三相步进电动机的控制设计 - 西门子S7-300/400应用案例(一)

详细内容

步进电动机(Stepping Motor)又称为脉冲电动机或阶跃电动机，简称步进电动机。步进电动机是根据输入的脉冲信号，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。
步进电动机可以对旋转角度和转动速度进行高精度的控制，所以它的应用十分广泛，例如在仪器仪表、机床等设备中都是以步进电动机作为传动核心机构。
步进电动机同普通电动机一样，也有转子、定子和定子绕组。定子绕组分若干相，每相的磁极上有极齿，转子在轴上也有若干个齿。当某相定子绕组通电时，相应的两个磁极就分别形成N-S极，产生磁场，并与转子形成磁路。如果这时定子的齿与转子的齿没有对齐，则转子在磁场的作用下将转动一定的角度，使转子上的齿与定子的极齿对齐.由此可见，它是按电磁铁的作用原理进行工作的，在外加电脉冲信号的作用下，一步一步地运转，是一种将电脉冲信号转换成相应角位移动的机电元件。
步进电动机的种类较多，如单相、双相、三相、四相、五相及六相等多种类型。三相步进电动机有A. B, C 3个绕组，按一定的规律给3个绕组供电，就能使它按要求的规律转动，如图所示。
三相步进电动机分为三相单三拍、三相双三拍和三相六拍，通电顺序分别如下。


1.控制要求
使用PLC控制一个三相六拍的步进电动机的运行，按下正转按钮时，步进电动机进行正转，按下反转按钮时，步进电动机进行反转。步进电动机有快速和慢速两种状态，快速的转速为10步/S,慢速的转速为1步/秒。
2，控制分析
三相六拍步进电动机转动一圈需执行6步操作，因此可以使用移位寄存器ROL_DW和ROR_DW实现三相六拍的步进移位控制，其中ROL_DW为步进电动机正转移位控制;ROR_DW为步进电动机反转移位控制。步进电动机的正反转选择可通过两个按钮进行。给定时器赋不同的初始值可改变步进电动机的转速，转速的选择可使用SA实现.
3. PLC控制三相六拍步进电动机的I/O分配表
根据控制要求分析可知，该设计需要4个输入和3个输出，使用S7-300 PLC控制三相六拍步进电动机的I/O分配表如表所示。