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毕业设计（论文）学院专业姓名XX大学毕业设计（论文）任务书前言随着现代工业自动化的日益发展，电动机作为重要的电器元件，被广泛的应用在各种自动化控制系统中。
步进电动机由于其具有易于电脑操作、步数误差小、精度高、使用系统时间长和成本低等优点，被广泛应用于工业控制中。
其中五相混合式步进电机总体性能优于其它种类的步进电动机，是工业上应用最为广泛的步进电动机品种，被广泛的应用在各个领域中。
所以对五相步进电动机实现自动化是工业自动化的必然趋势。
打印机作为计算机的输出设备之一，运用步进电动机作为打印机的字车动力源和走纸机构，通过牵引机构将步进电动机的转动转变为走纸移动，可以实现打印纸的纵向移动，因其要求精度比较高，所以，打印机的走纸结构能够使用五相步进电动机来控制。
对五相步进电动机的使用，工业中应用比较广泛，但大都应用于高精度的机床控制系统中，整个系统比较庞大，所以，本文以步进电动机在的打印机中的精密控制为背景介绍使用PLC控制五相步进电动机按照给定频率自动运行和自由调速的模拟控制方法。
摘要主要阐述了以五相步进电动机在针式打印机走纸结构中的应用为背景，介绍了一种用三菱FX-2N系列PLC实现对规格型号90BYG550A-0301的五相步进电动机控制的方法，利用PLC产生脉冲信号对五相步进电动机进行模拟控制，实现对五相步进电动机五个绕组的通电状态，达到五相步进电动机按照固定速度的循环自动运行的目的，并实现步进电动机正反转和调速控制。
用PLC控制五相步进电动机驱动针式打印机的走纸结构控制纸张的进退，实现打印机的打印工作。
基于PLC控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，定位精度搞，参数设置灵活等有点，在工业过程控制中使用可靠性高，监控方便。
本设计还包括步进电动机的工作原理和特点，PLC的主要功能和应用，各硬件软件元件的介绍选择以及控制程序的编程方法。
关键字：五相步进电动机，PLC控制目录一、设计课题分析................................................................................................... - 1 -1.1 设计课题要求.............................................................................................................. - 1 -1.2 设计课题的目的和应用.............................................................................................. - 1 -1.3 设计课题背景和工作环境.......................................................................................... - 2 -二、流程图和工作过程........................................................................................... - 3 -2.1 五相步进电动机运行流程图...................................................................................... - 3 -2.2 工作过程...................................................................................................................... - 3 -三、方案选择........................................................................................................... - 5 -3.1 控制方案...................................................................................................................... - 5 -3.2 选择方案...................................................................................................................... - 5 -四、硬件选择........................................................................................................... - 7 -4.1 步进电动机介绍.......................................................................................................... - 7 -4.2 五相步进电动机的选择............................................................................................ - 13 -4.3 PLC的选择 ................................................................................................................ - 16 -4.4 变频器的选择............................................................................................................ - 22 -4.5 其它硬件设备的选择................................................................................................ - 26 -五、软件选择......................................................................................................... - 27 -5.1 外部接线图................................................................................................................ - 27 -5.2 I/O分配表................................................................................................................. - 27 -5.3 程序梯形图................................................................................................................ - 28 -六、系统调试......................................................................................................... - 29 -6.1 调试步骤.................................................................................................................... - 29 -6.2 调试过程的故障诊断................................................................................................ - 29 - 总结................................................................................................................. - 31 -致谢................................................................................................................. - 32 -参考文献................................................................................................................. - 33 -附录................................................................................................................. - 34 -一、设计课题分析1.1 设计课题要求1、要求对五相步进电动机五个绕组依次自动实现如下方式的循环通电控制：第一步：A-B-C-D-E第二步：A-AB-BC-CD-DE-EA第三步：AB-ABC-BC-BCD-CD-CDE-DE-DEA第四步：EA-ABC-BCD-CDE-DEA五相步进电动机的模拟控制的实验面板图：图所示五相步进电动机的模拟控制面板上图中，下框中的A、B、C、D、E分别接主机的输出点；SD接主机的输入点。
2HSS57-A-XX混合式步进伺服驱动器用户手册地址：深圳市宝安区留仙三路鸿威工业区A栋2楼电话：*************26502268传真：*************E-mail:*******************Http: //本手册的所有内容，著作财产权归深圳市杰美康机电有限公司所有，未经深圳市杰美康机电有限公司许可，任何单位或个人不得随意仿制、拷贝、撰抄。
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深圳市杰美康机电有限公司- 2 -目录一、概述 ................................................................................ - 4 -二、特点 ................................................................................ - 4 -三、端口说明 ........................................................................ - 5 -3.1 ALM信号输出端口.................................................. - 5 -3.2控制信号输入端口.................................................. - 5 -3.3编码器反馈信号输入端口...................................... - 6 -3.4功率端口.................................................................. - 7 -四、技术指标 ........................................................................ - 8 -五、控制信号接线 ................................................................ - 9 -5.1 控制信号单端共阳极接线..................................... - 9 -5.2 控制信号单端共阴极接线................................... - 10 -5.3 控制信号差分接线方式....................................... - 11 -5.4 232串口通信接线图............................................ - 12 -5.5 控制信号时序图................................................... - 12 -六、细分拨码开关设定 ...................................................... - 13 -6.1输入沿设定............................................................ - 13 -6.2逻辑方向设定........................................................ - 14 -6.3细分设置................................................................ - 14 -七、错误报警及LED灯闪烁次数 ...................................... - 15 -八、安装尺寸 ...................................................................... - 16 -九、接线图 .......................................................................... - 17 -十、参数设置 ...................................................................... - 18 -十一、常见问题及故障处理 .............................................. - 22 -11.1 电源灯不亮......................................................... - 22 -11.2上电亮红灯报警.................................................. - 22 -11.3 运行转动一小角度后亮红灯报警..................... - 22 -11.4 脉冲输入后不转动............................................. - 23 -- 3 -一、概述2HSS57-A-XX混合式步进伺服驱动系统是在数字步进驱动中完美融合了伺服控制技术，产品采用光学编码器,每50微秒高速采样位置反馈，一旦出现位置上的偏差可立即修正位置偏差量。
在定位系统中，最常用的马达不外乎是步进马达和伺服马达，其中，步进马达主要可分为2相，5相，微步进系统。
伺服马达则主要是驱动器所表现出来之分辨率不同，2相步进系统马达每转最细可分为400格，5相则为1000格，微步进则可从200-50000（或以上）格，表现出来的特性以微步进最好，加减速时间较短，动态惯性较低。
AC和DC伺服马达主要分为DC伺服比AC伺服马达多一个碳刷，会有维护上的问题，而AC伺服马达因没有碳刷，所以后续不会有太多的维护问题。
所以基本上来说AC伺服系统是较DC伺服系统更优，但DC伺服系统主要的优势则是价位上比AC伺服系统较便宜，而此两种的控制精度皆为相同。
步进系统与伺服系统主要特点：步进系统AC/DC伺服系统低价为价位较高有时间误差在运转时，理想路径与实际路径不会有差别瞬间转动时2倍扭矩，但为该马达最大额定扭力瞬间转动时有2倍以上的扭矩，可克服机械启动时的摩擦力接线简单接线较为复杂开回路控制，会有失步问题闭回路控制，有编码器回授，不会有失步问题低速转动时会有噪音震动，且会有共震动区的问题转动时不会有噪音及震动静止时完全为静止状态静止时，会有+/-几个COUNT的信号马达转速越高，扭矩会越小在额定转速内，扭矩皆为额定扭矩连续运转时，马达会有温升连续运转时，马达温升很小低速时的扭矩比同等的伺服马达大低速与高速时的扭矩相同会有OverShot现象转动时会有OverShot现象再干扰的情况下，会有不准的问题再干扰的情况下，脉波式伺服（半闭回路）还是会有不准的问题，但电压命令伺服（全闭回路）较不会有不准的问题伺服马达：AC伺服马达由马达与编码器，驱动器三部分构成，驱动器的作用是将输入脉波与编码器的位置，速度情报进行比较后来对驱动电流进行控制。
由于AC伺服马达可以通过编码器的位置、速度情报随时检出马达的运转状态，因此，即使是在马达停止时也会向控制器输出警示信号，所以，随时检出马达的异常情况。
因此，尽管因AC伺服系闭回路控制，使用时需依据机构刚性及负载条件来调整控制系统的参数。
注：表中电机空载启动频率的测试条件：驱动电压为80VAC ，半步方式 典型适配驱动器： SH-50806B货物编码型 号相 数步 距 角 ( °)静态相电流 (A)相电阻(Ω)相电感(mH)保持转矩 (N · m)定位转矩(N · m)空载启动 频率 (KHz) 重 量 (Kg) 转动 惯量 (g · cm 2 )外形图接线图000511 110BYG550B-SAKRMA-0301 5 0.36/0.72 3 0.710.08 0.5 3.5 6.4 97001a 000510 110BYG550B-SAKRMT-03015 0.36/0.7230.710.080.53.56.497002b 000520 110BYG550B-BAKRMT-0301 5 0.36/0.72 3 0.710.08 0.5 3.5 6.4 97003b 000590 110BYG550C-SAKRMA-03015 0.36/0.7231.015.0140.6 2.58.4 146001a 000550 110BYG550C-SAKRMT-0301 5 0.36/0.72 3 1.015.0140.6 2.5 8.4 146002b 000560 110BYG550C-BAKRMT-03015 0.36/0.7231.015.0140.6 2.58.4 146003b 000601 110BYG550D-SAKRMA-0301 5 0.36/0.72 3 1.320.0180.7 2.5 10.4 195001a 000600 110BYG550D-SAKRMT-03015 0.36/0.7231.320.0180.7 2.510.4 195002b 000610 110BYG550D-BAKRMT-0301 5 0.36/0.72 3 1.320.0180.7 2.5 10.4 195003b 000640 110BYG5200B-SAKRMT-0301 5 0.09/0.18 3 0.710.0100.6 5.0 6.4 100002b 000660 110BYG5200C-SAKRMT-0301 5 0.09/0.1831.015.0140.75.08.4 150002b五相混合式步进电机 110系列技术数据绝 缘 电 阻 —— 500VDC 100M Ω Min 轴 向 间 隙 —— 1mm Max 径 向 跳 动 —— 0.02mm Max 温 升 —— 65K Max 绝 缘 强 度 —— 1000VAC 1Min 绝 缘 等 级 —— B 级使用环境温度—— -25℃～+40℃ 使用环境湿度—— <85%RH 贮存环境温度—— -5℃～+30℃贮存环境湿度—— <75%RH型号说明矩频特性曲线说明：可根据客户需要进行产品定制，产品型号末尾标注Ver *.* 的表示为特殊定制品，*.*为特制版本号。
IFS6020 5A步进电机驱动器使用说明【使用前详细阅读】英飞赛出品一、特点◆最大输出驱动电流5A；◆细分：1、2、8、16细分，拨码开关设置；◆直流供电，最高50V(峰值)；◆输出电流1-5A连续可调，采用电位器调节；◆待机自动半流功能，减少发热量，降低能耗；◆接口采用高速光耦隔离；◆衰减四档可调；◆电机运行平稳噪声小，无脉冲输入时啸叫小;◆精巧的外形尺寸便于安装；◆外形美观，散热效果好；二、使用环境和参数：信号输入有两个接口，任选其一即可，黑色牛角座是配合本公司的接口板使用的，用专用线缆直接连接即可，使用绿色接线插头，进行信号输入的接法如下：3.1、共阳接法：3.2、共阴接法：四、接口定义：PLS—脉冲；DIR—方向；EN—使能；STEP+ STEP- STEP+与STEP-间正常压差为5V，不用串接限流电阻； STEP+与STEP-间正常压差为12V,串接1K电阻； STEP+与STEP-间正常压差为24V,串接3K电阻；脉冲信号：脉冲上升沿有效；DIR+ DIR- DIR+与DIR-间正常压差为5V，不用串接限流电阻； DIR+与DIR-间正常压差为12V，串接1K电阻DIR+与DIR-间正常压差为24V，串接3K电阻；方向信号：高/低电平有效；EN+ EN- EN+与EN-间正常压差为5V，不用串接限流电阻； EN+与EN-间正常压差为12V，串接1K电阻；EN+与EN-间正常压差为24V，串接3K电阻使能信号：高/低电平有效；A- 电机线A-相 A+ 电机线A+相 B+ 电机线B+相 B- 电机线B-相 VCC+直流电源正极 GND-直流电源负极五、拨码开关设定：步数：不细分时每圈200步；细分时步数=200×细分。
拨码开关可以对细分和衰减进行调节，拨码开关位置和对应模式见如下：说明：衰减模式的作用是改善电机运行时的震动和噪声。
根据输出电流的大小，细分数的不同，效果可能会变化。
fydm504t驱动器说明书fydm504t基本型驱动器是基于DSP控制的开环三相步进电机驱动器。
它是将先进的DSP高性能电机控制芯片和三相逆变驱动模块结合在一起所构成的新一代全数字式步进电机驱动器。
驱动电压为AC50V-270V，适配电流在6.0A以下、外径86-110mm的各种型号的三相混合式步进电机。
该驱动器内部采用类似伺服控制原理的电路，此电路可以使电机运行平稳，几乎没有震动和噪音，电机在高速时，力矩大大高于二相和五相混合式步进电机。
定位精度最高可达60000步/转，电机转速最高可以到3000RPM 以上。
该产品广泛应用于雕刻机、中型数控机床、电脑绣花机、包装机械等分辨率较高的大、中型数控设备上。
一．特点高性能、低价格设有32档等角度恒力矩细分，最高分辨率60000步/转最高反应频率可达500Kpps步进脉冲停止超过0.5s时，线圈电流自动减到设定电流的一半光电隔离信号输入/输出驱动电流2.2A/相到6.8A/相分16档可调单电源输入，电压范围：AC50V-270V相位记忆功能（注：输入停止超过3秒后，驱动器自动记忆当时电机相位，重新上电或MF信号由低电平变为高电平时，驱动器自动恢复电机相位）。
二．电流设定驱动器工作电流由D1-D4端子设定，运行电流为正常工作输出电流设置（详见下表）三．细分设定驱动器细分由D5-D8拨码开关的4位设定，共16档，额外的细分需要使用软件或者文本显示器设定，原则上本产品支持任意细分，特殊的细分需求请跟厂家联系，D5-D8拨码开关的四位分别设定细分数值。
具体见下表：基本细分表(脉冲/转)四．I/O信号所有输入信号均通过光电隔离，为确保内置高速光耦可靠导通，要求提供控制信号的电流驱动能力至少15mA。
驱动器内部已串入光耦限流电阻，当输入信号电压高于5V时，可根据需要外串电阻R进行限流。
限流电阻R的阻值选取：当控制器/执行器信号输出电平为+5V时：R1=0，R2=0；+12V时：R1=510Ω，R2=820Ω；+24V时：R1=1.2KΩ，R2=1.8KΩ五．注意！1、输入电压不能超过交流220V；2、输入控制信号电平为5V，当高于5V时需要接限流电阻，或接到+24V 脉冲输入端子上；3、输入脉冲信号下降沿有效；4、驱动器温度超过80度时驱动器停止工作，红色LED会闪烁，同时蜂鸣器会报警，直到驱动器温度降到50度时，驱动器需要重新上电才能恢复工作。
步进电机驱动器生产厂家深圳市白山机电一体化技术有限公司 [省份:广东省] [1997-10-28]公司成立于1997年，是一家专门从事自动控制方面机电产品研发、生产、销售为一体的高科技企业。
公司现在主要产品为“BS”步进电机驱动器，共有两个系列20多个品种，规格齐全，功能强大，性能优良，品质可靠，完全可以和国外产品相媲美，并具有极高的性价比。
同时公司还自主开发了多种型号的通用 ...北京前苏电子科技公司 [省份:北京市] [2006-08-23]作为精密运动控制产品的制造商和运动系统集成服务的提供者。
我们愿以完备的咨询意见，结合我们的成熟产品，为您提供完整的运动控制方案，从计算机技术、数控技术、可编程控制技术、传动技术、位置和角度测量技术，实现最优化系统组态以满足您对速度和位移、角度和角速度的精确控制。
同时，我们可为您进 ...上海优爱宝机器人技术有限公司 [省份:上海市] [2010-04-19]上海优爱宝机器人技术有限公司是一家有着海外留学生背景的高科技企业，注册于浦东张江高科技园区。
公司主要研发力量来自于美国，研发人员具有多年工业及民用机器人的研发经验，曾经为军方开发海底探测机器人。
核心研发人员个人拥有20余项世界级发明专利，并广泛应用于民用及军用场合。
公司致力于工业 ...北京宏伟步进科技发展有限公司 [省份:北京市] [2008-02-27]本公司推出自主开发的驱动芯片BY-5064；这是一款小型化，多功能，效率高，使用方便的两相混合式步进电机专用电路，配合简单的外围电路即可实现高性能的驱动电路；大量采购惊喜价29元／片。
此芯片经过我公司大量产品使用请放心购买。
我公司生产的驱动器产品有；BY-2HB03M、B ...星辰工控技术（浙江）有限公司 [省份:浙江省] [2005-06-02]星辰工控技术（浙江）有限公司是一家民营科技型企业，集技、工、贸于一体，专业从事制袋机控制系统、步进电机驱动器、直流电机调速装置、纠偏控制器、制袋机打孔器及各类工业自动化装备研发、生产的企业。
混合式步进电机（BYG系列）步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移的执行元件，可在宽广的范围内调速。
在负载能力范围内，其输出转角定位精度无积累误差，特别适合于开环数控系统。
混合式步进电机是一种兼有反应式和永磁式两种步进电机优点的新型电机，国外主流品种，国内也已大面积取代反应式步进电机成为市场热点。
五相及三相混合式步进电机因其分辨率小，精度高，低频无振荡，高频力矩大，而成为混合式步进电机中的佼佼者。
一、特点本公司自行研制的BYG系列混合式步进电机，结合国内外先进技术而设计，采用优质材料和精良工艺制造，实行严格的质量管理，在国内处于领先水平，可与国外同类电机媲美。
其显著特点是：1、采用优质冷轧高矽片，无机壳铆压，大大改善了磁性能；电机体积小，驱动电流和功耗小，力矩大，运行频率高，动态特性好，温升低。
本公司产品的静态及动态力矩较国内同类产品高出一档次。
2、有良好的内部阻尼特性，运行平稳，无明显低频振荡区。
3、造型美观，结构牢固，噪音低，可靠性高，使用寿命长。
4、品种齐全，系列完整，可满足各种使用场合。
正广泛应用于各类机床，切割机，轻工、印刷、包装、纺织、环保、医疗机械，航空航海设备，汽车，机器人，舞台灯光控制、广告设备，电脑绣花机等自动控制领域。
二、型号含义110 BYG 5 5 0 1 WB特殊型或派生号，以字母表示，无此项时为基本型（Z为增强型，WB为五边型，D为双轴伸，其它为派生型）规格号：1号转子齿数：50齿相数：5相混合式步进电机(FHB为方形混合式步进电机)机座号：外径φ110mm三、产品系列及性能参数1.方形电机系列2.圆形电机系列注:1、打 * 者为正在开发的新产品，可供期货；型号后有“Z”者为增强型。
2、二相电机为四引出线，四相电机为八引出线，除出线方式不同外，其余参数性能完全一样，配本公司驱动电源时用二相电机。
四相电机可改接成二相电机，有串联、并联及单极性三种接法，按并联接法时，相电流应加倍，四相电机用并联接法时，高速性能要优于其它接法。
步进电机驱动器整机电路图教程来源：中华工控网作者：未知点击：5893次时间：2009-8-27 11:34:12在由上位机或PLC为主的工控系统中，尤其是在对各种机械设备的控制中，常常看到PLC、触摸屏、伺服电机驱动器、伺服电机或步进电机驱动器、步进电机的组合应用。
对于伺服电机和步进电机，由于结构简单，原理上也不是太复杂，看到实物，再配合应用，就了解了。
但对电机驱动器的结构和电路，限于各种条件，就难以知道其“本来面目”了。
本人由于工作关系，接手了一台需维修的步进电机驱动器，又由于维修的需要，测绘了步进电机的整机电路图，浏览之下，就知道步进电机驱动器是个怎么回事了。
在此将整机全图奉献于大家。
整机全图共4张。
第一张图：步进电机驱动的主电路和开关电源电路。
步进电机驱动器的功率输出电路的形式同变频器主电路是相似的。
每一路皆由两只IGBT管子做推挽式输出，在管子上也反向并联了二极管，以提供反向电流的通路，进而保护IGBT管子的安全。
IGBT管子的过流保护信号由AR1、BR1两只电阻上取得，此两只电阻将流经IGBT管子的电流信号转化为电压信号，经后级保护电路处理，送入单片机。
开关电源输出的+5V，作为单片机的电源。
另外，+5V、-5V 还作为保护电路的双电路供电。
一路+15V电源，经PIC和PT1转化为四路15V电源，供四路驱动电路用。
第二张图：驱动电源及端子信号来源。
由电源板来的+15V电源，经NE555时基电路振荡逆变，开关变压器PT1四个次级绕组输出四组互相隔离的15V直流电压，供驱动IC的供电；第三张图：步进电机驱动器的脉冲驱动电路及步时电机的工作电流设定电路等。
驱动IC采用IS2110S专用的驱动芯片，单片机输出的四路脉冲信号经由74LS08四二输入与门电路处理后，送入四片IS2110S驱动电路，经光电隔离和功率放大后，送放逆变功率电路，输入步进脉冲到步时电机；第四张图：CPU（单片机）电路和控制端子内电路图。
Q接线端子为插拔式, 可 以拔下后接线！Q请选用本公司配套的 步进电机！Q对驱动器的供电电源 有特别要求，请参考内部说明！Q对于三相反应式电机 推荐使用在细分状态！步进电机驱动器使用说明书目 录第一章:概述 (2)第二章:SH系列步进电机驱动器一览表 (2)第三章:SH系列步进电机驱动器的使用及说明 (3)驱动器接线示意图 (3)输入信号接口 (4)电机接口 (8)电源接口 (9)细分数设定 (10)电机相电流设定 (11)指示灯说明 (11)第四章:驱动器的外形尺寸及安装尺寸 (11)第五章:关于驱动器常见问题答读者问 (13)1. 何为步进电机,何为步进电机驱动器？ (13)2. 何为驱动器的细分？ (13)3. 驱动器细分有什么优点，为什么一定建议我使用细分功能？ (14)4. 何为步进电机的相数，我应该选择几相的步进电机？ (14)5. 我使用的是西门子PLC，其输入信号应怎样和驱动器相连？ (14)6. 使用细分驱动器对控制系统有什么特殊要求？ (14)7. 我所用的三相反应式电机是四根线的，而驱动器要求六根线，请问此电机能否使用？ (14)8. 我所用的二相或四相混合式电机是六根线和八根线的，而驱动器要求四根线，请问此电机能否使用？如何接线？ (14)9. 步进电机的转向和我要求的相反，怎样调整？ (14)10. 我所用的铸铝结构的超小型驱动器温度较高,为什么？ (14)第六章:步进电机及驱动器选购指南 (13)第七章:用户控制系统升降速曲线设计及CP脉冲设计指南 (13)第一章：概 述SH 全系列步进电机驱动器是由美国SHAPHON 公司推出的高科技产品。
几年来，随着电子技术的高速发展，其产品工艺和性能也随着不断更新和升级，由于采用超大规模的硬件集成电路，具有高度的抗干扰性及快速的响应性，不会像单片机控制那样易产生死机及丢步现象。
高细分数基本上满足了目前中国市场的实际需要。
美观大方的超小型外观设计使安装更方便，独特的‘说明式’面板使您操作使用一目了然，方便直观的电流设定方法（由面板上的拨位开关设定）可使您方便快捷的改变电机的相电流，采用全新的贴片生产工艺在中国大规模生产。
