西门子模块6ES7223-1PL22-0XA8参数详细

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对于16细分或更多细分的数字代码也可以类似方式列出。epbom输出的数字代码经图6中的dac转换成相应的电流值，再通过运放a1转换成给定电压加到运放a2的“+”端。eprom输出的代码越大，加到a2的给定电压越大，流过电机绕组的电机为给定电压／r也越大。*大代码0ffh产生额定电流；小于额定电流的驱动电流分别由00h、3fh、7fh和0bfh产生。

图7是以细分和调频调压两种方式驱动步进电机的原理图。若去掉上半部分，外加恒定电压，则成了纯粹的细分驱动控制电路。这时，微机输出的分相信号控制整步运动规律。微机的另一组输出控制每步中的细分。首先，经d／a转换器将输出的数字量转换成为模拟量；然后，经pwm电路变换成为输出频率固定但脉冲宽度可变的脉冲序列。微机输出的数值越大，则pwm输出的脉宽越宽，产生的相电流和电机转动的角度也越大。当微机输出*大数据代码，或pwm输出*宽脉冲时，步进电机将转动一个步距角。若微机输出的数据为*大值的1／64、1／32或1／l6，则电机将以步距角的l／64、1／32或l/16的微步运动。若微机输出一串阶梯形

可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。作为控制执行部件，它广泛应用于自动控制和精密机械等领域。例如，在、机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机、绘图仪等），凡需要对转角进行精确控制的情况下，使用步进电机*为理想。

1.步进电机的控制原理

步进电机两个相邻磁极之间的夹角为 60 °，线圈绕过相对的两个磁极，构成一相（ a-a ' b-b ' c-c '）。磁极上有 5 个均匀分布的矩形小齿，转子上没有绕组，而有 40 个矩形小齿均匀分布在其圆周上，且相邻两个齿之间的夹角为 9 °。

当某相绕组通电时，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。如果这时定子的小齿与转子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下转子将转动一定的角度，使转子齿与定子齿对齐，从而使步进电机向前“走”一步。

2.步进电机的控制方式

如果通过按顺序给绕组施加有序的脉冲电流，就可以控制电机的转动，从而实现数字→角度的转换。转动的角度大小与施加的脉冲数成正比，转动的速度与脉冲频率成正比，而转动方向则与脉冲的顺序有关。以三相步进电机为例，电流脉冲的施加共有三种方式。

(1）单相三拍方式——按单相绕组施加电流脉冲

→ a → b → c → a 正转 ； → a → c → b → a 反转

(2）双相三拍方式——按双相绕组施加电流脉冲

→ ab → bc → ca 正转； → ba → ac → cb 反转

（3）三相六拍方式——单相绕组和双相绕组交替施加电流脉冲

→ a → ab → b → bc → c → ca 正转； → a → ac → c → cb → b → ba 反转

单相三拍方式的每一拍步进角为 3 °，三相六拍的步进角为 1.5 °，因此，在三相六拍下，步进电机的运行平稳，但在同样的运行角度与速度下，三相六拍驱动脉冲的频率需提高一倍，对驱动开关管的开关特性要求较高。

3.步进电机的驱动方式

步进电机常用的驱动方式是全电压驱动，即在电机移步与锁步时都加载额定电压。为了防止电机过流及改善驱动特性，需加限流电阻。由于步进电机锁步时，限流电阻要消耗掉大量的功率，故限流电阻要有较大的功率容量，并且开关管也要有较高的负载能力。

步进电机的另一种驱动方式是高低压驱动，即在电机移步时，加额定后超过额定值的电压，以便在较大的电流驱动下，使电机快速移步；而在锁步时，则加低于额定值的电压，只让电机绕组流过锁步所需的电流值。（http://www./版权所有）这样，既可以减少限流电阻的功率消耗，又可以提高电机的运行速度，但这种驱动方式的电路要复杂一些。

驱动脉冲的分配可以使用硬件方法，即用脉冲分配器实现。现在脉冲分配器已经标准化、芯片化，市场上可以买到。但硬件方法结构复杂，成本也较高。

步进电机控制（包括控制脉冲的产生和分配）也可以使用软件方法，即用单片机实现，这样简化了电路，也降低了成本。使用单片机以软件方式驱动步进电机，不但可以通过编程方法，在一定范围内自由设定步进电机的转速、往返转动的角度以及转动次数等，而且还可以方便灵活地控制步进电机的运行状态，以满足不同用户的要求。因此，常把单片机步进电机控制电路称之为可编程步进电机控制驱动器。

4.步进电机的单片机控制

步进电机控制的*大特点是开环控制，不需要反馈信号。因为步进电机的运动不产生旋转的误差积累

一、增量型编码器(旋转型)

1、工作原理:

由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和件读取,获得四组正弦波信号组合成a、b、c、d,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将c、d信号反向，叠加在a、b两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个z相脉冲以代表零位参考位。

由于a、b两相相差90度，可通过比较a相在前还是b相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。

2、信号输出:

信号输出有正弦波（电流或电压）,方波（ttl、htl）,集电极开路（pnp、npn）,推拉式多种形式，其中ttl为长线差分驱动（对称a,a-;b,b-;z,z-）,htl也称推拉式、推挽式输出，编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。

信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、、计算机，plc和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分，开关频率有低有高。

如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。

a.b两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。

a、b、z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。

a、a-，b、b-，z、z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减*小，抗干扰*佳，可传输较远的距离。

对于ttl的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达150米。

对于htl的带有对称负信号输出的编码器，信号传输距离可达300米。

3、增量式编码器的问题：

增量型编码器存在零点累计误差，抗干扰较差，接收设备的停机需断电记忆，开机应找零或参考位等问题，这些问题如选用绝对型编码器可以解决。

增量型编码器的一般应用:

测速，测转动方向，测移动角度、距离(相对)。