿的电动机，步距角全步半步。到目前，工业发达国家的磁阻式步进电动机已极少见。步进电动机最大的生产国是日本，如日本伺服公司东方公司及公司等，特别是日本东方公司，无论是电动机性能和外观质量，还是生产手段，都堪称是世界上最好的。现在日本步进电动机年产量含国外独资公司近亿台，德国也是世界上步进电动机生产大国。德国公司年五相混合式步进电动机专利期满后，推出了新的三相混合式步进电动机系列，为定子极转子齿结构，配套电流型驱动器，每转步数为和，它具有通常的二相和五相步进电动机的分辨率，在此基础上再细分，分辨率提高倍，这是种很好的方案，充分运用了电流型驱动技术的功能，让三相电动机同时具备二相和五相电动机的性能。与此同时，日本伺服公司也推出了他们的三相混合式步进电动机。该公司阪正文博士研制了三种不同的永磁式三相步进电动机，即型混合式性磁阻式和爪极型。将三相步进电动机同二相步进电动机进行比较后得出在获得小步距角方面，三相电动机比二相电动机要好。三相电动机的两相励磁最大保持力矩为为单相励磁转矩，而二相电动机为，所以三相电动机的合成力矩大。三相电动机连续步用于半步的转矩差比二相电动机的要小。三相电动机的转矩波动比二相电动机要小。三相电动机绕组可以星形连接，三个终端驱动，励磁电路晶体管个而二相电动机是个。连续运转时，由于三相步进电动机结构原因，磁通和电流的三次谐波被消除了，所以三相电动机的振动力矩比二相电动机的要小.结论是显而易见的。另外的结论是混合式型电动机更适合于低速大转矩用途磁阻式型适用于平稳运行以及转速大于的用途而爪极型成本低，在高转速时的大转矩和低转速时的振动方面，三相型电动机比两相电动机的性能要好。因此，当前最有发展前景的当属混合式步进电动机。我国步进电机的研究及制造起始于本世纪年代后期。从年代后期到年代后期，主要是科研机构和高等院校为研究些装置而开发或使用少量产品。这些产品以多段结构三相反应式步进电机为主。年代初期，步进电机的生产和研究有所突破。除反映在驱动器设计方面的长足进步外，对反应式步进电机本体的设计研究发展到个较高水平。年代中期至年年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电机不断被开发。自年代中期以来，由于对步进电机精确模型做了大量研究工作，各种混合式步进电机及驱动器作为产品广泛利用。经过多年的发展，我国步进电机形成种品种规格繁多的局面，其中最主要的产品系列，是年代形成的磁阻式步进电动机系列产品在低端应用仍有较多的市场，继续生产二是混合式步进电机的系列产品，包括生产设备和引进技术，按照国外的设计生产的二相和五相混合式步进电机，以及国内自行开发生产的混合式步进电动机，仍然拥有各自不同的应用领域，短期内很难统到几个限定的规格品种上。这种现状对步进电动机的发展是不利的。.步进驱动控制系统主要研究工作掌握步进电机的原理及其驱动方法，掌握西门子的原理与程序设计方法。掌握步进电机的电气控制试验系统的工作原理，基于该系统设计程序，实现对步进电机的调速控制。主要研究工作如下了解控制步进电机的工作原理掌握的硬件构成，完成硬件选型设计的控制系统用完成的编程步进电机及简介.步进电机简介步进电机是种将电脉冲信号转变为线位移或角位移的执行元件。在经历了个大的发展阶段后，目前其发展趋于平缓。然而，由于电动机的工作原理和其它电动机有很大的差别，具有其它电动机所没有的特性。因此，沿着小型高效低价的方向发展。步进电动机由此而得名。步进电动机的运行是在专用的脉冲电源供电下进行的，其转子的角位移量，或者说转子走过的步数，与输入脉冲数成正比。步进电动机动态响应快，控制性能好，只需改变输入脉冲的顺序，就能方便地改变其转向。另外，可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的加速度和速度，从而达到调节速度的目的。这些特点使得步进电动机与其它电动机有很大的差别。由上述步进电动机的特点，使得由它和驱动控制器组成的开环数控系统，既具有较良好的控制性能，高的控制精度，又能可靠稳定地工作。因此，在数字控制系统刚出现时，步进电动机经历过个巨大的发展阶段。步进电机的分类按其工作方式分为功率式和伺服式功率式输出转矩较大，能直接带动较大的负载伺服式输出转矩较小，只能带动较小的负载，对于大负载需通过液压放大元件来传动。按结构分为单段式径向式多段式轴向式印刷绕组式。按使用频率分为高频步进电动机和低频步进电动机。按运动方式旋转运动直线运动平面运动和滚切运动。按工作原理反应式磁阻式永磁式永磁感应子式混合式。反应式定子上有转子绕组由软磁材料组成。步距角小，成本低结构简单但效率低动态性能差发热大，可靠性难以保证。永磁式永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，定子的极数与转子的极数相同。其特点是输出力矩大动态性能好，但是电机精度差，步矩角大般为.或。混合式混合式步进电机综合了永磁式和反应式的优点，其定子上有转子多相绕组上采用永磁材料，转子和定子上都有多数小齿以提高步矩精度。其特点是步距角小输出力矩大动态性能好，但成本相对较高结构复杂。按定子上绕组来分，共有二相三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机，约占以上的市场份额，其原因是性价比高，配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步距角为.步，配上半步驱动器后，步距角减少为.，配上细分驱动器后其步距角可细分达倍.微步。由于制造摩擦力和精度等原因，实际控制精度略低。同步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。步进电机的基本参数电机固有步距角它表示控制系统每发个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机生产时给出了个步距角，这个步距角可称之为“电机固有步距角”，它不定是实际工作时的真正步距角，真正步距角与驱动器有关。保持转矩保持转矩是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之，通常步进电机在低速运行时的力矩接近保持转矩。因为步进电机的输出力矩是随着速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之。例如，当人们说的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为的步进电机。钳制转矩钳制转矩是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有钳制转矩。步进电机的相数步进电机的相数是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相三相四相五相步进电机。步进电机的相数不同，其步距角也会不同，般二相电机的步距角为三相的为五相的为。在没有细分驱动器时，主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的需求。如果使用细分驱动器，则步进电机的相数就变得毫无意义，用户只要在驱动器上更改细分数，就可以改变步距角。步进电机的特点步进电机的特点如下步进电机没有积累误差般步进电机的精度为实际步距角的百分之三到五，且不累积，具有良好的跟随性。电动机输出轴的角位移与输入脉冲数成正比转速与脉冲频率成正比转向与通电相序有关。当它转动周后，没有累积误差，具有良好的跟随性。由驱动电路与步进电动机组成的开环数控系统，既非常非常可靠廉价又简单。同时，它也能与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。步进电动机的动态响应快，易于起停正转反转及变速。速度可在相当宽的范围内平滑调节，低速下仍能保证获得大转矩。步进电机转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现速度下降的情况，所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合。步进电动机存在振荡和失步现象，必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。步进电动机自身的噪声和振动较大，带惯性负载的能力较差。步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，它不能直接使用交流电源以及直流电源。.步进电机在工业中的应用步进电机作为执行元件，是机电体化的关键产品之，由于步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其速度与单位时间内输入的脉冲数成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。步进电机具有较好的控制性能，其启动停止正转反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完