SJ003-1
二级学院：延陵学院班级： 09电Y1
学生：尚严鑫学号： 09120920
指导教师：张建生职称：教授
注：开题报告作为毕业设计<论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，应在导师的指导下，由学生填写，经导师签署意见及系部审核后生效。
【1】 Robot S J，Shin Y C．Modeling and control of CNC machine using a PC—
based[J]． Open architecture controller Mechatronics，1 999，5(4>：1 5～1 7．
【2】 Bobrow J E，Dubowsky S，Gibson J S．Line Optimal Control of RoboticManipulation along Specified Path[J]．The International Of Robotics research，2000，(3>：3～17．【3】毕绍新．步进电机驱动控制的应用研究[D]．天津大学硕士学位论文，2003．
【4】周明安，宋晓华．步进电机驱动技术发展及现状叨．机电工程技术，2005，16～17【5】蔡耀成．步进电动机国内外近期发展展望[J]．微特电机，2000， 28～30．
【6】宋受俊．基于单片机的电机运动控制系统设计[D]．西北工业大学硕士学位论文，2006．【7】孙长轮．基于MCU的四电机驱动姿态控制器的研究[D]．吉林大学硕士学位论文，2007．
【8】郑虎子．单片机控制混合式步进电机驱动电源的研究及设计[D]．华中科技大学硕士学位论文，2007．
【9】王鸿钰．步进电机控制技术入门[M].上海：同济大学出版社，1990．209～223
摘要 本论文主要阐述了五相十拍步进电动机控制领域中的应用，其中可编程控制器是工业自动化设备的主导产品，具有控制功能强，可靠性高，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点，其工作原理，设计和使用方法为电气和机电类专业必修课程的学习内容。 本设计涉及的内容有：步进电动机的硬件驱动过程、五相十拍步进电动机的PLC软件实现等。通过对硬件软件的结合，从而实现电动机的正反转控制。PLC是现代工业自动控制的一种通用计算机,但其工作方式与微机控制系统不同，与继电接触器控制系统也有本质的不同。PLC应用系统设计包括硬件设计和软件设计两个方面。 关键词：步进电动机;PLC软件设计;PLC硬件设计 目录 1 绪论 (2) 1.1可编程控制器 (2) 1.1.1 PLC的工作原理 (2) 1.1.2可编程序控制器的组成 (2) 1.1.3可编程序控制器的特点 (3) 1.1.4可编程控制器的应用 (4) 1.2步进电动机 (5) 1.2.1 步进电机概述 (5) 1.2.2步进电动机的特点 (5) 1.2.3 步进电动机的基本原理及步距角的计算 (5) 1.2.4 步进电动机的动态指标及术语 (6) 2 软件设计 (7) 2.1西门子S7-200介绍 (7) 2.1.1 CPU22X型的选择 (8) 2.1.2 S7-200元件的介绍 (8) 2.2五相十拍步进电动机的PLC设计过程 (10) 2.2.1 五相十拍步进电动机的控制要求 (10) 2.2.2 PLC外部接线图 (11) 2.2.3 I/O地址分配表 (11) 2.2.4 程序设计 (12) 3 硬件设计 (15) 3.1环形分配器 (17) 3.2功率放大器 (18) 结束语 (19) 参考文献 (19)
步进电机主要是依相数来做分类，而其中又以二相、五相步进电机为目前市场上所广泛采用。二相步进电机每转最细可分割为400等分，五相则可分割为1000等分，所以表现出来的特性以五相步进电机较佳、加减速时间较短、动态惯性较低。 二相/五相步进电机差异比较8个主极；4相(2相)4极线圈10个主极；5相2极线圈分解能1.8°/0.9°（200、400分割/圈）0.72°/0.36°（500、1000分割/圈）较二相步进电机高出2.5倍分解能。振动性100-200PPS之间为低速共振领域，振动较大无显著共振点低振动速度—转矩特性于速度上不及五相步进电机高速度、高转矩步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 3.6°、1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72
°、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGERLAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。 交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为 1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 二、低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。
机电传动与控制综合课程设计设计说明书设计题目: 五相十拍（2/3）步进电机 控制程序设计 院系名称：机电工程学院专业班级：机制F09 学生姓名：学号： 20094805 指导教师：王宗才 2012年12 月05 日
内容摘要 本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。其中步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，是一种控制精度极高的电机,常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。可编程控制器是工业自动化设备的主导产品，具有控制功能强，可靠性高，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点。 本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。在实际应用中表明此设计是合理有效的。 关键词: PLC;梯形图；元件清单；五相十拍步进电机
目录 第1章引言 (1) 第2章系统总体方案设计 (2) 2.1 程序设计的基本思路 (2) 2.2 五相步进电动机的控制要求 (2) 2.3 方案原理分析 (2) 第3章 PLC控制系统设计 (4) 3.1 设计流程分析 (4) 3.1.1 控制流程图 (4) 3.1.2电机工作过程图 (5) 3.2 I/O地址分配表 (5) 3.3 PLC外部接线图 (6) 3.4 主电路 (7) 3.5 元件清单 (8) 3.6 程序设计 (8) 3.6.1 步进控制设计 (8) 3.6.2 梯形图设计 (10) 3.7 调试说明 (11) 第4章设计总结 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14) 附录 (15) 附录一程序梯形图 (15) 附录二程序语句表 (20) 1
M860 V5.0型驱动器功能简介 M860 V5.0驱动器，主要驱动57、86型两相混合式 步进电机。其微步细分数有16种，最大步数为 51200Pulse/rev；其工作峰值电流范围为2.4A－7.2A，输 出电流共有8档，电流的分辨率约为0.6A；具有自动半 流，过压、过流保护等功能。本驱动器为交直流供电， 建议工作电压范围为24VDC－68VDC，电压不超过 80VDC，不低于20VDC。 主要应用领域 主要应用领域：：适合各种中大型自动化设备，例如： 雕刻机、切割机、包装机械、电子加工设备、自动装配 设备等。在用户期望小噪声、高速度的设备中应用效果 特佳。 驱动器功能操作说明 微步细分数设定 由SW5－SW8四个拨码开关来设定驱动器微步细分数，其共有15档微步细分。用户设定微步 细分时，应先停止驱动器运行。具体微步细分数的设定，请驱动器面版图说明。 输出电流设定 由SW1－SW3三个拨码开关来设定驱动器输出电流，其输出电流共有8档。具体输出电流的 设定，请驱动器面版图说明。 自动半流功能 用户可通过SW4来设定驱动器的自动半流功能。off表示静态电流设为动态电流的一半，on 表示静态电流与动态电流相同。一般用途中应将SW4设成off，使得电机和驱动器的发热减少， 可靠性提高。脉冲串停止后约0.4秒左右电流自动减至一半左右（实际值的60％），发热量理 论上减至36％。 信号接口 PUL＋和PUL－为控制脉冲信号正端和负端；DIR＋和DIR－为方向信号正端和负端；ENA＋ 和ENA－为使能信号的正端和负端。 电机接口 A＋和A－接步进电机A相绕组的正负端；B＋和B－接步进电机B相绕组的正负端。当A、B 两相绕组调换时，可使电机方向反向。 电源接口 采用直流电源供电，工作电压范围建议为24－68VDC，电源功率大于200W，电压不超过80VDC 和不低于20VDC。 指示灯 驱动器有红绿两个指示灯。其中绿灯为电源指示灯，当驱动器上电后绿灯常亮；红灯为故障指 示灯，当出现过压、过流故障时，故障灯常亮。故障清除后，红灯灭。当驱动器出现故障时， 只有重新上电和重新使能才能清除故障。 安装说明 驱动器的外形尺寸为：151×97×48mm，安装空距为143mm。既可以卧式和立式安装，建议 采用立式安装。安装时，应使其紧贴在金属机柜上以利于散热。 参数设定 参数设定： ： M860 V5.0驱动器采用八位拨码开关设定细分精度、动态电流和半流/全流。详细描述如下： 工作电流设定 工作电流设定： ： 用三位拨码开关一共可设定8个电流级别，参见下表。
一种新的五相步进电机驱动电路开发 T.S. 维拉孔和 T. 萨马拉纳亚克 斯里兰卡,佩勒代尼耶大学工程学院,电子与电气工程学院 付自刚译 摘要 本文详细地介绍了一种新的五相步进电机驱动电路。这种新的驱动电路是由商业上现成的,廉价的,标准的步进电机驱动 IC 搭建,它能实现由内部电流回路驱动的闭环速度和位置控制。经证明, 这种驱动电路能推广到任何更多相数的奇数相的步进电机。 这种驱动电路具有速度控制和方向控制,包括全步、半步、顺时针、逆时针控制模式。 一、概述 在大多数机器人和自动化工程设计中, 各种各样步进电机都被广泛应用来得到需要的运动姿态。步进电机倍受人们青睐是因为它不需要频繁的维护并能在苛刻的环境中运行。步进电机及其驱动器的选择要根据具体应用中需要的效果来决定。市场上最常见的是两相和四相步进电机。 可是,实际应用中要求高精度,低噪声和低震动,因此五相步进电机得以应用。因为步距角较小, 五相步进电机有较高的分辨率, 较低的震动和良好的加速与减速特性。因此, 确保设计的驱动电路能使步进电机充分发挥这些优点非常重要。 因为在机器人应用中是很少见得类型,而且结构很复杂,很难找到它们的驱动IC ,只能专门定做。结果导致五相步进电机的驱动电路产品异常昂贵。用普通步进电机如二相与四相步进电机的驱动控制 IC 来制作其它步进电机的驱动电路是一种经济有效的方法。
L297继承了控制单极性和双极性步进电机所需要的所有控制电路系统。 L298N 双 H 桥驱动器形成了一个完善的步进电机微处理器接口。在这里,我们通过给 L297和 L298N 加上微处理器和逻辑控制系统研究开发出了一种新的五相步进电机驱动电路。 第二部分解释了元器件特性。第三部分介绍了控制逻辑电路设计。第四部分是接口设计,结果在第五部分。最后,第六部分加以总结。 二、主要元器件特性分析 如图一所示,集成块 L297可以与 H 桥集成电路一起使用作为步进电机驱动器。在该设计中, H 桥的功能用 L298N 或者 L293E 实现。这要根据步进电机的额定功率而定。输入 L297的控制信号可能来自为控制器或者外部开关。一个 IC 能驱动一个两相双极性永磁式步进电机, 一个四相单极性永磁式步进电机或者一个四相变磁阻式步进电机。因为用到的电子元器件非常少, 该设计好处颇多, 比如,花费少,可靠性高,占用的空间相对较小。按照接收到的输入信号的不同, L297产生三种不同模式的相位序列,即半步模式,全步模式和波形模式。
XXXXX学院 课程设计说明书 设计题目:五相单双十拍步进电动机控制程序的设计与调试 学生姓名： XXXXX 学号： XXXXX 专业班级： XXXXX 指导教师： XXXXX 2012年12 月13 日
内容摘要 步进电机是一种控制精度极高的电机, 在工业上有着广泛的应用。步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。基于PLC控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点。矩角特性是步进电机运行时一个很重要的参数，矩角特性好，步进电机启动转矩就大，运行不易失步。改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现。本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、梯形图以及语句表。本文设计过程中使用了移位指令，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。在实际应用中表明此设计是合理有效的。 关键词: PLC；梯形图；五相十拍步进电机
目录 第1章引言 (1) 1.1 五相步进电动机的控制要求 (1) 1.2 程序设计的基本思路 (1) 第2章 PLC控制系统硬件设计 (3) 2.1 PLC类型选择 (3) 2.2 I/O点的分配与编号 (3) 2.3 PLC外部接线图 (4) 第3章 PLC控制系统软件设计 (5) 3.1 绘制控制流程图 (5) 3.2 梯形图程序设计 (6) 3.2.1 步进控制设计 (6) 3.2.2梯形图 (8) 3.3程序指令表 (13) 3.4程序调试 (16) 结论 (21) 设计总结 (22) 谢辞 (23) 参考文献 (24)
电机行业专业求职平台 1.步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况 下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机、交流电机在常规下使用。步进电机必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 提及此知识，希望能给予正在对电机选型的客户有所帮助。 2.力矩： 电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量Ф）当转子与定子错开一定角度，则产生力 F与（dФ/dθ）成正比 S 其磁通量Ф=Br*S Br为磁密，S为导磁面积 F与L*D*Br成正比 L为铁芯有效长度，D为转子直径 Br=N·I/R N·I为励磁绕阻安匝数（电流乘匝数）R为磁阻。 力矩=力*半径 力矩与电机有效体积*安匝数*磁密成正比（只考虑线性状态） 因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。 一、混合式步进电机
电机行业专业求职平台1、特点： 混合式（又称感应子式步进电机）与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。 混合式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行。（必须采用双极电压驱动），而反应式电机则不能如此。例如：四相，八相运 行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍运行方式.不难发现其条件为C= A ,D=B . 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致，小功率电机一般直接接为二相， 而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线（四相），这样使用时，既可以作四相电机使用，更可以作二相电机绕组串联或并联使用。 2、分类 混合式步进电机可分二相、三相、四相、五相等，我公司混合式步进电机以相数可分为：二相电机、三相电机: TEB20H,TEB28H,TEB35H,TEB39H,TEB42H,TEB57H,TEB86H,TEB110 H,TEC57H,TEC86H,TEC110H,TEC130H. 3、步进电机的静态指标术语 相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。 拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半 步）。 定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的）
1、概念 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 【开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统 举例：打开灯的开关——按下开关后的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮起已对按开关的这个活动没有影响；投篮——篮球出手后就无法再继续对其控制，无论球进与否，球出手的一瞬间控制活动即结束。 闭环控制系统：可以将控制的结果反馈回来与希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用的系统 举例：调节水龙头——首先在头脑中对水流有一个期望的流量，水龙头打开后由眼睛观察现有的流量大小与期望值进行比较，并不断的用手进行调节形成一个反馈闭环控制；骑自行车——同理，不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制。 开环闭环的区别：1、有无反馈；2、是否对当前控制起作用。开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动，闭环控制一定会持续一定的时间，可以借此判断， 投篮第一次投篮投近了第二次投的时候用力一些，这也是一种反馈但不会对第一次产生影响了，所以是开环控制】 步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。 【所谓时序，就是内存的时钟周期数值，脉冲信号经过上升再下降，到下一次上升之前叫做一个时钟周期，随着内存频率提升，这个周期会变短。例如CL9的意思就是CL这个操作的时间是9个时钟周期。 时序电路，是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路（输出到输入）或器件组合而成的电路，与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。 如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、存储器等电路都是时序电路的典型器件，时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的。虽然组合逻辑电路能够很好地处理像加、减等这样的操作，但是要单独使用组合逻辑电路，使操作按照一定的顺序执行，需要串联起许多组合逻辑电路，而要通过硬件实现这种电路代价是很大的，并且灵活性也很差。为了实现一种有效而且灵活的操作序列，我们需要构造一种能够存储各种操作之间的信息的电路，我们称这种电路为时序电路。】 【步进电机、直流电机和无刷直流电机的主要区别在于他们的驱动方式。步进电机是以步阶方式分段移动，直流电机和无刷直流电机通常采用连续移动的控制方式。步进电机采用直接控制方式，它的主要命令和控制变量都是步阶位置。直流电机则是以电机电压为控制变量，以位置或速度为命令变量。
铁道大学四方学院 集中实践报告书 课题名称 五相十拍步进电动机控制 姓 名 *** 学 号 2012**** 系 部 电气工程系 专业班级 方**** 指导教师 ** 2014 年 12 月 31 日 ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2012级 PLC 课程设计
目录 第1章设计目的 (1) 第2章设计要求 (1) 2.1 任务描述 (1) 2.2 控制要求 (2) 第3章PLC选型、I/O分配表和接线图 (2) 3.1 PLC选型 (2) 3.2 I/O分配表 (2) 3.3 I/O接线图 (3) 第4章程序设计 (3) 4.1 梯形图设计 (3) 4.2 指令语句表 (8) 第5章设计总结 (13) 参考文献 (14)
第1章 设计目的 本课程设计主要用于步进电动机的控制，矩角特性是步进电动机运行时一个很重要的参数。矩角特性好，步进电动机的启动转矩就越大，运行不易失步。通过增加步进电动机的拍数来改善矩角特性。 第2章 设计要求 2.1 任务描述 五相步进电动机有五个绕组：A 、B 、C 、D 、E 正转顺序：ABC BC BCD CD CDE DE DEA EA EAB AB 反转顺序：ABC BC BCD CD CDE DE DEA EA EAB AB 图2-1-1 步进电动机五相十拍正 图2-1-2 步进电动机五相十拍反转 图2-1 控制步进电动机五相十拍的时序图
2.2 控制要求 用五个开关控制其工作： 1号开关控制其运行（启/停）。 2号按钮控制其低速运行（转过一个步距角需0.5S）。 3号按钮控制其中速运行（转过一个步距角需0.1S）。 4号按钮控制其高速运行（转过一个步距角需0.03S）。 5号开关控制其转向（ON为正转，OFF为反转） 第3章PLC选型、I/O分配表接线图3.1 PLC选型 三菱公司近年来推出的FX系列PLC有FX 0、FX 2 、FX 0S 、FX 0N 、FX 2C 、FX 1S 、FX 1N 、FX 2N 、 FX 2NC 等系列型号。FX系列PLC的特点有先进美观的外部结构，提供多种系列机型供 用户选用，灵活多变的系统配置。三菱公司近年来推出的FX系列PLC有FX 0N 、FX 0S 、 FX 2N 等系列型号。 FX 2N 是三菱公司推出的高性能小型可编程控制器,FX系列PLC中应用最广泛的产 品,该系列PLC是1991年推出,因其具有较高的性能价格比,受到广大用户的青睐.FX 2N 系列PLC是采用整体式和模块式相结合的叠装式结构.它的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和宽度相同。它们的相互连接不用基板，仅用扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐的长方体。其体积小，很适于在机电一体化产品中使用。 3.2 I/O分配表 输入 X1 启/停开关 X2 0.5s低速运行按钮X3 0.1s中速运行按钮X4 0.03s高速运行按钮X5 控制转向开关输出 Y0 A绕组Y1 B绕组Y2 C绕组Y3 D绕组Y4 E绕组
DL-026H步进电机驱动器 使用说明书 北京瑞业科技发展公司
目录 第一章概述 (1) 第二章参数说明 (1) 第三章驱动器使用方法 (3) 1.驱动器接线示意图 (3) 2.使用步骤 (4) 3.输入信号说明 (4) 4.输入信号内部接口电路 (5) 5.CP信号的脉冲宽度 (7) 6.CP信号的电平方式 (7) 7.DIR信号起作用时刻 (8) 8.细分设定 (8) 9.电机相电流设定 (8) 10.电机升降速设计简介 (8) 第四章安装尺寸 (10)
第一章概述 瑞得集团北京瑞业科技发展公司，在1992年推出DL系列全密封、模块化步进电机驱动器，十几年来，其工艺和性能随着电子技术的高速发展不断升级和更新。DL系列步进电机驱动器品种齐全，可与大多数国产电机进行配套使用，部分产品已经出口到国外。 DL-026H步进电机驱动器是DL系列中的成熟产品，用于驱动二相混合式步进电机。 第二章参数说明 电流设定值： 3.5A，4A，4.5A，5A，5.5A，6A 每转步数：200（步距角1.8度） 400（步距角0.9度） 1000（步距角0.36度） 2000（步距角0.18度） 输入脉冲方式：单脉冲 工作电源：AC16V/0.5A与AC30V～110V/2.5A两组 配套电机：110至130系列二相混合式步进电机。 操作面板图如下页所示：
第三章驱动器使用方法1.驱动器接线示意图 图中标号释义： CP+：脉冲正输入端 CP-：脉冲负输入端 U/D+:方向电平的正输入端
U/D-方向电平的负输入端 PD+：脱机信号正输入端 PD-：脱机信号负输入端 电机与驱动器接线图： A B 2.使用步骤 （1）参考面板提示，通过拨位开关设定您所需要的细分数，在CP脉冲能允许的情况下，尽量选用较大的细分数； （2）参考面板提示，通过拨位开关设定电机的相电流，一般设定为和电机额定相电流相等，如果能够拖动负载，可以设定为小于电机额； 定相电流，但不能设定为大于电机额定相电流； （3）参考面板提示，连接输入信号线； （4）参考面板提示，连接电机线； （5）参考面板提示，连接电源线； （6）加电后，观察指示灯及电机运行情况。 3.输入信号说明 驱动器是把计算机控制系统提供的弱电信号放大为步进电机能够接受的强电流信号，控制系统提供给驱动器的信号主要有以下三路： （1）步进脉冲信号CP：这是最重要的一路信号，因为步进电机驱动器的原理就是要把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移，或者说：驱动器每接受一个脉冲信号CP，就驱动步进电机旋转一步距角，CP的频率和步进电机的转速成正比，CP的脉冲个数决定了步进电机旋转的角度。这样，控制系统通过脉冲信号CP就可以达到电机调速和定位的目的。 （2）方向电平信号DIR：此信号决定电机的旋转方向。比如说，此信号为高电平时电机为顺时针旋转，此信号为低电平时电机则为反方向逆时针旋转。此种换向方式，我们称之为单脉冲方式。
2009 届毕业设计（论文）开题报告 二级学院：延陵学院班级：09电Y1 学生：尚严鑫学号：09120920 指导教师：张建生职称：教授 课题名称 课题类型 □毕业设计□毕业论文 起止时间 开题报告 （毕业设计：含课题来源及现状、设计要求、工作内容、设计方案、技术路线、预期目标、时间安排及参考文献等。字数为3000以上。） （毕业论文：含课题来源、研究价值，国内外研究现状，研究内容，研究方法，研究思路，论文提纲，预期目标，时间安排及参考文献等。字数为3000以上。） 一．课题来源及研究价值 步进电动机是将电脉冲信号转化为机械角位移或线位移的控制电机，它可以看作是一个比较特殊的运行方式的同步电机。步进电机是由专门的电源提供脉冲信号。当每输入一个电脉冲信号时，步进电机就会往前移动一小步，移动的角度大小叫做步距角，因此这种不同于普通的匀速旋转的电机被称为步进电动机。步进电动机是受走脉冲信号控制的，直线位移量、角位移量和电脉冲数的关系成正比例，所以电动机的线速度、转速也与脉冲频率构成正比关系。利用改变脉冲频率的高与低，可以在很大范围内调节电动机的转速，从而实现电机的快速启动、制动和反转控制。步进电机的优点是在不失步的情况下工作，步距误差不会积累。从而完全适用数字控制的开环系统中，并使整个系统运行可靠。是工业生产中性能优良的数字执行元件。随着单片机应用技术、电力电子技术和自动控制技术在工业生产中的普及和深入，步进电机的的需求量愈来愈大。根据调查显示，全球步进电机的年产量在以13%以上的速度增加。同时国内对步进电机的要求也与日增加。对步进电机的研究，提高步进电机的系统性能，可以改善劳动条件、节约能源、提高产品质量和经济效益。基于微型单片机的控制系统则通过软件控制步进电机，能够更好地发挥步进电机的潜力。因此，用微型单片机控制步进电机已经成为一种必然的趋势，也符合数字化的时代发展需要。 步进电机作为数字式执行元件，具有成本低廉、容易控制、定位方便和步距误差不会长期累积等优点，被广泛应用在数控装置、绘图机、机械手、印刷和包装设备等工业、军事和医疗自动化领域中。在多种步进电机中，混合式步进电机集反应式和永磁式步进电机的优点于一身，应用更加普遍。但是步进电机在应用当中仍然存在一些制约性的因素，步进电机及其系
IFS6020 5A步进电机驱动器使用说明 【使用前详细阅读】 英飞赛出品
一、特点 ◆最大输出驱动电流5A； ◆细分：1、2、8、16细分，拨码开关设置； ◆直流供电，最高50V(峰值)； ◆输出电流1-5A连续可调，采用电位器调节； ◆待机自动半流功能，减少发热量，降低能耗； ◆接口采用高速光耦隔离； ◆衰减四档可调； ◆电机运行平稳噪声小，无脉冲输入时啸叫小; ◆精巧的外形尺寸便于安装； ◆外形美观，散热效果好； 二、使用环境和参数： 信号输入有两个接口，任选其一即可，黑色牛角座是配合本公司的接口板使用的，用专用线缆直接连接即可，使用绿色接线插头，进行信号输入的接法如下： 3.1、共阳接法：
3.2、共阴接法： 四、接口定义： PLS—脉冲；DIR—方向；EN—使能； STEP+ STEP- STEP+与STEP-间正常压差为5V，不用串接限流电阻； STEP+与STEP-间正常压差为12V,串接1K电阻； STEP+与STEP-间正常压差为24V,串接3K电阻； 脉冲信号：脉冲上升沿有效； DIR+ DIR- DIR+与DIR-间正常压差为5V，不用串接限流电阻； DIR+与DIR-间正常压差为12V，串接1K电阻 DIR+与DIR-间正常压差为24V，串接3K电阻； 方向信号：高/低电平有效； EN+ EN- EN+与EN-间正常压差为5V，不用串接限流电阻； EN+与EN-间正常压差为12V，串接1K电阻； EN+与EN-间正常压差为24V，串接3K电阻 使能信号：高/低电平有效； A- 电机线A-相 A+ 电机线A+相 B+ 电机线B+相 B- 电机线B-相 VCC+直流电源正极 GND-直流电源负极
两相步进电机的工作原理 工业上电机用三相制，普通的小玩具马达两相也可以。拿玩具电机来说。上下是两个磁铁。中间是线圈。通了直流电以后，就成了电磁铁。被上下的磁铁吸引后就产生了偏转。但是因为中间连接电磁铁的两根线不是直接连接的。是采用在转轴的位置用一个滑动的接触片。这样如果电磁铁转过了头，原先连接电磁铁的两根线刚好就相反了。所以电磁铁的n极s 极就和以前相反了。但是电机上下的磁铁是不变的。所以又可以继续吸引中间的电磁铁。当电磁铁继续转。由于惯性又转过头了。所以电极又相反了。重复上述过程就转了。 但是他有缺陷。因为在刚好要变换电极的时候是需要靠惯性的。所以他不利于自己启动。功率也达不到很高。所以就产生了三相的电机。每隔120度放一个磁铁。分布在电机一圈。这样的电机改善了很多。 另外注意。不一定磁铁非要放外边。可以放内侧。而外侧是电磁铁。常见的发电厂大致都是这个结构的电机。 电机不一定当作机械动力使用。也可以当小型发电机来用。比如用一个柴油的机器产生一个持续的扭力矩，连接到电机上。就可以发电了。 下面是交流的。 如果中间放一个磁铁。外面放电磁铁来吸引中间的磁铁呢。还是从两相开始。假如上边一个电磁铁产生磁力把磁铁n极吸到了上边，然后刚好电磁铁的正负极颠倒了，那么就产生斥力把n极推到下边去。同样道理下边的也是对中间的磁铁产生吸力和斥力。但是大家一想就知道了。两相的交流也存在一个惯性的问题。就是刚好磁铁和电磁铁直上直下的时候。 所以三相的，明显比两相的有优势。而且中间的磁铁也不一定非得是一个直上直下的n极和s极的磁铁。可以把三个磁铁s极放中间，n极冲外面。这样外面的三个电磁铁就轮番的吸引中间的n极磁铁。 如果轴承的滑动摩擦力够小的话。只要电磁铁变化。就可以不断的吸引中间的三个n极磁铁产生偏转旋转。电磁铁变化磁极速度快，中间的轴承旋转就快。电磁铁变化速度就是频率了。发电厂的频率是一定的。所以你可以用变频的机器把电频率变成你需要的。就可以控制电机的速度了。 另外电机也不一定是三相的，还可以是四相的、五相的、六相的、七相的。但是由于大家做试验做过。太多相的，电磁互相干扰大，另外大家也知道，每个电磁铁都通电，是很浪费电的。因为电磁铁是用电线缠绕成的线圈。但是电线都有电阻。如果做一个六项的电机，耗电
实验六五相步进电动机控制的模拟 在五相步进电机的模拟控制实验区完成本实验。 一、实验目的 了解并掌握移位指令在控制中的应用及其编程方法。 二、控制要求 要求对五相步进电动机五个绕组依次自动实现如下方式的循环通电控制： 第一步：A～B～C～D～E 第二步：A～AB～BC～CD～DE～EA 第三步：AB～ABC～BC～BCD～CD～CDE～DE～DEA 第四步：EA～ABC～BCD～CDE～DEA 三、五相步进电动机的模拟控制的实验面板图： 上图中，下框中的A、B、C、D、E分别接主机的输出点Y1、Y2、Y3、Y4、Y5；SD接主 机的输入点X0。上框中发光二极管的点亮与熄灭用以模拟步进电机五个绕组的导电状态。四、编制梯形图并写出程序，实验梯形图参考图6 实验参考程序 步序指令器件号说明步序指令器件号说明 0 LD X000 输入 3 K20 1 ANI M0 4 LD T0 2 OUT T0 延时2秒 5 OUT M0 步序指令器件号说明步序指令器件号说明 6 LD X000 34 OR M106 7 OUT T2 延时3秒35 OR M107 8 K30 36 OR M111 9 ANI T2 37 OR M112 10 OUT M10 38 OR M113 11 LD M10 39 OR M204 12 OR M2 40 OR M205 13 OUT M100 41 OR M206 14 LD M115 42 OR M209
15 OUT M200 43 OUT Y001 A相电机运转 16 LD M209 44 LD M102 17 OUT T1 延时2秒45 OR M107 18 K20 46 OR M108 19 ANI T1 47 OR M112 20 OUT M2 48 OR M113 21 LD M0 移位输入49 OR M114 22 FNC 35 左移位50 OR M115 23 M100 数据输入51 OR M206 24 M101 移位52 OR M207 25 K15 移位段数：15 53 OUT Y002 B相电机运转 26 K1 1位移位54 LD M103 27 LD M0 移位输入55 OR M108 28 FNC 35 左移位56 OR M109 29 M200 数据输入57 OR M113 30 M201 移位58 OR M114 31 K9 移位段数：9 59 OR M115 32 K1 1位移位60 OR M201 33 LD M101 61 OR M202 步序指令器件号说明步序指令器件号说明 62 OR M206 76 OR M209 63 OR M207 77 OUT Y004 D相电机运转 64 OR M208 78 LD M05 65 OUT Y003 C相电机运转79 OR M110 66 LD M104 80 OR M111 67 OR M109 81 OR M202 68 OR M110 82 OR M203 69 OR M115 83 OR M204 70 OR M201 84 OR M205 71 OR M202 85 OR M208 72 OR M203 86 OR M209 73 OR M204 87 OUT Y005 E相电机运转 74 OR M207 88 END 程序结束 75 OR M208 五、练习题： 1、试编制三相步进电机单三拍反转的PLC控制程序。 2、试编制三相步进电机三相六拍正转的PLC控制程序。 3、试编制三相步进电机双三相正转的PLC控制程序。 4、试编制五相十拍运行方式的PLC控制程序。
2H42B 细分步进电机驱动器使用手册 V ersion 2.0 版权所有不得翻印 【使用前请仔细阅读本手册，以免损坏驱动器】 东莞市一能机电技术有限公司 DONGGUAN ICAN－TECH CO.,LTD 地址：东莞市万江区新和工业区瑞联振兴工业园B栋4楼 https://www.doczj.com/doc/7516866860.html,/ Email:tech@https://www.doczj.com/doc/7516866860.html,
2H42B 步进电机驱动器 一、 2H42B 步进电机驱动器产品简介 1.1概述 2H42B 步进电机驱动器是一款高性价比的细分两相步进电机驱动器。最大可提供2.0A 的电流输出。由于采用了双极性恒流斩波控制技术，与市面上同类型步进电机驱动器相比，其对步进电机噪声和发热均有明显改善。适用于尺寸为28，35，39，42等各类2相或4相混合式步进电机，具有体积小，使用简单方便等特点。 1.2特点 ◆低噪声，高速大转矩特性 ◆光电隔离差分信号输入，响应频率最高200K ◆供电电压12VDC-36VDC ◆细分精度1，2，4，8，16，32，64，128， ◆输出电流峰值可达2.0A 倍细分可选 ◆静止时电流自动减半 ◆外形尺寸小（96*60*24mm ） ◆可选择脉冲上升沿或下降沿触发 ◆电流设定方便，八档可选 ◆可驱动4、6、8线二相、四相步进电机 ◆具有过流，过温保护功能 1.3应用领域 适用于各类型自动化设备或仪器，如雕刻机、打标机、切割机、激光照排、绘图仪、数控 机床、机械手，包装机械，纺织机械等，极具性价比和竞争力。 二、 2H42B 步进电机驱动器 电气、机械和环境指标 1 网址:www https://www.doczj.com/doc/7516866860.html, 2.2 2H42B 步进电机驱动器使用环境及参数 图1.安装尺寸图 2.4加强散热方式 1) 2H42B 步进电机驱动器的可靠工作温度通常在60℃以内，电机工作温度为80℃以内； 2) 建议使用时选择自动半流方式 （即电机停止时电流自动减至60% ），以减少电机和驱动器的发热； 3) 安装步进电机驱动器时请采用立式侧面安装，使散热面向易于空气对流的方向，必要时在机箱内靠近驱动器处应安装排气风扇，进行强制散热，从而保证驱动器在可靠工作温度范围内工作。 2 网址: www https://www.doczj.com/doc/7516866860.html,
AUSR4/AUSR8 两相步进电机 驱动器
1 产品定义 1.1 概述 SR 系列两相步进电机驱动器是基于交流伺服原理设计的高性价比细分驱动器，具有优越的性能表现,高速大力矩输出,低噪音,低振动,低发热，特别适合 OEM 客户的大批量应用场合。SR 驱动器可通过拨码开关选择运行电流和细分，有 8 种细分，8 种电流供选择，具有过压，欠压，相电流和总线过流保护，其输入输出控制信号均采用光电隔离。 1.2 特性 ◆供电电源 SR4：24-48VDC SR8：24-75VDC ◆输出电流拨码开关选定，8 种选择 SR4：最大4.5 安培（峰值） SR8：最大7.8 安培（峰值） ◆电流控制交流伺服原理,高速大力矩输出,低振动,低噪音,低发热 ◆细分设置拨码开关设定，8 种选择： 400,800,1600,3200,6400,12800,25600,51200step/rev ◆速度范围选配合适的步进电机,最高可达3000rpm ◆抑制中频共振自动计算共振点，抑制中频振动 ◆开机系统自测驱动器上电初始化自动检测电机参数并由此优化电机电流算法和抗共振电子阻尼 系数 ◆控制方式脉冲&方向模式 ◆数字输入滤波器 2 MHz 数字信号滤波器 ◆运行参数选择 16 位旋转拨码器选择电机参数及负载惯量比,使系统运行在最佳状态 ◆空闲电流拨码开关选择 在电机停止运行后 1.0 秒电流会自动减为额定电流的50%或90% ◆驱动器自检拨码开关选择 电机以1rev/s 速度做两圈正反转往复运动
2 性能指标 2.1 电气指标 3 端口与接线 以下准备： SR4：24-48VDC 直流电源SR8：24-75VDC 直 流电源 并依照实际的负载及功耗选择合适功率的电源. 控制信号源 相匹配的步进电机（为取得最佳性能，请参考推荐的步 进电机） 3.1 电源连接 如果您的电源输出端没有保险丝或一些别的限制短路电流的装置，可在电源和驱动器之间放置一个适 当规格的快速熔断保险丝(规格不得超过10Amps)以保护驱动器和电源，请将该保险丝串联于电源的正极
五相步进马达的接线
让我来告诉你吧，先来看一下你的10根线，它应该有10种不同的颜色： 10线五相应该是 A相：兰－－红 B相：白－－黄 C相：棕－－紫 D相：黑－－灰 E相：橙－－绿 你用万用表测量一下是不是如此先，如果是这样的话就对了。 然后要怎么改你应该知道了吧。 我的问题解决了，告诉大家方法啊，先分相成五组，然后用指针式万用表电压档找出五相的同名端，具体就是旋转电机每相都正偏的就是同名端，然后分清采用星型接法还是五边形接法如果星型接法，将五条同名端并到一起短接，然后就是相序的排列了，这个很难啊，如果你有时间一定能试出来，最好找到同品牌产品的说明书，我的电机一共搞了两天才好用，引用了一篇文章 判断步进电机的相序及首尾端 妙判断 步进电机的应用越来越普遍。在使用过程中，电机的相序主要靠引出线的颜色、长度来区分。若找不到说明书
或标记不清，则步进电机的接线将十分麻烦。笔者通过对步进电机工作原理的分析、得出步进电机相序及首尾端的判别方法。下面以五相步进电机为例(要准备一节9伏电池和一个万用表)。 1. 用万用表电阻挡找出步进电机的五相绕组：Al—A2、B1-B2、C1-C2、 D1-D2、El-E2，如附图所示。” 2，把万用表拨到直流微安挡。将万用表的表笔接到其中一相，如B相上，红表笔接B1，黑表笔接B2。 3．将电池分别接步进电机其余四相，在接通瞬间记下万用表指针摆动幅度。如果指针反转，则要调换电池极性。在四次接通的瞬间，指针有两次摆动幅度最大，说明这两次电池所接的是万用表所接B相旁边的两相，即A 相和C相。 4．将万用表接A相或C相中的一相，如接C相。用上述方法可找出C相旁边的两相：B相和D相。依此类推，可按顺序找出A、B、C，D、E五相相序。 5. 如附图所示，电池接A相，万用表接B相，在电池接通的瞬间，万用表指针正转(如指针反转，应调换电池极性)，则电池正极所接的Al端和万用表红表笔所接的B1端为首端。依此方法，可以确定其余三相的首端C1，D1、E1。(肖正光)
目录 摘要 (2) 第一章引言 (3) 第二章系统总体方案设计 (4) 2.1程序设计的基本思路 (4) 2.2五相步进电动机的控制要求 (4) 2.3方案原理分析 (4) 2.3.1 功能要求 (4) 2.3.2 性能要求 (5) 第三章控制系统设计 (6) 3．1输入输出编址 (6) 3.2选择类型 (6) 3.3 外部接线图 (7) 3.4 控制流程 (7) 3.5 梯形图程序设计 (8) 3.5.1 步进控制设计 (9) 3.5.2 梯形图设计 (11) 3.6 语句表 (17) 3.7主电路图 (18) 3.8电机正反转控制图 (18) 3.9元件清单 (19) 3.10元件布置图 (19) 总结 (20) 参考文献 (20)
摘要 步进电机是一种控制精度极高的电机, 在工业上有着广泛的应用。步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。基于控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点。矩角特性是步进电机运行时一个很重要的参数，矩角特性好，步进电机启动转矩就大，运行不易失步。改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现。本文主要是介绍采用可编程控制器() 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。本文详细的介绍了用控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。其内容主要包括地址分配、外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。在实际应用中表明此设计是合理有效的。 关键词: ；梯形图；元件清单；五相十拍步进电机