步進電機控制的案例
基于FPGA的步進電機控制系統(tǒng)的設(shè)計方案
[導(dǎo)讀] 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機，輸入脈沖總數(shù)控制步進電機的總旋轉(zhuǎn)角度，電機的速度由每秒輸入脈沖數(shù)目所決定，因此易實現(xiàn)機械位置的精準(zhǔn)控制。而且由于步進電機價格低廉、可控性強等特點，使其在數(shù)控機床傳送控制等自動控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著技術(shù)的發(fā)展以及企業(yè)生產(chǎn)的要求，步進電機傳統(tǒng)的以單片機等微處理器為核心單元的控制系統(tǒng)暴露出了如下缺點：控制策略單一不利于實現(xiàn)人機交互，而且控制電路復(fù)雜、控制精度低、生產(chǎn)成本高，系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠，步進分辨率低、缺乏靈活性，低頻時的振蕩和噪聲大，而且受步進電機機械結(jié)構(gòu)和空間的限制，步進電機的步距角不可能無限的小，難以滿足高精度開環(huán)控制的需求。由于FPGA編程方式簡單，開發(fā)周期短，可靠性高，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛。
0 引言
步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機，輸入脈沖總數(shù)控制步進電機的總旋轉(zhuǎn)角度，電機的速度由每秒輸入脈沖數(shù)目所決定，因此易實現(xiàn)機械位置的精準(zhǔn)控制。而且由于步進電機價格低廉、可控性強等特點，使其在數(shù)控機床傳送控制等自動控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著技術(shù)的發(fā)展以及企業(yè)生產(chǎn)的要求，步進電機傳統(tǒng)的以單片機等微處理器為核心單元的控制系統(tǒng)暴露出了如下缺點：控制策略單一不利于實現(xiàn)人機交互，而且控制電路復(fù)雜、控制精度低、生產(chǎn)成本高，系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠，步進分辨率低、缺乏靈活性，低頻時的振蕩和噪聲大，而且受步進電機機械結(jié)構(gòu)和空間的限制，步進電機的步距角不可能無限的小，難以滿足高精度開環(huán)控制的需求。由于FPGA編程方式簡單，開發(fā)周期短，可靠性高，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。本文在總結(jié)FPGA的分頻技術(shù)以及步進電機細分控制原理的基礎(chǔ)上，通過PWM控制技術(shù)來提高步進電機的分辨率，仿真和實驗表明，本文采取的措施有效地實現(xiàn)步進電機控制的高效、精確控制。
展開 步進電機的控制系統(tǒng)設(shè)計 步進電機的開環(huán)控制解析
[導(dǎo)讀] 步進電機又稱為脈沖電機，基于最基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于年至年間。年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機構(gòu)中。
步進電機又稱為脈沖電機，基于最基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于年至年間。年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機構(gòu)中。這被認為是最初的步進電機。二十世紀初，在電話自動交換機中廣泛使用了步進電機。由于西方資本主義列強爭奪殖民地，步進電機在缺乏交流電源的船舶和飛機等獨立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進電機上，對于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后，由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進電機的控制方式更加靈活多樣。
步進電機相對于其它控制用途電機的最大區(qū)別是，它接收數(shù)字控制信號電脈沖信號并轉(zhuǎn)化成與之相對應(yīng)的角位移或直線位移，它本身就是一個完成數(shù)字模式轉(zhuǎn)化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制，輸入一個脈沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量，這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比，其成本明顯減低，幾乎不必進行系統(tǒng)調(diào)整。步進電機的角位移量與輸入的脈沖個數(shù)嚴格成正比，而且在時間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數(shù)量、頻率和電機繞組的相序，即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、速度和方向。
我國的步進電機在二十世紀七十年代初開始起步，七十年代中期至八十年代中期為成品發(fā)展階段，新品種和高性能電機不斷開發(fā)，目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是永磁材料、半導(dǎo)體技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，使步進電機在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
展開 收藏 | 自動化工程師必掌握的PLC控制步進電機邏輯思路
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PLC作為一種工業(yè)控制計算機，具有模塊化結(jié)構(gòu)、配置靈活、高速的處理速度、精確的數(shù)據(jù)處理能力、PLC對步進電機也具有良好的控制能力，利用其高速脈沖輸出功能或運動控制功能，即可實現(xiàn)對步進電機的控制。
對于那些在運行過程中移動距離和速度均確定的具體設(shè)備，小編認為采用PLC通過步進電機驅(qū)動器來控制步進電機的運轉(zhuǎn)是一種理想的技術(shù)方案。
步進電機的特點
（1）步進電機的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴格成正比，電機運轉(zhuǎn)一周后沒有累積誤差，具有良好的跟隨性；
（2）由步進電機與驅(qū)動器電路組成的開環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)，既非常簡單、廉價，又非常可靠。同時，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)；
（3）步進電機的動態(tài)響應(yīng)快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速；
（4）速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得大轉(zhuǎn)矩；
（5）步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，它不能直接使用交流電源和直流電源。
步進電機能響應(yīng)而不失步的最高步進頻率稱為“啟動頻率”；與此類似，“停止頻率”是指系統(tǒng)控制信號突然關(guān)斷，步進電機不沖過目標(biāo)位置的最高步進頻率。而電機的啟動頻率、停止頻率和輸出轉(zhuǎn)矩都要和負載的轉(zhuǎn)動慣量相適應(yīng)。
展開 plc控制步進電機邏輯思路
plc作為一種工業(yè)控制計算機，具有模塊化結(jié)構(gòu)、配置靈活、高速的處理速度、精確的數(shù)據(jù)處理能力、PLC對步進電機也具有良好的控制能力，利用其高速脈沖輸出功能或運動控制功能，即可實現(xiàn)對步進電機的控制。
對于那些在運行過程中移動距離和速度均確定的具體設(shè)備，小編認為采用PLC通過步進電機驅(qū)動器來控制步進電機的運轉(zhuǎn)是一種理想的技術(shù)方案。
步進電機的特點：
（1）步進電機的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴格成正比，電機運轉(zhuǎn)一周后沒有累積誤差，具有良好的跟隨性。
（2）由步進電機與驅(qū)動器電路組成的開環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)，既非常簡單、廉價，又非常可靠。同時，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。
（3）步進電機的動態(tài)響應(yīng)快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。
（4）速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，低速下仍能保證獲得大轉(zhuǎn)矩。
（5）步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，它不能直接使用交流電源和直流電源。
步進電機能響應(yīng)而不失步的最高步進頻率稱為“啟動頻率”；與此類似，“停止頻率”是指系統(tǒng)控制信號突然關(guān)斷，步進電機不沖過目標(biāo)位置的最高步進頻率。而電機的啟動頻率、停止頻率和輸出轉(zhuǎn)矩都要和負載的轉(zhuǎn)動慣量相適應(yīng)。有了這些數(shù)據(jù)，就能有效地對步進電機進行變速控制。
采用PLC控制步進電機，應(yīng)根據(jù)下式計算系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量、脈沖頻率上限和最大脈沖數(shù)量，進而選擇PLC及其相應(yīng)的功能模塊。根據(jù)脈沖頻率可以確定PLC高速脈沖輸出時需要的頻率，根據(jù)脈沖數(shù)量可以確定PLC的位寬。
展開 
步進電機工作原理與運動控制基礎(chǔ)
這些控制方法基于步進電機的工作原理和特性，通過控制輸入的電脈沖信號來實現(xiàn)。
速度控制
步進電機的速度控制主要通過控制輸入的電脈沖頻率來實現(xiàn)。脈沖頻率越高，電機轉(zhuǎn)動的速度越快；脈沖頻率越低，電機轉(zhuǎn)動的速度越慢。因此，通過調(diào)節(jié)脈沖頻率，可以實現(xiàn)對步進電機速度的控制。
在實際應(yīng)用中，為了獲得更平滑的速度變化，通常會采用加減速控制算法。這種算法可以在電機啟動和停止時逐漸改變脈沖頻率，從而避免電機因突然加速或減速而產(chǎn)生的沖擊和振動。
位置控制
步進電機的位置控制是通過控制輸入的脈沖數(shù)量來實現(xiàn)的。每個脈沖信號對應(yīng)電機轉(zhuǎn)動一個步距角。因此，通過控制脈沖數(shù)量，可以精確控制電機轉(zhuǎn)動的角度和位置。
為了實現(xiàn)更精確的位置控制，通常會采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通過傳感器實時監(jiān)測電機的位置信息，并與設(shè)定的目標(biāo)位置進行比較。當(dāng)實際位置與目標(biāo)位置存在偏差時，控制系統(tǒng)會調(diào)整脈沖數(shù)量或頻率，以消除偏差并達到目標(biāo)位置。
方向控制
步進電機的方向控制是通過改變輸入脈沖信號的相序來實現(xiàn)的。當(dāng)相序改變時，定子磁極的磁場方向也會改變，從而使轉(zhuǎn)子磁極向相反的方向轉(zhuǎn)動。因此，通過控制脈沖信號的相序，可以實現(xiàn)對步進電機轉(zhuǎn)動方向的控制。
步進電機的應(yīng)用與發(fā)展
步進電機以其精確的定位和易于控制的特性，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。例如，在數(shù)控機床、自動化生產(chǎn)線、機器人技術(shù)等領(lǐng)域中，步進電機用于實現(xiàn)精確的位置控制和運動軌跡控制。在醫(yī)療設(shè)備、精密測量儀器等領(lǐng)域中，步進電機則用于實現(xiàn)高精度的定位和測量。
隨著科技的不斷發(fā)展，步進電機的性能也在不斷提高。新型步進電機具有更高的精度、更低的噪音和更長的使用壽命。
展開 單片機控制步進電機設(shè)計及失步原因分析
[導(dǎo)讀] 步進電機又稱為脈沖電機，基于最基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于年至年間。年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機構(gòu)中。
步進電機又稱為脈沖電機，基于最基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于年至年間。年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機構(gòu)中。這被認為是最初的步進電機。二十世紀初，在電話自動交換機中廣泛使用了步進電機。由于西方資本主義列強爭奪殖民地，步進電機在缺乏交流電源的船舶和飛機等獨立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進電機上，對于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后，由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進電機的控制方式更加靈活多樣。
步進電機相對于其它控制用途電機的最大區(qū)別是，它接收數(shù)字控制信號電脈沖信號并轉(zhuǎn)化成與之相對應(yīng)的角位移或直線位移，它本身就是一個完成數(shù)字模式轉(zhuǎn)化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制，輸入一個脈沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量，這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比，其成本明顯減低，幾乎不必進行系統(tǒng)調(diào)整。步進電機的角位移量與輸入的脈沖個數(shù)嚴格成正比，而且在時間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數(shù)量、頻率和電機繞組的相序，即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、速度和方向。
單片機控制步進電機的設(shè)計與步進電機失步原因
單片機控制步進電機的設(shè)計
步進電機是工業(yè)控制中應(yīng)用十分廣泛的一種電動機，它能將數(shù)字信號直接轉(zhuǎn)換成角位移或線位移，驅(qū)動速度和指令脈沖能嚴格同步，具有較高的定位精度，控制系統(tǒng)成本低廉，在經(jīng)濟型數(shù)控機床等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
展開 步進電機的技術(shù)參數(shù) 控制及其應(yīng)用
[導(dǎo)讀] 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。
步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。
步進電機是一種感應(yīng)電機，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器。
雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進電機并不能像普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。
步進電機從其結(jié)構(gòu)形式上可分為反應(yīng)式步進電機（Variable Reluctance，VR）、永磁式步進電機Permanent Magnet，PM）、混合式步進電機（Hybrid Stepping，HS）、單相步進電機、平面步進電機等多種類型，在我國所采用的步進電機中以反應(yīng)式步進電機為主。
展開 步進電機應(yīng)用案例
1.步進電機的工作原理
步進電機的=是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的速轉(zhuǎn)、停止的位置只取決于控制脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)。
脈沖數(shù)越多，電機轉(zhuǎn)動的角度越大。
脈沖的頻率越高，電機轉(zhuǎn)速越快，但不能超過最高頻率，否則電機的力矩迅速減小，電機不轉(zhuǎn)。
2.步進驅(qū)動器
（1） . 從步進電機的轉(zhuǎn)動原理可以得出，要使步進電機正常運行，必須按規(guī)律控制步進電機的每一相繞組得電。步進驅(qū)動器接受外部的信號是方向信號（DIP）和脈沖信號（ CP）。另外步進電機在停止時，通常有一相得電，電機的轉(zhuǎn)子被鎖住，所以當(dāng)需要轉(zhuǎn)子松開時，可以使用脫機信號（FREE）。
下面是步進電機、步進驅(qū)動器和PLC之間的接線
當(dāng)Y0、Y1、Y2得電時形成回路
（5V+→CP+→CP-→Y0→com→5V-）
有幾個注意的地方:
①步進驅(qū)動器的電源要采用單獨的電源，不能plc上的電源（PLC上的電源電流只有100mA左右）
②當(dāng)電源為DC24V時，通常要接一個限流電阻R(黃圈)
（2）.細分
為了提高步進電機控制的精度，現(xiàn)在的步進驅(qū)動器都有細分功能，所謂細分，就是通過驅(qū)動器中的電路的方法把步距角減小。（例如把步進驅(qū)動器設(shè)置成5細分，假設(shè)原來的步距角1.8°，那么設(shè)為5細分后，步距角就是0.36°。即一步分5步走完）
具體怎么設(shè)置可參考說明書
3.應(yīng)用案例
利用PLC做上位機，控制步進電機按一定的角度旋轉(zhuǎn)。
利用PLC控制步進電機順時針轉(zhuǎn)兩周，停5秒，逆時針轉(zhuǎn)一周，停兩秒，如此循環(huán)進行，按下停止按鈕，電機馬上停止（電機軸鎖住）
按下脫機按鈕，電機的軸松開。
展開 低壓MOS在步進電機驅(qū)動器上的應(yīng)用-REASUNOS瑞森半導(dǎo)體
一、前言
步進電機驅(qū)動器是一種用于控制步進電機運動的裝置，它是將控制信號轉(zhuǎn)換成步進電機可以識別的控制電壓或電流的電路。它在工業(yè)自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如機器人、印刷機、木工機床、噴繪機等。步進電機驅(qū)動器的組成結(jié)構(gòu)主要由以下部分：
1、步進電機是一種驅(qū)動裝置，它可以將電能轉(zhuǎn)換成精確的位移，是控制機械裝置精確運動的重要元件。
2、步進電機驅(qū)動器的驅(qū)動電路是控制步進電機的重要部分，其主要由換流器、放大器、比較器、驅(qū)動電路等組成。
3、控制電路將外部的控制信號轉(zhuǎn)換成步進電機可以識別的控制電壓或電流，從而實現(xiàn)步進電機的控制。
低壓MOS在步進電機驅(qū)動器上的應(yīng)用
二、典型應(yīng)用拓撲圖
步進電機驅(qū)動電路使用N溝道功率MOS組成上下對管，常見的為2-4對MOS管，控制器通過接受步進電機的反饋，選擇適當(dāng)?shù)拈_啟時序，控制MOS的通斷，完成換相，定位，調(diào)速等執(zhí)行動作。
步進電機驅(qū)動電路拓撲圖
三、典型應(yīng)用及選型推薦
針對步進電機驅(qū)動電路推薦使用瑞森半導(dǎo)體低壓MOS-Trench系列，其優(yōu)勢：
Trench工藝，更小的Ronsp，串并聯(lián)隨意搭配。
低導(dǎo)通電阻，結(jié)電容適中，高效率，高可靠性。
步進電機驅(qū)動電路產(chǎn)品選型
展開 西門子PLC原來是這樣控制步進驅(qū)動器的
步進電機常用來做定位控制，它可以由PLC輸出的脈沖數(shù)量控制旋轉(zhuǎn)的角度（相對來說可以是距離），脈沖的頻率控制步進電機旋轉(zhuǎn)的速度。但用于控制精度不是很高的場合，簡單、經(jīng)濟、控制方便；對于控制精度要求很高的場合，就得使用伺服控制系統(tǒng)了。
步進系統(tǒng)=步進驅(qū)動器+步進電機。步進電機由步進驅(qū)動器來驅(qū)動，相當(dāng)于驅(qū)動電源，且它受外部的脈沖信號和方向信號控制（這里舉例是西門子PLC輸出脈沖），進而控制步進電機的旋轉(zhuǎn)角度和速度。
步進驅(qū)動器+步進電機+西門子PLC（CPU 222 CN）
相關(guān)的定義
1、驅(qū)動器：用于PLC控制步進電機的媒介，負責(zé)把PLC給的脈沖信號經(jīng)過放大后，輸給步進電機，使電機按照PLC和驅(qū)動器給定的參數(shù)運行。
控制過程
2、步距角：每個脈沖使步進電機旋轉(zhuǎn)的角度，比較普遍的是1.8°，這個一般是不可以改變的啦。
例：在未設(shè)定細分情況下，控制步距角為1.8°的步進電機轉(zhuǎn)動一圈（360°），需要PLC發(fā)出多少個脈沖？
360°/X=1.8°/1，所以X=200個脈沖。
3、細分：實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，步距角很大的話，每次轉(zhuǎn)動的角度也就很大，會引起振動，相應(yīng)的控制誤差也會變大。所以引入了細分的功能。意思就是，通過驅(qū)動器的DIP開關(guān)把步距角多分幾分，讓電機轉(zhuǎn)動更加平穩(wěn)。
例：步距角為1.8°，設(shè)定10細分，那么PLC每發(fā)出一個脈沖，電機只轉(zhuǎn)動0.18°，步進電機轉(zhuǎn)動一圈（360°），需要PLC發(fā)出多少個脈沖？
360°/X=0.18°/1，所以X=2000個脈沖。
小結(jié)：步距角越大，脈沖數(shù)越少；步距角越小，脈沖數(shù)越多。
展開 西門子S7-200SMART PLC編寫的步進電機控制程序
P0 和 P1
在“方向控制”(Directional Control) 節(jié)點，可選擇下列“相位”(Phasing) 模式：
– 單相（2 個輸出）
– 雙相（2 個輸出）
– AB 正交相（2 個輸出）
– 單相（1 個輸出）
本程序單向單輸出控制，I/O 分配表
輸入
功能
I0.0
正轉(zhuǎn)
I0.1
反轉(zhuǎn)
I1.4
機械手基準(zhǔn)傳感器
輸出
功能
Q0.0
步進電機驅(qū)動器PUL+
Q0.1
步進電機驅(qū)動器DIR+
Q0.2
步進電機驅(qū)動器ENA+
1750為步進脈沖
開啟步進電機運動子列程
1000為速度
步進電機運動控制
單項單脈沖就是給正脈沖它往正方向轉(zhuǎn)，不給脈沖開啟運動軸往反方向轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到機械手基準(zhǔn)傳感器檢測到回到原位，關(guān)閉運動軸。注意I1.4為機械手基準(zhǔn)處傳感器。
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【干貨】西門子S7-1200博途用LAD和SCL語言控制步進電機程序分析
西門子S7-1200PLC控制步進電機的梯形圖程序
西門子S7-1200PLC控制步進電機的梯形圖程序，也可以用結(jié)構(gòu)化編程的思路來編程。
首先，新建一個FB，編程語言選擇LAD（梯形圖）。
然后，在FB編程區(qū)編寫程序段1~19。
程序段1，M1.2為系統(tǒng)存儲器始終為1。手/自動開關(guān)為1時，自動模式開啟；手/自動開關(guān)為0時，手動模式開啟。
程序段2，M1.2為系統(tǒng)存儲器始終為1。啟動使能按鈕一個上升沿在步進電機未使能時，置位軸使能；啟動使能按鈕一個上升沿在步進電機已使能時，復(fù)位軸使能。
▼ 程序段1、2
程序段3，步進電機啟動使能，調(diào)用MC_Power指令程序。
程序段4，步進電機點動模式，調(diào)用MC_MoveJog指令程序。
▼ 程序段3、4
程序段5，在手動模式下，按復(fù)位按鈕，復(fù)位指令啟動。
程序段6，步進電機復(fù)位模式，調(diào)用MC_Reset指令程序。
程序段7，步進自動轉(zhuǎn)換為手動模式的一個脈沖時，觸發(fā)暫停模式。
▼程序段5、6、7
程序段8，步進電機暫停模式，調(diào)用MC_Halt指令程序。
程序段9，在自動模式下，按復(fù)位按鈕，回原點指令啟動。
▼程序段8、9
程序段10，步進電機回原點模式，調(diào)用MC_Home指令程序。
程序段11，在自動模式下，按自動啟動按鈕，開始執(zhí)行定位運行。
展開 一文教你步進電機特性、原理及驅(qū)動器設(shè)計
06
電機控制驅(qū)動器
步進電機不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專用的步進電機驅(qū)動器，它有脈沖發(fā)生控制單元、功率驅(qū)動單元、保護單元等組成。如下圖所示。
驅(qū)動單元與步進電機直接耦合，也可以理解成步進電機微機控制器的功率接口。下面將使用MCU和分離元器件的系統(tǒng)舉例說明。MCU相當(dāng)于是控制電機的大腦，它向分立器件發(fā)送電機的步距角時間、轉(zhuǎn)動方向和重復(fù)次數(shù)等，而分立器件根據(jù)MCU發(fā)出的信號，將放大電壓和電流并將其發(fā)送至電機，從而驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。
如上圖所示，該系統(tǒng)使用了MCU和電機控制驅(qū)動器IC。從輸入控制信號來區(qū)分，步進電機控制器IC可以分為相入力型和時鐘入力型。相入力型是指電機的每個勵磁相的電流方向由輸入信號控制，而時鐘入力型是指電機的驅(qū)動由脈沖信號來控制。
相入力型
相入力型電機驅(qū)動器需要A和B兩相的控制信號，只需要時鐘信號，需要控制信號的MCU做更多的運輸工作。
展開 提高步進電機運行質(zhì)量的電流控制方法
[導(dǎo)讀] 雙極性步進電機包含兩繞組，為了使電機運行平穩(wěn)，不斷的給這兩個線圈加以相位差90度的正弦波，步進電機就開始轉(zhuǎn)動起來。
A雙極性步進電機的基礎(chǔ)知識
雙極性步進電機包含兩繞組，為了使電機運行平穩(wěn)，不斷的給這兩個線圈加以相位差90度的正弦波，步進電機就開始轉(zhuǎn)動起來。
通常，步進電機不是由模擬線性放大器驅(qū)動；而是由PWM電流調(diào)節(jié)驅(qū)動，把線性的正弦波信號轉(zhuǎn)換成了離散的直線段信號。 正弦波可被分成多段，隨著段數(shù)的增加，波形不斷接近正弦波。 實際應(yīng)用中，段數(shù)多從4到2048或更多，大多數(shù)步進驅(qū)動IC采用4到64段細分。整步驅(qū)動，每一時刻只有一個相通電，兩相電流交替和電流方向切換，使得一共產(chǎn)生四個步進電機機械狀態(tài)。半步驅(qū)動，比整步驅(qū)動方式相對復(fù)雜一些，在同一時刻，可能兩個相都需要被通電，如圖1所示，使電機的步進分辨率提高了一倍。細分驅(qū)動，電機轉(zhuǎn)子走一步的角度將會隨著細分數(shù)的增加而減小，電機轉(zhuǎn)動也越來越平穩(wěn)，例如把一個32段細分序列稱為八分之一步驅(qū)動模式（見圖1）。
電流控制精度的重要性
雙極性步進電機轉(zhuǎn)子的位置取決于流經(jīng)兩個線圈繞組的電流的大小。通常，選擇步進電機的主要指標(biāo)為，準(zhǔn)確的機械定位或精準(zhǔn)的機械系統(tǒng)速度控制。所以繞組電流的精度控制對步進電機的平穩(wěn)運行非常重要。
在機械系統(tǒng)中，有兩個問題會導(dǎo)致不準(zhǔn)確的電流控制：
1、在低速運行或用步進電機用于定位控制的情況下，每一細分段電機運行的步數(shù)錯誤，導(dǎo)致錯誤的定位。
2、在高速運行下，系統(tǒng)非線性會導(dǎo)致短期電機運行速度變化，使得力矩不穩(wěn)，增加了電機噪聲和振動。
PWM控制和電流衰減模式（Decay Mode）
大多數(shù)的步進電機驅(qū)動IC，依靠步進電機繞組的電感特性實現(xiàn)PWM電流調(diào)節(jié)。
展開 步進電機知識詳解，再不怕看不懂步進電機了！
課程簡介
該課程講解西門子S7-200SMART系列PLC如何實現(xiàn)驅(qū)動步進電機完成定位控制，課程詳解步進驅(qū)動的結(jié)構(gòu)、細分的設(shè)置方法、步進驅(qū)動器與步進電機的接線、步進驅(qū)動與PLC的接線、PLC中運動向?qū)У呐渲谩LC運動控制程序的設(shè)計及配合步進電機的運動控制調(diào)試等等。
