西門子S7-400中央處理器CPU414-3西門子代理商

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潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司是SIEMENS西門子全球一級總代理商與全球維修中心,優(yōu)勢產(chǎn)品有西門子S7200/300/400/1200/6DD/6EP/6AV/6GK/ET200/電纜/DP接頭/PLC/觸摸屏 /變頻器/數(shù)控伺服/直流/電源/軟啟動/ 網(wǎng)卡 等等，西門子工業(yè)自動化與驅(qū)動技術(shù)集團授權(quán)合作伙伴！《銷售態(tài)度》：質(zhì)量保證、誠信服務(wù)、及時到位！

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  一、前言

       步進(jìn)電動機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。一般電動機是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的，而步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)動是一步一步進(jìn)行的。每輸入一個脈沖電信號，步進(jìn)電動機就轉(zhuǎn)動一個角度。通過改變脈沖頻率和數(shù)量，即可實現(xiàn)調(diào)速和控制轉(zhuǎn)動的角位移大小，具有較高的定位精度，其*小步距角可達(dá)0.750，轉(zhuǎn)動、停止、反轉(zhuǎn)反應(yīng)靈敏、可靠。該電動機在開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

       1、步進(jìn)電動機的分類

       步進(jìn)電動機可分為永磁式步進(jìn)電動機、反應(yīng)式步進(jìn)電動機和混合式步進(jìn)電動機。

       2、步進(jìn)電動機的重要參數(shù)

       （1）步距角

       它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進(jìn)脈沖信號，電動機所轉(zhuǎn)動的角度。電動機出廠時給出了個步距角的值，這個步距角可以稱之為“電動機固有步距角”，但它不一定是電動機實際工作時的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動器有關(guān)。

       （2）相數(shù)

       步進(jìn)電動機的相數(shù)是指電動機內(nèi)部的線圈組數(shù)， 目前常用的有二相、三相、四相、五相等步進(jìn)電動機。電動機相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電動機的步距角為0.9/1.8"、三相的為0.750 /1.50、五相的為0.360 /0.72。在沒有細(xì)分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電動機來滿足自己步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動器，則“相數(shù)”將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。

       （3）保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQUE）

       保持轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電動機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電動機*重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電動機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進(jìn)電動機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機*重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說2N.m的步進(jìn)電動機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電動機。

       （4）制轉(zhuǎn)矩（DETENT TORQUE）

       鉗制轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電動機沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。由于反應(yīng)式步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，它沒有鉗制轉(zhuǎn)矩。

       3、步進(jìn)電動機主要的特點

       （1）一般步進(jìn)電動機的精度為步進(jìn)角的3%~5%，且不累積。

       （2）步進(jìn)電動機外表允許的*高溫度取決于不同電機磁性材料的退磁點。步進(jìn)電動機溫度過高時，會使電動機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，電動機外表允許的*高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點。一般來講，磁性材料的退磁點都在130℃以上，有的甚至高達(dá)200℃以上，步進(jìn)電動機外表溫度在80~90℃完全正常。

       （3）步進(jìn)電動機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電動機轉(zhuǎn)動時，電動機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢;頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電動機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。

       （4）步進(jìn)電動機低速時可以正常運轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法起動，并伴有嘯鳴聲。步進(jìn)電動機有一個技術(shù)參數(shù)-空載起動頻率，即步進(jìn)電動機在空載情況下能夠正常起動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電動機不能正常起動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，起動頻率應(yīng)更低。如果要使電動機達(dá)到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即起動頻率較低，按一定加速度升到所希望的高頻（電動機轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。

       4、步進(jìn)電動機的細(xì)分

       步進(jìn)電動機的細(xì)分控制，從本質(zhì)上講是通過對步進(jìn)電機的勵磁繞組中電流的控制，使步進(jìn)電機內(nèi)部的合成磁場為均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場，從而實現(xiàn)步進(jìn)電動機步距角的細(xì)分。一般步進(jìn)電動機的細(xì)分為1、2、4、8、16、64、128和256幾種，通常細(xì)分?jǐn)?shù)不超過256，例如當(dāng)步進(jìn)電動機的步距角為1.8，那么當(dāng)細(xì)分為2時，步進(jìn)電動機收到一個脈·沖，只轉(zhuǎn)動，可見控制精度提高了1倍。細(xì)分?jǐn)?shù)選擇要合理，并非細(xì)分越多越好，要根據(jù)實際情況而定。細(xì)分?jǐn)?shù)一般在步進(jìn)驅(qū)動器上通過撥鈕設(shè)定。

       5，步進(jìn)電動機在工業(yè)控制領(lǐng)域的主要應(yīng)用情況介紹

       步進(jìn)電動機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種家電產(chǎn)品中，例如打印機、磁盤驅(qū)動器、玩具、雨刷、震動尋呼機、機械手臂和錄像機等。步進(jìn)電動機也廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動化系統(tǒng)中。由于通過控制脈沖個數(shù)可以很方便地控制步進(jìn)電動機轉(zhuǎn)過的角位移，且步進(jìn)電動機的誤差不積累，可以達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。還可以通過控制頻率很方便地改變步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)速和加速度，達(dá)到任意調(diào)速的目的，步進(jìn)電動機可以廣泛地應(yīng)用于各種開環(huán)控制系統(tǒng)中。

       二、軟硬件準(zhǔn)備

       1、軟件

       STEP7-Micro/WIN SMART V2.3

       2、硬件

       （1）、一臺57步進(jìn)電機，型號：5718HB4401

       （2）、一臺步進(jìn)電機驅(qū)動器，型號：DM542

       （3）、一臺PLC：西門子S7-200 SMART ST40

       關(guān)于CPU類型的選擇，西門子S7-200 SMART PLC的CPU有SR20、ST20、CR20s到SR60、ST60、CR60s等多個類型，數(shù)字越大，能輸出的脈沖頻率就越高，能適應(yīng)更高要求的電機控制，需要控制步進(jìn)電機高速旋轉(zhuǎn)時，SR20、ST20 CPU無法滿足如此高速脈沖的輸出，SR20和ST20只有兩個高速脈沖輸出口。

       三、接線

       1、PLC接線

       2、步進(jìn)電機與驅(qū)動器接線

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版權(quán)聲明：本文為CSDN博主「」的原創(chuàng)文章，遵循CC 4.0 BY-SA版權(quán)協(xié)議，轉(zhuǎn)載請附上原文出處鏈接及本聲明。

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PROFINET CBA

??1. PROFINET CBA的基本概念

??CBA是基于組件的自動化(Component based Automation)的簡稱。PROFINET CBA將自動控制系統(tǒng)組織為獨立的組件。這些組件可以是子網(wǎng)絡(luò)、PLC或現(xiàn)場設(shè)備。組件包括所有的硬件組態(tài)數(shù)據(jù)、模塊參數(shù)和有關(guān)的用戶程序。

??CBA采用Microsoft的組件模型COM/DCOM，這是在PC領(lǐng)域中應(yīng)用*廣的數(shù)據(jù)與通信模型，它確定了不同設(shè)備軟件部件之間數(shù)據(jù)交換的協(xié)議。

??可以用PROFINETIO將現(xiàn)場設(shè)備集成在PROFINETCBA組件中。通過使用代理設(shè)備，還可以用CBA使所有現(xiàn)有的子網(wǎng)與PLC或現(xiàn)場設(shè)備(例如PROFIBUS-DP設(shè)備)互連，形成更大的自動化系統(tǒng)。

??可以通過統(tǒng)一定義的接口訪問這些PROFINET組件。這些組件可以用任意方式互連，以實現(xiàn)過程組態(tài)。開放的工程接口允許用不同的制造商提供的PROFINET組件實現(xiàn)圖形組態(tài)。

??在STEP7中，將有關(guān)的機械部件、電氣/電子部件和應(yīng)用軟件等具有獨立工作能力的工藝模塊抽象為一個封裝好的組件，并為組件定義標(biāo)準(zhǔn)的接口，以實現(xiàn)組件之間的標(biāo)準(zhǔn)通信。

??可以將生產(chǎn)線的單臺機器定義為生產(chǎn)線或過程中的一個“標(biāo)準(zhǔn)模塊”。各組件之間用PROFINET 連接。由于組件使用了標(biāo)準(zhǔn)的接口，使得各組件之間的連接變得極為簡單。不同的組件可以像模塊一樣組合，完全獨立于其內(nèi)部程序。在CBA的組態(tài)工具iMap中，組件是一種軟件模塊，可以像搭積木一樣組合組件。各組件之間的PROFINET和PROFIBUS的通信用iMap進(jìn)行圖形化組態(tài)，不需要編程。通過模塊化這一成功理念，可以顯著降低機器和工廠建設(shè)中的組態(tài)與在線調(diào)試的時間。iMap還可以為系統(tǒng)組態(tài)簡單的診斷。

??對于設(shè)備與工廠的設(shè)計者，工藝模塊化能更好地對用戶的設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，組件可以重復(fù)利用。可以對不同的客戶要求作出更快、更靈活的反應(yīng)?？梢詫Ω髋_設(shè)備和工段提前進(jìn)行預(yù)先測試，交付工廠后可以立用，可以縮短系統(tǒng)上線調(diào)試階段的時間。作為系統(tǒng)操作者和管理者，從現(xiàn)場設(shè)備到管理層，用戶都可以從II標(biāo)準(zhǔn)的通用通信中獲取信息。對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行擴展也很容易。

??2. SIMATIC iMap

??在STEP 7中，用菜單命令來創(chuàng)建 PROFINET 組件，生成的組件在外觀上有可以互連可診斷的接口。PROFINET組件的技術(shù)接口是用XML(Extensible markup language，可擴展符號化語言)來定義的。PROFINET組件集成了硬件組態(tài)和用戶程序的信息。

??iMap是用于圖形化組態(tài)技術(shù)功能模塊之間的數(shù)據(jù)通信的軟件。它用于對整個系統(tǒng)組態(tài)，還可以對技術(shù)功能模塊作簡單的診斷。iMap用圖形化方式連接組件的接口，以實現(xiàn)組件之間的數(shù)據(jù)交換。作者使用的是隨書光盤中的V3.0版的iMap。

??安裝好STEP7后，需要單獨安裝iMap STEP7AddOn，才能在STEP7中定義組件接口和創(chuàng)建PROFINET組件。STEP7和iMap都附有iMap STEP7AddOn。

??3. PN CBA組態(tài)和調(diào)試的步驟

??1)在STEP7中進(jìn)行硬件組態(tài)和下載，創(chuàng)建和編輯組件。

??2)在iMap中導(dǎo)入組件和將組件互連。

??3)下載組件，測試組件和系統(tǒng)功能。

??4. PROFINET組件設(shè)備

??以下的SIMATIC產(chǎn)品可以用于PROFINET分布式智能設(shè)備通信，可以組態(tài)為一個CBA 的組件，與其它的組件通信。

??1)CPU315/317-2DP/PN用于處理過程信號，直接將現(xiàn)場設(shè)備連接到工業(yè)以太網(wǎng)。

??2)CP343-1是S7-300連接現(xiàn)場PROFINET設(shè)備的通信處理器。

??3)CP 443-1 Advanced是S7-400連接現(xiàn)場PROFINET設(shè)備的通信處理器。帶有集成的WEB服務(wù)器和集成的交換機。

??4)通信處理器CP1616用于將PC連接到PROFINET現(xiàn)場設(shè)備，它帶有集成的交換機。

??5)PN CBA OPC Server是PC的應(yīng)用程序接口，用于PC與CBA組件通信。

??6)PROFIBUS設(shè)備可以組態(tài)為一個CBA組件。通過CPU315-PN/DP等代理設(shè)備，可以與其他組件通信。