一、前言

步进电动机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。一般电动机是连续旋转的，而步进电动机的转动是一步一步进行的。每输入一个脉冲电信号，步进电动机就转动一个角度。通过改变脉冲频率和数量，即可实现调速和控制转动的角位移大小，具有较高的定位精度，其最小步距角可达0.750，转动、停止、反转反应灵敏、可靠。该电动机在开环数控系统中得到了广泛的应用。

1、步进电动机的分类

步进电动机可分为永磁式步进电动机、反应式步进电动机和混合式步进电动机。

2、步进电动机的重要参数

（1）步距角

它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电动机所转动的角度。电动机出厂时给出了个步距角的值，这个步距角可以称之为“电动机固有步距角”，但它不一定是电动机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。

（2）相数

步进电动机的相数是指电动机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相等步进电动机。电动机相数不同，其步距角也不同，一般二相电动机的步距角为0.9/1.8"、三相的为0.750 /1.50、五相的为0.360 /0.72。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电动机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则“相数”将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。

（3）保持转矩（HOLDING TORQUE）

保持转矩是指步进电动机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电动机最重要的参数之一，通常步进电动机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电动机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电动机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电动机。

（4）制转矩（DETENT TORQUE）

钳制转矩是指步进电动机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。由于反应式步进电动机的转子不是永磁材料，所以它没有钳制转矩。

3、步进电动机主要的特点

（1）一般步进电动机的精度为步进角的3%~5%，且不累积。

（2）步进电动机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点。步进电动机温度过高时，会使电动机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电动机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点。一般来讲，磁性材料的退磁点都在130℃以上，有的甚至高达200℃以上，所以步进电动机外表温度在80~90℃完全正常。

（3）步进电动机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电动机转动时，电动机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电动机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。

（4）步进电动机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法起动，并伴有啸鸣声。步进电动机有一个技术参数-空载起动频率，即步进电动机在空载情况下能够正常起动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电动机不能正常起动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，起动频率应更低。如果要使电动机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即起动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电动机转速从低速升到高速）。

4、步进电动机的细分

步进电动机的细分控制，从本质上讲是通过对步进电机的励磁绕组中电流的控制，使步进电机内部的合成磁场为均匀的圆形旋转磁场，从而实现步进电动机步距角的细分。一般步进电动机的细分为1、2、4、8、16、64、128和256几种，通常细分数不超过256，例如当步进电动机的步距角为1.8，那么当细分为2时，步进电动机收到一个脉·冲，只转动1.80/2-0.99，可见控制精度提高了1倍。细分数选择要合理，并非细分越多越好，要根据实际情况而定。细分数一般在步进驱动器上通过拨钮设定。

5，步进电动机在工业控制领域的主要应用情况介绍

步进电动机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种家电产品中，例如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机械手臂和录像机等。另外步进电动机也广泛应用于各种工业自动化系统中。由于通过控制脉冲个数可以很方便地控制步进电动机转过的角位移，且步进电动机的误差不积累，可以达到准确定位的目的。还可以通过控制频率很方便地改变步进电动机的转速和加速度，达到任意调速的目的，因此步进电动机可以广泛地应用于各种开环控制系统中。

二、软硬件准备

1、软件

STEP7-Micro/WIN SMART V2.3

2、硬件

（1）、一台57步进电机，型号：5718HB4401

（2）、一台步进电机驱动器，型号：DM542

（3）、一台PLC：西门子S7-200 SMART ST40

关于CPU类型的选择，西门子S7-200 SMART PLC的CPU有SR20、ST20、CR20s到SR60、ST60、CR60s等多个类型，数字越大，能输出的脉冲频率就越高，能适应更高要求的电机控制，因此需要控制步进电机高速旋转时，SR20、ST20 CPU无法满足如此高速脉冲的输出，同时SR20和ST20只有两个高速脉冲输出口。

三、接线

1、PLC接线

2、步进电机与驱动器接线

西门子S7-200 SMART控制步进电机（一）相关推荐

西门子S7—200 Smart恒压供水控制程序
西门子S7-200 Smart恒压供水控制程序!带2台泵!无模拟量模块!用的是变频器的内置PID!变频器使用的是ABB 510!是和变频器通讯使用的! id=617902236233&
组态王与西门子S7 200 SMART连接
一.多个组态王连接一台PLC 最多3台组态王可以连接一个PLC,使用网口连接,需要更改组态王驱动的配置文件.配置文件在组态王安装目录下Driver文件夹下,配置文件叫 kvS7200.ini . 找到 ...
西门子S7-200 SMART控制步进电机（三）
目录运动控制面板的使用运动控制面板的使用为了帮助用户更好的开发 S7-200 SMART 的运动控制功能, STEP-7 Micro/WIN SMART 提供了一个调试界面"运动控制面 ...
s7 200 smart编程软件是款功能强大的plc编程工具
s7 200 smart编程软件是款功能强大的plc编程工具;它是由大家都比较熟悉的西门子官方进行研发推出,还对新款的编程软件进行支持,包括了CP243-1等;软件还可进行远程的编程.数据传输的功能也 ...
台达变频器modbus通讯控制程序西门子s7—200型PLC和昆仑通泰触摸屏程序
台达变频器modbus通讯控制程序西门子s7-200型PLC和昆仑通泰触摸屏程序,带变频器使用手册,参数设置和接线说明. 可以实现频率设定,频率,电压,电流显示:正转启动,反转启动和停止控制. ID ...
PLC实验—西门子S7 1200 PID控制步进电机转速
PLC实验-西门子S7 1200 PID控制步进电机转速严格讲并不是PID控制,因为并不是并不研究这个方向,研二又比较忙,时间限制只加了比例系数这里只是抛砖引玉,希望大家可以进一步完善补充思路 ...
西门子S7-200 SMART控制步进电机（二）
目录一.开环运动控制方法二.运动轴概述三.配置运动控制向导一.开环运动控制方法 S7-200 SMART CPU提供三种开环运动控制的方法: 1.脉冲宽度调制(PWM):内置于CPU中,用于速 ...
S7 200 smart高速计数功能应用
高速计数功能应用 https://ke.qq.com/course/package/26452 单相:只有一个输入(I0.0)进高速计数端.用于频率比较高的场景双相:有两个输入(I0.0.I0.1) ...
西门子S7 200系列寄存器地址与组态王地址的换算公式
组态王中的地址dd=40000+((寄存器地址-1000)/2+1. 例如组态王中 40640 对应 PLC: VD2278 (组态王中寄存器4表示 FLOAT型变量). 寄存器地址-1000是偏移地 ...
西门子s7 200smart与台达伺服电机运动控制的学习，目标：用触摸屏和西门子smart 控制
西门子s7 200smart与台达伺服电机运动控制的学习,目标:用触摸屏和西门子smart 控制器件:西门子s7 200 smart PLC,台达伺服电机,昆仑通态触摸屏(带以太网),中途可以加路 ...

西门子S7-200 SMART控制步进电机（一）

目录