步進(jìn)電機(jī)的西門子PLC控制（1）
 PLC直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)
        1. 環(huán)形分配程序?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)各相繞組的通電順序進(jìn)行環(huán)形脈沖分配，從而控制接到步進(jìn)電機(jī)三相繞組的48V直流電源的依次通、斷，形成磁場(chǎng)，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于步進(jìn)電機(jī)是電感性負(fù)載，直流電阻很小，故接限流電阻以免脈沖電流過大損壞，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)各相繞組的通電順序按 ：…A—AB—B—BC—C—CA—A…導(dǎo)通斷開時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。按A—AC—C—CB—B—BA—A…依次導(dǎo)通、斷開時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，即步進(jìn)電機(jī)可以按三相六拍工作。每當(dāng)步進(jìn)電機(jī)走一步，環(huán)形脈沖分配程序的步數(shù)減一，當(dāng)步數(shù)減為零時(shí)，停止環(huán)形脈沖分配，等待下一次的脈沖輸入。
控制部分的定位主要由位置控制部分與轉(zhuǎn)速控制部分組成，分別接PLC的I0.0-I0.7口。接線圖如下:
步進(jìn)電機(jī)的西門子PLC控制（1）本章闡述了此次設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)。簡單介紹了西門子S7-300系列PLC，以及S7-300系列PLC在使用中應(yīng)該注意的問題。設(shè)計(jì)了一個(gè)功率放大電路，并且說明了本次設(shè)計(jì)的硬件接線

        2.  元器件選擇、編程上要考慮，以確?？刂瓶煽?。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作?！　?. 力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及方便　　一個(gè)新的控制工程固然能產(chǎn)品的和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的也將運(yùn)行資金的。因此，在控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制簡單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制的使用和方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)?！　?. 適應(yīng)發(fā)展的需壓時(shí)要考慮在輸入端并上TVS管或穩(wěn)壓管。三、模塊嚴(yán)重電源模塊在電壓轉(zhuǎn)換中有能量損耗，產(chǎn)生熱能模塊，電源的轉(zhuǎn)換效率，影響電源模塊正常工作，但什么情況下會(huì)造成電源模塊較嚴(yán)重呢?l使用的是線性電源模塊;l負(fù)載過流;l負(fù)載太小：負(fù)載功率小于模塊電源輸出功率的10%，都會(huì)有可能會(huì)模塊(效率太低);l溫度過高或散熱不良。熱成像儀觀測(cè)下的電源模塊如圖2所示：如何解決電源模塊常見的八大故障解決：1)使用線性電源時(shí)要加散熱片;2)電源模塊的負(fù)載，確保不小于10%的額定負(fù)載;3)溫度，保持散熱良好。

用西門子S7-200外加定位模塊控制三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)，分別是X,Y,Z軸，每個(gè)軸都有一個(gè)原點(diǎn)感應(yīng)器，流程是：
        3. X軸發(fā)送5000脈沖，完畢后Y軸2000個(gè)脈沖，然后是Z軸再發(fā)送200個(gè)脈沖，完畢后三軸回原點(diǎn)；回原點(diǎn)后停2S，然后X軸發(fā)送5500脈沖，完畢后Y軸2200個(gè)脈沖，然后是Z軸再發(fā)送300個(gè)脈沖，完畢后三軸回原點(diǎn)；回原點(diǎn)后再停2S，然后X軸發(fā)送6000脈沖，完畢后Y軸2300個(gè)脈沖，然后是Z軸再發(fā)送400個(gè)脈沖，完畢后三軸回原點(diǎn)。
編程思路1：
S7-200/PLC是晶體管型，本身就能控制兩臺(tái)步進(jìn)馬達(dá)（也只能控制兩臺(tái)），第三臺(tái)步進(jìn)馬達(dá)追加用定位模塊來控制。討論：是否需要用到中斷（比如X軸發(fā)完脈沖產(chǎn)生中斷，此中斷子程序再控制Y軸發(fā)脈沖，Y軸發(fā)完后再產(chǎn)生中斷，此中斷子程序再控制Z軸，Z軸發(fā)完后產(chǎn)生中斷，此中斷子程序使各個(gè)軸回原點(diǎn)）
編程思路2：
西門子的位控模塊只能控制一臺(tái)步進(jìn)電機(jī),要想控制3臺(tái)的話,前提是3臺(tái)電機(jī)不能同時(shí)運(yùn)行,還要一個(gè)數(shù)字量的輸入\輸出模塊,將位控模塊的脈沖輸出接在數(shù)字量模塊的輸入端,3臺(tái)電機(jī)的脈沖線分別接在數(shù)字量模塊的輸出端,編程序來轉(zhuǎn)換脈沖給不同的電機(jī),方向3臺(tái)電機(jī)可以并在一起就可以了.因?yàn)橹挥幸慌_(tái)脈沖的電機(jī)才能運(yùn)行

        4. 可以通過611U伺服驅(qū)動(dòng)器攜帶10V主軸模擬量輸出，以驅(qū)動(dòng)帶模擬量輸入的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。系，統(tǒng)可以配OPO20NC鍵盤、MCP機(jī)床操作面板(與802S/C相同)。802D采用了104in彩色液晶顯示器，比。802S/C具有的操作性能，西門子數(shù)控系統(tǒng)I/O模塊采用了的輸入、輸出單元，采用SIEMENS611數(shù)，字式交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試可以直接利用SIMOCOMU完成，調(diào)整十分方便，西門子數(shù)控系統(tǒng)維修的相關(guān)人員應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù)，西門子數(shù)控系般都是采用DSP等高速芯片作為控制核心(有些采用PC架構(gòu))?！　∥鏖T子伺服控制器是用來控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屆于伺服系統(tǒng)的一部分。主要應(yīng)用于高精度的系統(tǒng)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)。目前是傳動(dòng)技術(shù)的產(chǎn)品，西門子伺服控制器是與控制技術(shù)，是機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成部分，它廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等自動(dòng)化裝備中，隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各個(gè)行業(yè)對(duì)電伺服系統(tǒng)的需求日益增大，并對(duì)其性能提出了更高的要求。因此研究、制造、高可靠性的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是工業(yè)竟相努力的目標(biāo)。

          5.  您是否需要一種無需多大努力即可滿足特定要求的變頻器？使用西門子的 MICROMASTER 420，這不會(huì)成為問題，因?yàn)檫@是一款適用于三相電網(wǎng)且可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線連接的通用型變頻器。這種變頻器具有模塊化的設(shè)計(jì)，各種選件可對(duì)廣泛的標(biāo)準(zhǔn)功能加以補(bǔ)充。您只需將操作員面板和通訊模塊插入即可，無需使用任何工具。與該系列的其它變頻器一樣，由于采用無螺釘型控制端子，端子連接變得輕而易舉。

MICROMASTER 420–優(yōu)點(diǎn)簡介

設(shè)計(jì)緊湊
電抗器和濾波器等基本部件可對(duì)緊湊型解決方案加以補(bǔ)充

功能多樣
可方便地針對(duì)多種用途進(jìn)行調(diào)試

具有通信功能
各種通訊接口可確保能夠用于最常見的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

        6. 為了優(yōu)化內(nèi)部通信，應(yīng)通過一根 RS232 連接電纜或一根以太網(wǎng)電纜（例如，帶有 RJ45 連接器的交叉網(wǎng)絡(luò)電纜，長 100 m）將冗余 OS 單站/OS 服務(wù)器對(duì)的兩個(gè)站相互連接。每種情況下，應(yīng)單獨(dú)訂購需的電纜：

根據(jù)具體環(huán)境條件和距離，兩個(gè)冗余站之間的以太網(wǎng)連接可以電氣連接或光纖連接的形式實(shí)現(xiàn)。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見手冊(cè)《SIMATIC PCS 7 高可用性過程控制系統(tǒng)》；有關(guān)合適的電纜材料和其它附件，請(qǐng)參見產(chǎn)品目錄 IK PI（工業(yè)通信）。

需要使用的其它組件取決于工廠架構(gòu)。除子自動(dòng)化系統(tǒng)的類型和數(shù)量之外，工廠總線和終端總線的設(shè)計(jì)也特別重要。高要求由圖中示的冗余配置決定，它具有一個(gè)容錯(cuò)自動(dòng)化站和兩個(gè)冗余環(huán)網(wǎng)，每個(gè)環(huán)網(wǎng)都用于工廠總線和終端總線。

       7. 變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。

       8. 由流體力學(xué)可知，p（功率）＝q（流量）×h（壓力），流量q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比，壓力h與轉(zhuǎn)速n的平方成正比，功率p與轉(zhuǎn)速n的立方成正比，如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速n可成比例的下降，而此時(shí)軸輸出功率p成立方關(guān)系下降。即水泵電機(jī)的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。所隊(duì)當(dāng)所要求的流量q減少時(shí)，可調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n按比例降低。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率p將按三次方關(guān)系大幅度地降低，比調(diào)節(jié)擋板、閥門節(jié)能40％一50％，從而達(dá)到節(jié)電的目的。

       9. SINAMICS V20 是西門子提供的具有基本性能的緊湊性變頻器，可針對(duì)此類應(yīng)用提供簡單且經(jīng)濟(jì)有效的驅(qū)動(dòng)解決方案。 SINAMICS V20 調(diào)試迅速，易于操作，堅(jiān)固耐用且經(jīng)濟(jì)高效，從而在同類產(chǎn)品中獨(dú)樹一幟。該款變頻器有五種尺寸可供選擇，輸出功率覆蓋 0.12 kW ~ 30 kW。

將成本降到zui低
       10.  組態(tài)、調(diào)試和運(yùn)行成本必須保持在盡可能低的水平。 使用 SINAMICS V20，您可以實(shí)現(xiàn)想要的目標(biāo)。 為提高能效，該變頻器采用了一種控制技術(shù)，用來通過自動(dòng)磁通降低來取得能效。 不僅如此，它還可顯示實(shí)際電能消耗量，并具有其它集成節(jié)能功能。 這樣就能夠大幅削減能耗。