步进电机控制技术综合实验 - Read.PPT

步进电机控制技术综合实验 实验目的 了解步进电机的工作原理和基本控制原理。 掌握用PLC控制步进电机硬件连线和梯形图编程方法； 掌握MPC07运动控制卡对步进电机的控制及其工作原理 熟练使用VB进行运动轨迹的编程 通过本实验提高学生对自动化控制的熟悉和了解,锻炼学生的动手和实践能力 实验器材和设备 PLC模块计算机 一台 EM-300型步进电动机控制系统 一台 一维工作台(带步进电机 α=1.8°) 一台 MPC07演示软件 PLC应用板(omron SYSMAC CPM2A) 一块 步进电机驱动器 一块 霍尔传感器 一个 多功能电源板 一块 导线 若干 实验要求 能够实现以下工作循环过程(全自动单周期)如下图：行程快进工进快退速度 实现工作台断电后通电自动复位功能，即任意位置能够自动返回到零位。 利用行程开关实现极限位置保护功能（即滑块触到极位开关就停止运行） 实验仪器简介： 步进电机是一种电脉冲信号转换成机械角位移的机电执行元件。当有脉冲信号输入时，步进惦记就一步一步的转动，每个输入脉冲对应电机的一个固定转角，故称为步进电机。步进电机属于同步电机，多数情况用做伺服电机，且控制简单，工作可靠，能够得到较高的精度。它是唯一能够以开环结构用于数控机床的伺服电动机。 步进电机按其励磁相数可分为三相、四相、五相、六相等；按其工作原理可分为反应式、永磁式合混合式三大类。 实验仪器简介： 步进电机是一种电脉冲信号转换成机械角位移的机电执行元件。当有脉冲信号输入时，步进惦记就一步一步的转动，每个输入脉冲对应电机的一个固定转角，故称为步进电机。步进电机属于同步电机，多数情况用做伺服电机，且控制简单，工作可靠，能够得到较高的精度。它是唯一能够以开环结构用于数控机床的伺服电动机。 步进电机按其励磁相数可分为三相、四相、五相、六相等；按其工作原理可分为反应式、永磁式合混合式三大类。 实验仪器简介： 3、步进电机的基本特点： 步进电机受点脉冲信号的控制。每输入以各脉冲信号，就变换以磁绕组的通电状态，电机就相应的转动以步，因此电机的总回转角合输入脉冲个数严格成正比关系，电机的转速则正比于脉冲的输入频率。改变步进电机的定子绕组的通电顺序，可以获得所需要的转向。改变输入脉冲频率，则可以得到所需要的转速（但是不能够超出极限频率）。 当步进电机脉冲输入停止时，只要维持绕组的激励电流不变，电机保持在原固定位置上，因此可以获得较高的定位精度，不需要安装机械制动装置从而达到精确制动。 误差不长期积累，转角精度高。由于每转过360°后，转子的累积误差为零，转角精度较高。 反映时间快。 缺点：效率低、没有过载能力。 实验仪器简介： 4、步距角的大小和通电方式、转子齿数、定子励磁绕组的相数的关系： （本实验 α=1.8°） α=360°/mZK m——步进电机的相数； Z——转子齿数； K——通电方式系数。相邻两次通电，相的数目相同K=1；相邻两次通电，相的数目不同K=2。 实验仪器简介： MPC07主要适用于点位运动控制系统。 MPC07控制卡是基于PC机PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，它与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作（例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送、外部信号的监控等等）；MPC07卡完成运动控制的所有细节（包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等）。 每块MPC07卡可控制4轴步进电机或数字式伺服电机，并支持多卡共用，以实现多于四个运动轴的控制；每轴均可输出脉冲和方向信号，以控制电机的运转；同时，可外接原点、减速、限位等开关信号，以实现回原点、保护等功能，这些开关信号由MPC07卡自动检测并作出反应。另外，MPC07卡提供了的通用I/O接口，用于开关量控制。 实验仪器简介： 4. MPC07卡采用先进的控制芯片，具有梯形升降速曲线，最高输出频率可达4.0MHz，有编码器反馈端口，主要适用于步进电机控制系统，也可用于有编码器反馈的数字式交流伺服系统。 5 MPC07配备了功能强大、内容丰富的Windows驱动程序、DLL函数库及示例程序。MPC07在插补算法和运动函数的执行效率方面采用了更有效的方法，提高了插补精度、插补速度和实时性。利用MPC07的示例程序既可以很快地熟悉M