西门子模块6ES7221-1BH22-0XA8货期较快

1引言

步进采用细分驱动能提高分辩率，减少力矩波动，解决步进电动机的低频共振。如何选取细分电流，使步进电动机的微步距角更均匀，一直是细分技术所要解决的主要问题。本文从获得圆型旋转磁场来确定细分电流，找出较佳的细分方案，得到了满意的细分效果。

2对细分电流的基本要求

对于打m相步进电动机，各相绕组之间是空间对称的，当通以m相对称电流时，就会产生旋转磁势和磁场，其中主要是基波旋转磁势和磁场。理想的磁场应当是一个圆型旋转磁场，由于步进电动机的空间谐波分量较丰富，要想获得一个接近圆型的旋转磁场，各相电流应为对称的正弦波，即：

对非正弦的电流波形，就应尽量消除电流中的高次谐波分量。因此，对细分电流波形的基本要求是：

a．m相步进电动机的相电流的相互相角差应是2π/m电角度。

b．相电流中基波分量要大，高次谐波分量要少。

条是产生旋转磁势的必要条件。对于第二条，相电流中的基波分量大，电机转矩大；高次谐波分量少，步距细分均匀度高[1,2]。

3细分方法与几种电流波形的比校

对m相步进电动机，一个步距为2π/m电角度。若把一个步距变为n个微步，可把电流波形在2π/m电角度内做n次等距细分，取各相细分点电流来驱动步进电动机，从而实现一个步距的n次细分。

不同的细分电流波形，会有不同的细分效果。在电流的高次谐波分量中，其主要成分是2次与3次谐波。为观察高次谐波对步距细分均匀度的影响，选取几种含有不同谐波成分的电流波形加以比较。

设一周期函数如图1所示，在（o，π）区间此函数的表达式为：

为分析波形所含谐波成分，用富氏级数把此周期函数展开，则：

对图1，只要确定x1、x2的值，就可得到不同的波形，且由式(5)可知波形所含的谐波附。附表列出了3种波形的x1与x2的取值与所含主要的谐波。

从附表可以看到波形a有较大的2次谐波，2次谐波的幅值为基波幅值的百分之25。波形b有较大的3次谐波，3次谐波的幅值为基波幅值的百分之22.2，波形c的2、3次谐波都为零，且基波分量较大。

若以波形a、b、c作为细分电流波形，从获得较佳的细分效果的基本要求来看，波形a.b都不满足基本要求，因为波形a、b中含有较大的2次或3次谐波，2，3次谐波的存在将会使步进电动机的步距细分均匀度较差。波形c满足基本要求，它的高次谐波分量少，特别是不含有2、3次谐波。因此，它的细分效果较好，且步距细分均匀度与正弦波的步距细分均匀度相似。

4试验结果

用bf159075-c塑三相反应式步进电

动机做细分驱动试验。细分电流由微机，d/a转换器经驱动线路实现[3]。图2是对应于表1的细分电流波形与正弦细分电流波形，把电流波形在120度（电角度）内作32等距细分，取细分点电流输出，从而实现一个步距的32细分。

微步距的测试装置采用一个电磁，线圈固定在步进电动机的轴上，步进电动机微步运动时，线圈切割恒定磁场，感应出电压信号，用记忆记出，由此信号可观察出步进电动机的微步运行状态。

图3a、b、c、d是对应于图2a、b、c、d4种细分电流波形测得的试验曲线。这些曲线是在空载、低速时测得的。曲线中的每一个小脉冲代表一个微步。当步进电动机每一微步的角位移相同时，各小脉冲的峰值应相等。峰值的包络线反映了步进电动机的微步位移，峰值的包络线较平坦，步进电动机的步距细分均匀度就高。否则，步距细分均匀度就较差。

从试验曲线可看到，图3a、b曲线的峰值包络线起伏较大，因而其步距细分均匀度较差，它们的细分电流波形含有较大的2次或3次谐波。图3c、d曲线的峰值包络线起伏较小，说明其步距细分均匀度较好，它们的细分电流波形不含有2、3次谐波。

5结论

a．采用此细分方法，在细分电流波形中，2次或3次谐波分量的存在，都会对步进电动机的步距细分均匀度产生不利影响。

b．按基本要求选择的梯形纲分电流波形（不含2、3次谐波），其步距细分均匀度较好，且与正弦细分电流波形的步距细分均匀度相似。在正弦波不宜实现的细分驱动线路中，采用此梯形细分驱动电流波形，同样会取得较好的细分效果。

一引言

　　检品机是一种具有高精度、高灵敏度的复卷、检品设备。适用于卷筒状的印刷薄膜、复合薄膜及卷筒纸制品的印刷、涂布、复合后的全自动品质检验，也可用于上述材料的复卷，是印刷、涂布、复合等工序必不可少的检验设备。

二系统选型设计

2.1 触摸屏选型设计

　　本系统选用的是艾默生EZ600-TT06P型 5.7 寸触摸屏，显示色彩为64K色，解析度为 320×240像素。按键包括 1 个清单键和 5 个使用者定义的功能键。此外还有三个 RS232、RS422 和 RS485 的通讯接口，以及 2个 USB连接口。內建的 CF 卡插槽可以让您扩充历史记录和配方，以及进行数据备份。前盖为 IP65 等级，这样对于任何方向的低压水流沖洗，它都能提供保护效果。

2.2 PLC选型设计

　　系统选用了艾默生EC20-1614BRA可编程控制器，作为主控单元，主要用于实现的逻辑控制功能；外加一个EC20-4DA模拟量输出模块作为扩展模块，主要用于实现系统的线速度设定和张力给定功能。

　　EC20是艾默生推出的高性能小型PLC，具有极快的运算速度，和12K步的大程序容量，并且自带两个通信口，一个通信口用于与触摸屏通信，实现系统的参数设定与状态显示功能，另一个通信口用于与变频器通信，实现变频器运行状态的读取，以及参数设定功能，这样大大降低了用户成本。

2.3 变频器选型设计

　　系统选用了艾默生EV6000变频器，用于系统的驱动及张力控制功能。

　　EV6000是艾默生新推出的一款创新型平台产品，集自主研发的无速度传感器矢量控制的核心算法技术、伺服定位控制技术、EMC技术和可靠性技术的优势与一身，使之在性能上有了质的飞跃。

　　EV6000高性能矢量控制变频器拥有超大功率范围，可以从0.4到250kW之间进行选择，而它的高输出频率也可高达1000Hz。EV6000可以实现无PG矢量控制和有PG矢量控制驱动永磁同步电机，而且在无PG矢量控制时，能在0.25Hz下可以满足200%额定负载突变时转矩能快速地响应和稳定运行，能满足众多低速大转矩应用要求，在变频低频脉动技术难题上迈出了一大步，处于国际水平。

三系统介绍

3.1 系统原理介绍

图一系统原理图

（1）触摸屏：通过触摸屏，用户可以对工作速度、运行张力、料卷直径等参数进行设置；并且，通过触摸屏，可以显示设备的当前运行状态，并对当前的故障信息进行显示，以便用户作进一步处理。

（2）EC20控制器：该控制器是艾默生公司的高性能控制器，它是整个系统的控制中心，协调外围设备的动作，并按用户设定的工艺控制设备的运作。通过EC20-4DA模块对变频器作张力给定和频率设定。

（3）变频器：本系统采用EV6000变频器做收放卷控制，通过该变频器可保证检品机械的张力恒定、速度稳定，是整套系统的控制核心部分。

3.2 控制流程图

3.2.1 系统正常启停流程：

图二系统正常启停流程图

　　正常启停流程主要是用于用户查找产品缺陷，当发现缺陷时，用户通过按钮记录当前位置，以备查找；难点主要是在于加减速，以及零频时张力的控制。

3.2.2 检查点启停流程：

图三检查点启停流程图

　　检查点流程主要是用于缺陷的查找，这也是该设备的重要的功能之一，本系统是通过硬件中断的方法记录缺陷的位置的，所以，可以比较准确的发现缺陷的位置。由于本过程涉及到多次启停，而且在任何速度下都要保持张力稳定，所以对变频的张力控制性能要求很高。

3.3 电气原理图

图四张力控制示意图

　　图四是整个系统的张力控制示意图，EV6000作为主驱动，控制整个系统的运行，EV6000张力控制用变频，驱动收/放卷电机，通过张力传感器反馈回来的张力的大小，做闭环控制，以保证整个系统的张力恒定、速度稳定。利用编码器与变频器作闭环控制，使变频器可以在高速度精度和恒张力下运行，同时PG3把信号送给EC20，由PLC计算当前的运行速度、距离等数据。

　　PLC实现传动点的协调控制，逻辑控制处理。PLC实现线速度，运行命令传递到变频器，并收集变频器的运行状态。同时传递变频器参数修改信息。

　　选用EV6000张力控制专用变频器实现放卷和收卷控制，选用EV6000高性能矢量控制变频器实现主牵引控制。变频器以闭环矢量控制运行，安装脉冲编码器（PG），编码器信号类型：集电极开路输出型；

　　收、放卷变频器工作于张力闭环速度模式，EV6000自带卷径计算功能和断带检测功能。为了保证系统的快速起停要求，尤其是急停的技术指标。变频器都需外接制动电阻。

3.4 电气配线图

3.4.1 主驱动变频器接线图

图五主牵引变频器接线图