滁州西門子電機中國總代理

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步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在工業領域占有極其重要的作用，它是在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角"，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。 那么步進電機的線路連接使用的接線端子常見種類和布局是怎么樣的呢？

步進電機中用量比較大的是PCB接線端子。LC系列產品是一類組合插拔式接線端子，與組合件LZ系列產品配套使用。該系列擁有多種間距，例如：2.5,3.5,3.81,5.0,5.08,7.5,7.62…等，接線位數2-24P。產品功能豐富，能提供帶法蘭固定，也有正面、側面、斜面等不同進線方向的樣式。該系列產品里您也可以選擇螺絲鎖定與免螺絲鎖定的接線方式。而LZ系列產品剛好與LC系列產品形成配套。

還會用到LS彈簧式接線端子和LW柵欄式接線端子，LW系列產品結構簡單，直觀以及連接牢固。焊針位置與形式多種多樣，例如中間位，邊位，雙針位，九十度彎針和帶焊錫線孔型。產品提供6.36,7.62,8.25,9.52,10.0,11,0,13.0.…等各類間距，有選配防護罩蓋品種。LS系列產品是彈簧式印刷線路板接線端子，提供2.54,3.5,5.0,5.08,7.5…等各類間距。適用于高密度配線的要求，單芯線能直接插入，退線時只需一把起子壓下即可輕易將導線取出。，同時具有極優的放防導線松動功能。

步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號時就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（稱為“步距角"），其旋轉以固定的角度運行?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量以達到準確定位的目的;同時也可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度而達到調速的目的。步進電機作為一種控制用的特種電機，因其沒有積累誤差（精度為****）而廣泛應用于各種開環控制。

　　1 定位原理及方案
　　1.1 步進電機加減速控制原理
　　步進電機驅動執行機構從一個位置向另一個位置移動時，要經歷升速、恒速和減速過程。當步進電機的運行頻率低于其本身起動頻率時，可以用運行頻率直接起動并以此頻率運行，需要停止時，可從運行頻率直接降到零速。當步進電機運行頻率fb>fa（有載起動時的起動頻率）時，若直接用fb頻率起動會造成步進電機失步甚至堵轉。同樣在fb頻率下突然停止時，由于慣性作用，步進電機會發生過沖，影響定位精度。如果非常緩慢的升降速，步進電機雖然不會產生失步和過沖現象，但影響了執行機構的工作效率。所以對步進電機加減速要保證在不失步和過沖前提下，用*快的速度（或*短的時間）移動到位置。
　　步進電機常用的升降頻控制方法有2種：直線升降頻（圖1）和指數曲線升降頻（圖2）。指數曲線法具有較強的跟蹤能力，但當速度變化較大時平衡性差。直線法平穩性好，適用于速度變化較大的快速定位方式。以恒定的加速度升降，規律簡練，用軟件實現比較簡單，本文即采用此方法。

　　1.2 定位方案
　　要保證系統的定位精度，脈沖當量即步進電機轉一個步距角所移動的距離不能太大，而且步進電機的升降速要緩慢，以防止產生失步或過沖現象。但這兩個因素合在一起帶來了一個突出問題：定位時間太長，影響執行機構的工作效率。因此要獲得高的定位速度，同時又要保證定位精度，可以把整個定位過程劃分為兩個階段：粗定位階段和精定位階段。粗定位階段，采用較大的脈沖當量，如0.1mm/步或1mm/步，甚至更高。精定位階段，為了保證定位精度，換用較小的脈沖當量，如0.01mm/步。雖然脈沖當量變小，但由于精定位行程很短（可定為全行程的五十分之一左右），并不會影響到定位速度。為了實現此目的，機械方面可通過采用不同變速機構實現。
　　工業機床控制在工業自動化控制中占有重要位置，定位鉆孔是常用工步。設刀具或工作臺欲從A點移至C點，已知AC=200mm，把AC劃分為AB與BC兩段，AB=196mm，BC=4mm，AB段為粗定位行程，采用0.1mm/步的脈沖當量依據直線升降頻規律快速移動，BC段為精定位行程，采用0.01mm/步的脈沖當量，以B點的低頻恒速運動完成**定位。在粗定位結束進入精定位的同時，PLC自動實現變速機構的更換。
　　2 定位程序設計
　　2.1 PLC脈沖輸出指令
　　目前較為先進的PLC不僅具有滿足順序控制要求的基本邏輯指令，而且還提供了豐富的功能指令。Siemens S7-200系列PLC的PLUS指令在Q0.0和Q0.1輸出PTO或PWM高速脈沖，*大輸出頻率為20KHz。脈沖串（PTO）提供方波輸出（50%占空比），用戶控制周期和脈沖數。脈沖寬度可調制（PWM）酮能提供連續、變占空比輸出，用戶控制周期和脈沖寬度。本文采用PTO的多段管線工作方式實現粗定位，PTO的單段管線方式實現精定位。
　　上述例子中，假定電機的起動和結束頻率是2KHz，*大脈沖頻率是10KHz。在粗定位過程中，用200個脈沖完成升頻加速，400個脈沖完成降頻減速。使用PLC的PTO多段管線脈沖輸出時，用下面的公式計算升降頻過程中的脈沖增量值。
　　給定段的周期增量=（ECT—ICT）/Q
　　式中：ECT=該段結束周期時間
　　ICT=該段初始周期時間
　　利用這個公式，加速部分（第1段）周期增量為2，減速部分（第3段）周期增量為1。因第2段是恒速部分，故周期增量為0。如果PTO的包絡表從VB500開始存放，則表1為上例的包絡表值。

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