培脉冲电流的驱动要求[12]。

　　步进电机的西门子PLC控制（1）2.4本章小结本章阐述了步进电机的主要特点与工作原理，并介绍了PLC的发展状况以及PLC技术在步进电机控制中所发挥的巨大作用。3.2步进电机控制原理3.2.1控制步进电机换向顺序通电换向这一过程称为脉冲分配。

　　例如：三相步进电机的三相三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C-D，通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A、B、C、D相的通断。3.2.2控制步进电机的转向如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。

　　3.2.3控制步进电机的速度如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。3.3PLC控制步进电机的方法在本设计中直接使用PLC控制步进电机，可使用PLC产生控制步进电机所需要的各种时序的脉冲。

　　三相步进电机可采用三种工作方式：三相单三拍，三相双三拍，三相单六拍。这三种方式的主要区别是:电机绕组的通电、放电时间不同。工作方式是单三拍时通电时间短，双三拍时允许放电时间短，六拍时通电时间和放电时间长。

　　因此，同一脉冲频率时，六拍的工作方式出力大。而且，电机是三拍的工作方式时，其分辨率为3度，六拍的工作方式时，分辨率是1.5度。所以，在本课题中，我们采用三相六拍的工作方式，在这种控制方式下工作，步进电机的运行特性好，步进电机分辨率高。

　　可根据步进电机的工作方式，以及所要求的频率（步进电机的速度），画出A、B、C各相的时序图。并使用PLC产生各种时序的脉冲。例如：本设计采用西门子S7-300PLC控制三相步进电机的过程。2.1.4反应式步进电机原理4.1S7—300的介绍PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同

软启动和一般降压启动的区别

　　在 电动机启动时，降低加到电动机定子绕组的电压可以减小电动机的启动电流。一般降压启动是指电动机在启动过程中加在电动机定子绕组的电压变化是瞬间突变的， 主要有“Y—△"降压启动和自藕变压器降压启动等;而软启动是使用调压装置在规定的启动时间内，自动地将启动电压连续、平滑地上升，直到达到额定电压。

　　若采用一般降压启动，则启动过程是跳跃的、不平滑的，所以又叫作硬启动，对生产工艺要求稳启动的场合不宜采用。而软启动从初始电压开始电压连续平稳地增大，在启动过程中电动机的转矩是平滑的而不是跳跃的，启动过程是平稳的，所以叫软启动。

　　软启动器工作原理是当电机启动时，由电子电路控制晶闸管的导通角使电机的端电压以设定的速度逐渐升高，一直升到全电压，使电机实现无冲击启动到控制电动机软启动的过程。当电动机启动完成并达到额定电压时，使三相旁路接触器闭合，电动机直接投入电网运行。

　　如果是轻载，则在正常运行时，也保持所需的较低端电压，使电机的功率因数升高，效率增大。在电机停机时，也通过控制晶闸管的导通角，使电机端电压慢慢降低至0，从而实现软停机。

　　软启动的特性

　　(1) 启动电流以一定的斜率上升至设定值，对电网无冲击。

　　(2) 启动过程中引入电流负反馈，启动电流上升至设定值后，使电机启动平稳。

　　(3) 不受电网电压波动的影响。由于软启动以电流为设定值，电网电压上下波动时，通过增减晶闸管的导通角，调节电机的端电压，仍可维持启动电流恒值，保证电机正常启动。

　　(4) 针对不同负载对电机的要求，可以无级调整启动电流设定值，改变电机启动时间，实现佳启动时间控制。

　　电机各种启动方式的对比

　　因异步电动机具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高及工作特性好等优点，在电力拖动平台上广泛使用。但是，它有启动电流大的缺点(一般启动电流为额定电流的4～7 倍，部分国产电动机的启动电流经过实际测量高达额定电流的8～12 倍)。过大的启动电流对电动机本身和电网以及其他电气设备的正常运行会造成不利影响，会在电动机轴上产生瞬时的过大转矩(可达电机满载转矩的1.6～2.0 倍)，扭曲电机轴、破坏键槽、损坏和轴联接的其他设备，使电机发热影响其寿命，供电线路电压损失增大，可能使并联于同一供电线路上的其他电气设备的正常运行遭到破坏。

　　有关部门早有明确规定，电动机启动时电网电压降不能超过15%。对于容量较大的电动机，应采取措施降低电动机的启动电流。通常异步电动机总是在全电压下运行。电动机从空载到满载，磁场几乎不变。因此，磁化电流在所有负载下近似地相同。

　　通 过比较异步电动机的各种启动方式：当电机全压启动时，对电网的冲击大，冲击时间也长;而通常使用的降压启动也就是硬启动，对电网的冲击虽比较小，但是 由于涉及到一个线圈电压切换过程，所以出现二次冲击的不利环节;软启动由于在启动前设定了一个不对电网产生影响的启动电流，电流是缓慢增大至设定电流，故 无冲击电流，对电网的影响小，并且能启动力矩的冲击。

　　运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动。根据不同行业的需求不同，对软启动器的启动方式也有不同的要求，一般有以下几种方式：

　　斜坡升压软起动

　　这种起动方式简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。

5.1 主剪APC
    主剪系统的主要功能为自动剪切钢板。
    主剪系统由固定剪和移动剪组成，有四台300KW的直流电动机提供动力，其中固定侧和移动侧各两台，每一侧的电机采用电枢串联，串联后由一台6RA70装置供电控制。固定侧和移动侧之间采用机械硬轴连接来实现速度的同步。主剪的滚动剪切主要是通过编码器对偏心轴进行相位控制来完成。偏心轴转动0～360℃，主剪相应地也滚动一圈。
    主剪控制分为自动、半自动与手动模式。
5.1.1 在自动模式下，由安装于入口端移动侧上夹送辊的编码器完成对钢板的自动测厚，然后根据板厚，主剪自动选择剪切速度进行剪切。
    当钢板*个设定步长送到位后，主剪从零位启动，开始不停地滚动剪切。当光电检测开关检测到较后一个步长后，主剪剪切较后一刀。当偏心轴角度到达249℃时，主剪调用APC，减速回到零位，至此，整个自动剪切过程完毕。
5.1.2 在半自动模式下，人工选择剪切速度，其它与自动模式一样。
5.1.3 手动模式只有在检修和系统故障时才使用。
    主剪动作时与其它装置有以下联锁：
        (a)液压和润滑系统正常
        (b)碎边运输链工作
        (c)出口侧上夹送辊在上位
        (d)机架横移夹紧
        (e)换刀台在原位
        (f)碎边支架抬起
        (g)主碎刀间隙调整结束
    上述条件满足后，自动剪切启动有效。
5.2 步长APC控制
    步长由夹送辊和辊道系统控制。
    夹送辊采用八台45KW的进口直流电动机驱动；入口端和出口端两个下夹送辊之间分别采用机械硬轴连接，各有两台直流电动机驱动，而相应的上夹送辊各自两台单独驱动，在运送钢板时由钢板作为媒介同步。
    为了正确协调好各个夹送辊之间的速度与力矩关系，此系统的传动装置设置了“主从"方式以进行控制。
5.2.1 当钢板未进入DSS时，系统设置为“一主一从"方式。移动侧下夹送辊的速度值作为主令速度值，固定侧下夹送辊作为从动速度跟随。

　***备件*** SINAMICS S120 变频器 功率模块 PM340 输入：3AC 380-480V，50/60Hz 输出：3AC 90A(45kW) 结构形式：块大小 尺寸 FSE 安装有进线滤波器 内部风冷

故障安全型自动化系统，可满足工厂日益增加的安全需求；

基于 S7-300；

可连接配有安全型模块的附加 ET 200S 和ET 200M分布式I/O站；

通过采用 PROFIsafe 行规的PROFIBUS DP进行安全相关通信；

标准模块另外也可用于非安全相关应用。

西门子S7-300功能

提供有大量功能，支持用户的S7-300编程、调试和维护等工作。

高速指令处理：

指令执行时间从 4 ns 起，开辟了中低端性能范围内的全新应用。

浮点运算：

可以高效率地使用浮点运算甚至复数运算功能。

用户友好的参数分配：

仅需一个带有统一操作界面的软件工具，就可以完成所有模块的参数化工作。这降低了入职门槛和培训费用。

操作员控制与监视 (HMI)：

用户友好的 HMI 服务已集成在S7-300操作系统中。这些功能不再需要成本高昂的编程工作：SIMATIC HMI系统向SIMATIC S7-300请求过程数据，S7-300操作系统在期望的更新时间完成这些数据的自动传输工作。并且*使用相同的符号和数据库。

诊断功能：

CPU 的智能诊断系统持续不断地检测系统的功能、记录错误信息和特定的系统事件（例如，时间错误、模块故障等）。这些事件已加上时间标签并储存在循环缓冲器内以用于将来故障排除。

密码保护：

使用密码保护功能高效，