步进电机PLC控制 (课堂用)
用PLC控制步进电机的相关指令说明
用PLC控制步进电机的相关指令下面介绍的指令只适用于FX1S、FX1N系列的晶体管输出PLC，如高训的FX1N-60MT。
这些指令主要是针对用PLC直接联动伺服放大器，目的是可以不借助其他扩展设备（例如1GM模块）来进行简单的点位控制，使用这些指令时最好配合三菱的伺服放大器（如MR-J2）。
然而，我们也可以用这些指令来控制步进电机的运行，如高训810室的实验台架。
下面我们来了解相关指令的用法：1、脉冲输出指令PLSY（FNC57）PLSY指令用于产生指定数量的脉冲。
助记法为HZ、数目Y出来。
指令执行如下：2、带加减速的脉冲输出指令PLSR（FNC59）3、回原点ZRN（FNC156）--------重点撑握ZRN指令用于校准机械原点。
助记法为高速、减速至原点。
指令执行如下：4、增量驱动DRVI（FNC158）--------重点撑握DRVI为单速增量驱动方式脉冲输出指令。
这个指令与脉冲输出指令类似但又有区别，只是根据数据脉冲的正负多了个转向输出。
本指令执行如下：5、绝对位置驱动指令DRVA（FNC159）本指令与DRVI增量驱动形式与数值上基本一样，唯一不同之处在于[S1.]：在增量驱动中，[S1.]指定的是距离，也就是想要发送的脉冲数；而在绝对位置驱动指令中，[S1.]定义的是目标位置与原点间的距离，即目标的绝对位置。
下面以高训810室的设备为例，说明步进电机的驱动方法：在用步进电机之前，请学员考虑一下几个相关的问题：1、何谓步进电机的步距角？何为整步、半步？何谓步进电机的细分数？2、用步进电机拖动丝杆移动一定的距离，其脉冲数是如何估算的？3、在步进顺控中运用点位指令应注意什么？（切断电源的先后问题！）步进电机测试程序与接线如下：1、按下启动按钮，丝杆回原点，5秒钟后向中间移动，2秒后回到原点。
注：高训810步进电机正数为后退，Y2亮，负数为向前，Y2不亮。
向前方为向（3#带侧）运动为，向后为向（1#带侧）运动。
步进电机控制PLC课程设计
步进电机控制PLC课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解步进电机的原理、结构和应用场景；2. 学生能掌握PLC在步进电机控制中的编程方法和技巧；3. 学生了解步进电机与PLC接口的硬件连接和调试方法；4. 学生掌握步进电机速度、位置和加速度等参数的调整方法。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并实现简单的步进电机控制程序；2. 学生具备调试和优化步进电机控制系统的能力；3. 学生能够结合实际需求，选择合适的PLC和步进电机进行项目设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣，激发学生学习热情；2. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，提高学生的综合素质；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生在实际操作中掌握步进电机控制技术。
学生特点：学生具备一定的电气基础和PLC编程知识，对步进电机控制有一定了解。
教学要求：结合实际案例，以任务驱动的方式进行教学，注重培养学生的动手能力和创新能力。
通过本课程的学习，使学生能够将理论知识应用于实际项目中，提高学生的综合应用能力。
二、教学内容1. 步进电机原理与结构- 步进电机的分类、工作原理- 步进电机的结构特点及参数2. PLC在步进电机控制中的应用- PLC与步进电机的连接方式- 步进电机控制程序编写方法- PLC编程软件的使用3. 步进电机控制系统的设计与实现- 系统硬件设计：PLC选型、步进电机选型、接口电路设计- 系统软件设计：步进电机控制算法、PLC程序设计4. 步进电机控制系统的调试与优化- 系统调试方法与步骤- 常见问题及解决方法- 系统性能优化策略5. 实践项目案例分析- 案例一：简易步进电机控制系统设计- 案例二：复杂步进电机控制系统设计教学内容安排与进度：第一周：步进电机原理与结构第二周：PLC在步进电机控制中的应用第三周：步进电机控制系统的设计与实现第四周：步进电机控制系统的调试与优化第五周：实践项目案例分析及讨论教材章节关联：本教学内容与教材中“第三章 步进电机控制技术”和“第四章 PLC控制技术”相关章节紧密关联。
plc课程设计步进电机
plc课程设计步进电机一、教学目标本章节的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
1.知识目标：学生需要理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和步进电机的运行原理；掌握PLC控制步进电机的编程方法和调试技巧。
2.技能目标：学生能够运用PLC控制步进电机进行简单的实际操作；具备分析问题和解决问题的能力，能够对PLC程序进行调试和优化。
3.情感态度价值观目标：培养学生对先进制造技术的兴趣和认识，增强学生的创新意识和实践能力，培养学生团队合作和沟通交流的能力。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括四个部分：PLC基本原理、步进电机原理、PLC控制步进电机的编程和调试、实践操作。
1.PLC基本原理：介绍PLC的概念、结构、工作原理和编程语言。
2.步进电机原理：讲解步进电机的构造、工作原理和性能指标。
3.PLC控制步进电机的编程和调试：教授如何使用PLC控制步进电机，包括编程方法、调试技巧和常见问题解决。
4.实践操作：安排实验室实践环节，让学生动手操作PLC控制步进电机，巩固理论知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解PLC基本原理和步进电机原理，使学生掌握基本概念和理论知识。
2.讨论法：学生讨论PLC程序设计和调试过程中遇到的问题，培养学生的思考和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解PLC控制步进电机在工程应用中的具体操作。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作PLC控制步进电机，巩固理论知识。
四、教学资源本章节的教学资源包括：1.教材：选用国内知名出版社出版的《PLC原理与应用》等相关教材。
2.参考书：提供《可编程逻辑控制器技术手册》等参考书籍，供学生深入研究。
3.多媒体资料：制作PPT、教学视频等多媒体资料，辅助学生理解复杂概念。
4.实验设备：准备PLC实验装置、步进电机等实验设备，供学生进行实践操作。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
PLC实现步进电机的正反转及调整控制
PLC实现步进电机的正反转及调整控制
一、PLC实现步进电机的控制原理
拿步进电机举例，大家可以把它想象成一个隔著一定距离的圆盘，隔着每一环的距离形成齿轮的节点。
步进电机的正向或反向转动，就是将这一环索引和圆盘一起发动转动。
步进电机的转动，是靠每一步索引圆盘来完成的，每一步都有一个控制信号来告诉电机从哪一环节点开始转动，当接收到控制信号时，电机开始转动，并且每转一圈循环转动几个索引。
1、正向、反向控制
要实现步进电机的正向反向控制，就要在PLC程序中控制信号形式来实现，一般可以使用两个控制信号，一个是正反控制信号，一个是步进电机转动的速度，要求PLC程序根据正反控制信号来实现正向和反向控制。
正反控制信号就是设置一个开关量变量，当这个开关量为ON时，电机运行正转，当开关量为OFF时，电机运行反转，具体可以采用T函数来实现，T11=1，电机正转，T12=0，电机反转。
由于步进电机的转动是一布一射的过程，所以需要用一个电位器来控制步进电机的转动速度，当电位器的旋钮调整到一定位置时，就会给出一定频率的步进信号，PLC程序可以根据此步进信号，来控制步进电机的转动速度。
步进电机PLC控制 (课堂用)
考虑控制程序的易用性和可维护性
确定PLC的型号和参数
注意控制程序的稳定性和可靠性
确定控制程序的设计思路和流程
06
步进电机PLC控制的应用案例
应用案例一：步进电机驱动机械臂运动
机械臂结构与功能介绍
步进电机驱动机械臂运动原理
步进电机选型与参数设置
PLC控制程序设计与实现
应用案例二：步进电机驱动传送带运动
设计控制程序：根据步进电机的运动方式和运动轨迹，设计控制程序
调试程序：对控制程序进行调试，确保其正确性和可靠性
程序优化：对控制程序进行优化，提高其性能和效率
控制程序设计的具体实现
编写PLC控制程序代码
确定步进电机型号和参数
设计PLC控制程序流程图
调试和测试控制程序
控制程序设计的注意事项
确定步进电机的型号和参数
步进电机驱动器与PLC的连接方式
步进电机与PLC的连接方式
软件连接方式
使用PLC编程软件
配置步进电机驱动器参数
连接步进电机驱动器和PLC
编写PLC控制程序
05
步进电机PLC控制程序设计
控制程序设计的基本步骤
确定控制要求：明确步进电机的运动方式和运动轨迹
选择合适的PLC：根据控制要求选择合适的PLC型号和规格
展望步进电机PLC控制未来的发展趋势和研究方向
智能化控制：利用人工智能、机器学习等技术提高步进电机PLC控制的智能化水平，实现更精准、高效的控制。
添加标题
模块化设计：采用模块化设计理念，降低步进电机PLC控制系统的复杂度，提高系统的可维护性和可扩展性。
添加标题
无线通信技术：利用无线通信技术，实现步进电机PLC控制系统与上位机之间的无线通信，简化系统布线，提高系统的灵活性和便捷性。
步进电机控制PLC课程设计
步进电机控制PLC课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解步进电机的工作原理及特点，掌握其与PLC的连接方式；2. 学习并掌握PLC编程中与步进电机控制相关的基础知识和技能；3. 了解步进电机在不同应用场景下的控制要求，能结合实际需求进行PLC程序设计。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成步进电机与PLC的接线；2. 掌握使用PLC编程软件，编写并调试步进电机控制程序；3. 能够通过实验操作，观察并分析步进电机运行状态，解决实际控制过程中的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生动手实践能力，激发学生对自动化控制技术的兴趣；2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 培养学生勇于探索、积极创新的精神，增强对工程技术应用的自信心。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，以实用性和操作性为核心。
课程目标旨在帮助学生掌握步进电机控制PLC的相关知识，培养实际操作能力，并激发学生对自动化领域的热爱和兴趣。
通过具体的学习成果分解，为后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 步进电机基础知识：介绍步进电机的工作原理、结构特点及性能参数，对应教材第3章；2. PLC基础知识：回顾PLC的基本组成、工作原理及编程方法，重点掌握与步进电机控制相关的内容，对应教材第4章；3. 步进电机与PLC的连接：讲解步进电机与PLC的接线方式，包括电源、信号线等连接，对应教材第5章；4. 步进电机控制程序设计：学习并实践编写步进电机控制程序，包括启停、速度调节、方向控制等，对应教材第6章；5. 步进电机控制实验操作：开展实验操作，验证控制程序的正确性，观察并分析步进电机运行状态，对应教材第7章；6. 步进电机控制应用案例分析：分析实际应用中步进电机控制案例，了解不同场景下的控制需求，对应教材第8章。
教学内容安排和进度：第1周：步进电机基础知识学习；第2周：PLC基础知识回顾；第3周：步进电机与PLC的连接；第4周：步进电机控制程序设计；第5周：步进电机控制实验操作；第6周：步进电机控制应用案例分析及总结。
PLC控制步进电机的应用案例
P L C控制步进电机的应用案例Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998PLC控制步进电机的应用案例1（利用PLSY指令）任务：利用PLC作为上位机，控制步进电动机按一定的角度旋转。
控制要求：利用PLC控制步进电机顺时针2周，停5秒，逆时针转1周，停2秒，如此循环进行，按下停止按钮，电机马上停止（电机的轴锁住）。
1、系统接线PLC控制旋转步进驱动器，系统选择内部连接方式。
2、I/O分配X26——启动按钮，X27——停止按钮；Y1——脉冲输出，Y3——控制方向。
3、细分设置在没有设置细分时，歩距角是 0，也即是200脉冲/转，设置成N细分后，则是200*N脉冲/转。
假设要求设置5细分，则是1000脉冲/转。
4、编写控制程序控制程序可以用步进指令STL编写，用PLSY指令产生脉冲，脉冲由Y1输出，Y3控制方向。
5、脉冲输出指令（PLSY）的使用脉冲输出指令PLSYM8029置1。
如上图所示，当X10由ON变为OFF 时，M8029复位，停止输出脉冲。
若X10再次变为ON则脉冲从头开始输出。
注意：PLSY指令在程序中只能使用一次，适用于晶体管输出类型的PLC。
6、控制流程图7、梯形图程序（参考）8、制作触摸屏画面PLC控制步进电机的应用案例2（利用定时器T246产生脉冲）任务：利用步进电机驱动器可以通过PLC的高速输出信号控制步进电机的运动方向、运行速度、运行步数等状态。
其中：步进电机的方向控制，只需通过控制U/D-端的On和Off就能决定电机的正传或者反转；将光耦隔离的脉冲信号输入到CP端就能决定步进电机的速度和步数；控制FREE信号就能使电机处于自由转动状态。
1、系统接线系统选择外部连接方式。
PLC控制左右、旋转、上下步进驱动器的其中一个。
CP+端、U/D+端——+24VDC； CP-——Y0；U/D-——Y2；PLC的COM1——GND；A、A-——电机A绕组；B、B-——电机B绕组2、I/O分配X0—正转/反转方向，X1—电机转动，X2—电机停止，X4—频率增加，X5—频率减少；Y0—脉冲输出，Y2—方向。
PLC如何控制步进电机
PLC如何控制步进电机PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备，通过输入/输出模块对各种机电设备进行控制。
在PLC系统中，步进电机是常见的执行元件之一，它具有准确的位置控制和高的加减速性能。
本文将介绍PLC如何控制步进电机，包括步进电机的驱动方式、PLC的控制原理及步进电机控制的程序设计。
一、步进电机的驱动方式1.串行通信驱动方式：步进电机通过串行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。
首先，将PLC与串行通信模块相连，通过串行通信模块与步进电机控制器进行通信。
PLC通过串行通信模块发送指令，步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。
2.并行通信驱动方式：步进电机通过并行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。
与串行通信驱动方式类似，首先将PLC与并行通信模块相连，通过并行通信模块与步进电机控制器进行通信。
PLC通过并行通信模块发送指令，步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。
3.脉冲驱动方式：步进电机通过脉冲驱动方式与PLC进行通信和控制。
在脉冲驱动方式中，需要PLC输出脉冲信号控制步进电机。
通常情况下，PLC将脉冲信号传递给步进电机驱动器，在驱动器中产生相应的控制信号，实现对步进电机的控制。
二、PLC的控制原理PLC作为控制器，一般采用扫描运行方式。
其运行原理如下：1.输入信号读取：PLC将外部输入信号输入到输入模块中，采集输入信号，并将其从输入模块传递给中央处理器（CPU）进行处理。
2. 程序执行：CPU根据事先编写好的程序进行处理，包括数据处理、逻辑运算和控制计算等。
PLC程序一般采用ladder diagram（梯形图）进行编写。
3.输出信号控制：根据程序的执行结果，CPU将处理好的数据通过输出模块发送给外部设备，用于控制和操作外部设备。
三、步进电机控制的程序设计步进电机的控制程序主要包括参数设定、模式选择、起停控制、运动控制等部分。
下面以一个简单的例子来说明步进电机控制的程序设计过程：1.参数设定：首先需要设定步进电机的一些参数，如电机型号、步距角度、运动速度等。
PLC课程设计(步进电机的PLC控制)
信息科学与技术学院PLC课程设计报告专业：电气工程及其自动化年级：学号：作者姓名：指导教师：完成日期：2012年12月21日PLC课程设计报告一、内容：步进电机的PLC控制二、目的与意义：1、掌握电步进电机的运行及控制原理；2、掌握三菱FX2N系列PLC及其编程软件的使用；3、掌握三菱FX2N系列PLC的指令和编程、以及调试方法；4、掌握PLC控制系统设计的基本方法、以及器件的选型。
三、设计要求设计一个四相步进电机控制系统，要求实现如下功能：1、用按键实现启停控制；2、用按键实现正反转控制；3、用按键实现加速和减速控制；4、用按键实现两种或以上的运行模式（单四拍、双四拍、单双八拍）的选择。
四、设计内容：1、控制系统基本组成；由于步进电机有如下特点：给步进脉冲电机就转，不给步进脉冲电机就不转；步进脉冲的频率越高，步进电机转得越快；改变各相的通电方式，可以改变电机的运行方式；改变通电顺序，可以控制电机的正、反转。
所以，我们通过利用三菱FX2N系列PLC 编程可以轻松实现上述功能（此处使用循环位移指令实现单双四拍）2、器件选型：包括控制按键和PLC的选型；由下列的IO分配表可知，此设计采用了9点输入、4点输出，所以FX2N-32MR-001型PLC可以满足需求（需要九个按钮，不够可用拨位开关替代，但切记回拨，以防功能丧失）3、PLC的外部接线图、实验箱接线方式，IO分配表；实验箱接线方式：将PLC数据线分别与电脑串口和PLC程序下载口连接，检测PLC运行状态开关是否处于“运行”状态；将启动、停止等按钮开关分别连接到X0、X1等，开关公共端COM连接到PLC输入公共端COM；将步进电机的ABCD四相等分别连接到Y20至Y023等，四相公共端COM 连接到实验箱24V电源端，电源0V端连接PLC输出公共端COM1；4、PLC控制程序，包括程序设计的基本思路、算法、流程图、源程序等。
程序设计的基本思路：本设计实现功能主要是使用循环位移指令实现单双四拍，即先对YO20至YO23赋初值（H1111、H3333），再通过循环位移指令实现电机通电相的改变。
PLC的步进电机控制系统课件
控制系统的硬件和软件配置
讨论控制系统的硬件和软件配置，包括PLC型号选择、编程软件使用以及与步 进电机的接口连接。
实例讲解
通过一个实际案例，详细讲解步进电机控制系统的应用和实现过程，帮助您更好地理解和掌握这一知识。
步进电机控制系统的案例分析
分析一个实际步进电机控制系统的案例，探讨系统设计和实现中遇到的具体 问题和解决方案。
PLC的步进电机控制系统 ppt课件
本课件将介绍PLC的步进电机控制系统，通过系统简介、定义和作用、特点和 应用、控制系统设计等环节，帮助您深入了解这一重要主题。
系统简介
本节将对PLC的步进电机控制系统进行详细介绍，包括其基本原理、应用领域 以及在工业自动化中的重要性。
PLC的定义和作用
探讨PLC（可编程逻辑控制器）的定义、功能和作用，以及它在步进电机控制系统中的应用。
步进电机的特点和应用
了解步进电机的特点，包括精确定位、高转矩、低振动等特性，并探索它们在各种应用中的广泛使用。
控制系统的设计
介绍控制系统的设计过程，包括系统需求分析、硬件和软件选择、电路设计 等详细步骤。
步进电机控制的基本原理
详细介绍步进电机控制系统的基本原理，包括电流控制、步数控制和运动方向控制等重要概念。
总结与LC步进电机控制系统未来的发展方向。
PLC如何控制步进电机
PLC如何控制步进电机用三菱PLC的FX1S-14MT以切纸机为例，大致阐述一下PLC控制步进电机的方法。
*PL+，PL-：步进驱动器的脉冲信号端子，*DR+，DR-：步进驱动器的方向信号端子。
为了简单明了地讲明PLC控制步进电机的方法，所以本例一切从简，只画了PLC的脉冲输出端Y0，方向控制端Y2与步进电机驱动器的脉冲信号端子，方向信号端子的接线方式。
PLC输出端的内部结构如上图，其为NPN输出方式。
所以其负载（驱动器的光电三极管）应该接在输出三极管的集电极。
驱动器信号端子的内部结构图如上，其供电电压应该是5V，根据其电流参数计算，24V 供电应该串联了一个2K左右的电阻。
*个人认为24V串联电阻供电方式比5V供电抗干扰性要好，所以宁愿麻烦多串两个电阻。
电气接线为：X0接启动按钮，X1接停止按钮。
X2接切刀位置开关（切刀在下方切纸结束时接通）.Y4控制切刀电磁阀。
机械结构大致为：步进电机经过同步带带动压轮（周长40mm),也就是说步进电机转动一圈送纸40mm。
切刀由电磁阀带动(实际应用切刀也用步进电机驱动更理想).根据机械结构与精度要求(误差小于0.1mm)，本例将驱动器的设为4细分，也就是驱动器接收到800个脉冲步进电机转一圈，PLC输出一雎龀逅椭?.05mm.程序如下：本程序只为说明控制方法，没有认真考虑工作过程要求，程序严密性定然不够，不具备设计参考价值！第0步：设定基底速度120转/分(一转800个脉冲，1600HZ就是每秒2转),加速时间100ms，最高速度600转/分(一转800个脉冲，8000HZ就是每秒10转)。
HZ(赫兹)是频率单位，每秒PLC输出的脉冲个数。
第20步，22步：启动，停止操作。
T0的延时有防干扰作用，停止按钮(X1)闭合时间不到100毫秒无效。
20步的启动按钮应该再串联一个触点，防止再运行过程中按启动按钮，M0置位。
(懒得改程序了)第26步：按停止按钮不是立刻停止，而是用M1来达到完成一个过程后再停止(送纸后，切刀完成再停止)第29步：本例送纸40mm,送纸电机速度600转/分,送纸结束M8147断开置位M2，开始切纸过程。
PLC控制步进电机的实例(图与程序)知识讲解
PLC控制步进电机的实例(图与程序)·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。
由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。
·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。
·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。
当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。
·实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，X1闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。
·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。
)·说明：·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能)·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。
当正转动作到A点时，D8140的值是3000。
此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。
D8140的值就是-3000。
·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。
·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)：·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。
D8140的值为0·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。
步进电机的plc控制课程设计
步进电机的plc控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解步进电机的基本原理和工作特性；2. 让学生掌握PLC在步进电机控制中的应用，包括编程、调试及故障排查；3. 让学生了解步进电机与PLC接口的技术要求及其在实际工程中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用PLC进行步进电机控制程序编写的能力；2. 培养学生进行步进电机控制系统的调试与优化的能力；3. 培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣，激发学生的创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度和团队合作意识，增强学生的责任感和使命感；3. 引导学生认识到自动化技术在我国工业发展中的重要作用，增强学生的民族自豪感。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
学生特点：学生已具备一定的电气基础和PLC编程知识，对步进电机控制有一定的了解，但实际操作经验不足。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力，提高学生的创新意识和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够独立完成步进电机PLC控制系统的设计与实施。
二、教学内容1. 步进电机原理及特性：包括步进电机的结构、工作原理、主要性能参数及其在自动化系统中的应用。
教材章节：第二章 步进电机原理与特性2. PLC控制步进电机的基础知识：介绍PLC与步进电机接口技术，步进电机控制参数设置及编程方法。
教材章节：第三章 PLC控制步进电机基础3. 步进电机PLC控制系统设计：讲解控制系统的设计步骤，包括硬件选型、软件编程、系统调试与优化。
教材章节：第四章 步进电机PLC控制系统设计4. 实践操作：安排学生进行步进电机PLC控制系统的搭建、编程、调试及故障排查，提高学生的动手能力。
教材章节：第五章 实践操作与案例分析5. 课程总结与拓展：对所学内容进行总结，探讨步进电机PLC控制技术在现代工业中的应用及发展趋势。
手把手教你PLC 1200控制步进电机
手把手教你PLC 1200控制步进电机1、步进电机硬件接线TB6600 升级版步进驱动器接线：控制信号连接：PUL+：脉冲信号输入正。
PUL-：脉冲信号输入负。
DIR+：电机正、反转控制正。
DIR-：电机正、反转控制负。
ENA+：电机脱机控制正(一般不接)。
ENA-：电机脱机控制负(一般不接)。
电机绕组连接A+：连接电机绕组 A+相。
A-：连接电机绕组 A-相。
B+：连接电机绕组 B+相。
B-：连接电机绕组 B-相。
备注：可以四根线两两短接，短接以后用手转动步进电机有阻力的为一组，另外一个有阻力的为另外一组，只要保证两两为一组即可，谁是 A，谁是 B 不影响，谁是+ 谁是-都没有关系，这样只会影响电机旋转的方向；电源电压连接：VCC：电源正端“+” GND：电源负端“-”细分设置：电流设置：接线图2、步进电机组态调试（1）双击TIA Portal V16软件（2）创建新项目：选择启动——创建新项目——修改项目名称、路径——创建（3）添加新设备：选择设备与网络——添加新设备——控制器——SIMATIC S7-1200——CPU——6ES7 2XX-——选择相应版本——添加（4）出现如下界面，点击步骤2获取按键，选择PG/PC接口类型、接口（接口为电脑的网卡）——点击步骤4开始搜索——出现步骤5 PLC_1——点击步骤6检测按键（5）出现步骤1 PLC界面，点击步骤2属性，修改PLC IP地址——点击步骤5脉冲发生器——选择勾选步骤6、步骤8——在步骤9位置出现脉冲输出Q0.0、方向输出Q0.1（6）在项目左侧，选择步骤1工艺对象—新增对象，步骤2运动控制下轴“TO_Axis_PTO”—点击确定（7）在轴组态常规窗口，脉冲发生器选择步骤5“Pulse_1”,显示步骤6内容（8）在扩展参数部分，电机每转脉冲数400（根据步进电机驱动器1.2.3位拨码开关的设置确定），电机每转的负载位移2mm（根据步进电机丝杠导程确定）（9）在位置限制部分，选择步骤8启用硬件限位开关，硬件下限位I0.2高电平、硬件上限位I0.4高电平（上下硬件限位根据实际PLC接线确定），步骤11速度限值的单位选择mm/S，显示步骤12内容（10）在回原点部分，步骤13归位开关选择I0.3高电平（根据PLC 硬件接线确定），选择步骤14“允许硬限位开关处自动反转”，步骤15修改接近速度、回原点速度5mm/S，然后在步骤16位置显示所有参数设置成功（11）选择步骤1 PLC，右键编译—硬件（完全重建），点击步骤4下载—步骤5装载—完成（12）选择步骤6调试，点击激活—启用，根据步骤9点动、定位、回原点命令进行步骤10调试3、步进电机程序设计（1）新建程序数据块和变量，添加以下变量（2）双击主函数main，插入控制指令。
PLC控制步进电机的应用案例
PLC控制步进电机的应用案例PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。
步进电机是一种适用于许多工业应用的电动执行器。
它们的高精度、高可靠性和低成本使其成为PLC控制的理想选择。
以下是几个PLC控制步进电机的应用案例：1.机械加工在机械加工领域，步进电机经常用于驱动各种类型的机床，如铣床、车床和钻床。
通过PLC控制，可以根据设定的切削参数和工件要求来精确控制步进电机的转速和位置。
这种控制可确保机床的精度和稳定性，并实现自动化的加工过程。
2.包装和印刷包装和印刷设备通常需要高精度和高速度的运动控制。
步进电机可以接入PLC系统，通过控制电机的步进角和转速来实现准确的定位和运动。
这样可以确保包装和印刷设备的工作过程高效、准确且可靠。
3.自动化仓储系统在自动化仓储系统中，步进电机被广泛应用于各种类型的输送带、堆垛机和拆堆机。
通过PLC控制，可以精确控制步进电机的动作，如启动、停止、定位和速度调整，以实现自动化的物料搬运和仓储流程。
4.机器人工业步进电机与PLC结合可用于机器人工业中的各种关节控制。
机器人的关节通常由步进电机驱动，PLC控制电机的旋转角度和速度，从而实现机器人的精确定位和运动轨迹。
这种控制方法提供了更高的精度和可靠性，使机器人能够执行更复杂的任务。
5.自动化化工过程在化工工业中，PLC控制步进电机可以用于自动化的流体控制和精确的化学物料分配。
例如，在液体流体控制过程中，步进电机可以驱动阀门来控制流量和压力。
通过PLC控制，可以根据需要调整电机的转速和位置，以实现精确的流体控制。
总结起来，PLC控制步进电机的应用案例非常广泛，涵盖了机械加工、包装和印刷、自动化仓储系统、机器人工业以及化工过程等多个领域。
这些应用案例充分体现了PLC控制步进电机在工业自动化中的重要性和价值。
步进电机plc控制课程设计
步进电机plc控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握步进电机的基本工作原理和PLC控制技术，理解步进电机与PLC结合的应用场景。
2. 学会使用PLC编程软件，编写步进电机的控制程序，实现对步进电机的精确控制。
3. 了解步进电机与PLC接口的硬件连接和调试方法，掌握相关参数的设置。
技能目标：1. 培养学生具备独立设计步进电机PLC控制系统方案的能力，能根据实际需求进行程序编写和调试。
2. 提高学生运用PLC解决实际工程问题的能力，培养创新思维和动手实践能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发学习热情，增强学习自信心。
2. 培养学生团队协作精神，学会与他人沟通交流，共同解决问题。
3. 增强学生的工程意识，认识到自动化技术在生产生活中的重要性，树立正确的价值观。
课程性质分析：本课程为高二年级电子与自动化技术课程，旨在让学生在实际操作中掌握步进电机与PLC控制技术，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点分析：高二学生在知识储备、动手能力、逻辑思维等方面具备一定的基础，对新鲜事物充满好奇，具备较强的求知欲。
教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 注重启发式教学，引导学生主动思考，培养学生的创新意识。
3. 关注个体差异，因材施教，使每位学生都能在课程中取得进步。
二、教学内容1. 理论知识：a. 步进电机工作原理及特性b. PLC基础知识、编程方法和控制原理c. 步进电机与PLC接口硬件连接及参数设置2. 实践操作：a. 使用PLC编程软件，编写步进电机控制程序b. 步进电机与PLC硬件连接和调试c. 实际控制系统设计、搭建与运行3. 教学大纲：第一周：步进电机工作原理及特性学习第二周：PLC基础知识、编程方法和控制原理学习第三周：步进电机与PLC接口硬件连接及参数设置学习第四周：使用PLC编程软件，编写步进电机控制程序实践第五周：步进电机与PLC硬件连接和调试实践第六周：实际控制系统设计、搭建与运行及总结4. 教材章节：a. 课本第三章：步进电机及其控制b. 课本第四章：可编程控制器（PLC）c. 课本第五章：步进电机与PLC控制系统教学内容安排和进度：1. 理论与实践相结合，每两周完成一个教学主题。
PLC如何控制步进电机
PLC如何控制步进电机PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用于工业控制系统中的数字计算机。
它由中央处理器、内存、输入输出模块和编程模块组成，可以实现自动化控制以及过程监控和数据采集等功能。
步进电机是一种将电信号转换为机械运动的设备，其运动是通过依次切换电机的多个绕组来实现的。
PLC可通过适当的接口电路和输入输出模块来控制步进电机的动作。
以下是PLC控制步进电机的一般步骤：1.熟悉步进电机的原理和结构：步进电机由多个绕组组成，每个绕组称为一个相。
电流通过相绕组时，会产生磁场，从而使电机转动。
2.确定步进电机的驱动方式：步进电机的驱动方式通常有两种，即单相驱动和双相驱动。
单相驱动是指一次只激活一个相绕组，而双相驱动是指一次激活两个相绕组。
3.连接PLC和步进电机：根据步进电机的引脚定义，通过适当的接口电路将PLC的输出连接到步进电机的绕组上。
这些接口电路通常由继电器、晶体管、驱动板等组成，用于增加输出电流的驱动能力。
4.编写PLC程序：使用PLC的编程软件，编写控制步进电机的程序。
根据步进电机的驱动方式和需求，定义相应的输入输出变量、计时器、计数器和状态触发器等。
通过逻辑语句和函数块，实现步进电机的控制逻辑。
5.配置PLC的输入输出模块：根据实际连接情况，配置PLC的输入输出模块。
将步进电机的输入信号与PLC的输入模块相连，将步进电机的输出信号与PLC的输出模块相连。
6.调试和测试：在PLC上加载编写好的程序，对步进电机进行调试和测试。
通过监视和分析PLC的输入输出变量，检查步进电机的运动和状态是否符合预期。
7.优化和改进：根据实际的运行情况，不断优化和改进步进电机的控制程序。
可以通过修改控制逻辑、增加运动规划算法、调整驱动参数等方式改善步进电机的运动精度和稳定性。
总结起来，PLC可以通过适当的接口电路和输入输出模块来控制步进电机的动作。
通过编写PLC程序，并配置输入输出模块，可以使步进电机按照预定的路线和速度运动。
步进电机PLC控制 (课堂用)教学文稿
用S表示。
（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通 电顺序即可改变转向。
2020/6/25
综合实训项目1-步进电机的PLC控制
二、三相单双六拍
三相绕组的通电顺序为：
AABBBCCCAA 共六拍。
工作过程：
A B' 1 C'
细分：细分就是指电机运行时的实际步矩角是基本步矩角 的几分之一。如：驱动器工作在10细分状态时，其步矩角只为电机 固有步矩角的十分之一，也就是说：当驱动器工作在不细分的整步状 态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动1.8°，而用细分驱动 器工作在10细分状态时，电机只转动了0.18°。细分功能完全是由
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步距角
步进电机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为步距角。
S
360 ZrN
如：Zr=40 ,
N:一个周期的运行拍数,即通电状态
循环一周需要改变的次数
Zr：转子齿数
N=3
时
S
360 3 403
1 单拍制
拍数：N=km
m:相数
k= 2 双拍制
2020/6/25
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转子转了15°。
2020/6/25
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B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15。
A
B'
C'
C
B
A'
总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六 拍，步距角为15。
2020/6/25
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步进电机PLC控制(课堂用)
每个高速脉冲发生器对应一定数量特殊标志寄存器，这些寄存器包括控制字节寄存器、状态字节寄存器和参数数值寄存器，用以控制高速脉冲的输出形式、反映输出状态和参数值。各寄存器分配如表所示。
控制字节 每个高速脉冲输出都对应一个控制字节，通过对控制字节中指定位的编程，可以根据操作要求设置字节中各控制位，如脉冲输出允许、PTO/PWM模式选择、单段/多段选择、更新方式、时间基准、允许更新等。控制字节中各控制位的功能如表所示。
C'
A
3
4
1
2
总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六拍，步距角为15。 C A' B B' C' A B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15。
3
4
1
2
三、三相双三拍
三相绕组的通电顺序为： AB BC CA AB 共三拍。
AB通电
C
A'
B
B'
C'
A
3
4
1
2
C
B'
A
C相通电再转30
三相单三拍的特点： 这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。 每来一个电脉冲，转子转过 30。此角称为步距角，用S表示。 转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通电顺序即可改变转向。
二、三相单双六拍
三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。
脉冲 分配 器
放 大 器
步 进 机
负 载
脉冲信号
改变步进电机定子绕组通电状态的电路称为脉冲分配器。控制脉冲信号来到后，先送到脉冲分配器，经过分配器输出的信号决定各定子绕组通电的顺序和步进电机转动的速度。
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2018/1/6
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能力（技能）目标
知识目标
1.能给出步进电机控制系统的 功能描述 2.能画出PLC控制系统的输入 输出接线图 3.能写出输入输出的I/O表 4.能完成梯形图程序的编制 5.能写入软件验证程序的正确 性并运行
1.步进电机的结构与原理 2.基本输入输出指令 3.定时器指令、计数指令 4.高级指令（移位指令MOV和数 据传送指令SFTL/SFTR）
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步进电动机的驱动
步进电动机的驱动电源主要由脉冲发生器、脉冲分配器和脉冲放 大器（也称功率放大器）三部分组成。
2018/1/6
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高速脉冲输出
高速脉冲输出有脉冲串输出PTO和脉宽调制输出PWM 两种形式。 每个CPU有两个PTO/PWM发生器，一个发生器分配给 输出端Q0.0，另一个分配给Q0.1。当Q0.0或Q0.1设定 为PTO或PWM功能时，其他操作均失效。不使用PTO/PWM
（3）工作过程 A
B'
4 1 3 A' 2
A 相通电，A 方向的
C'
B 磁通经转子形成闭合回路。
若转子和磁场轴线方向原
有一定角度，则在磁场的 作用下，转子被磁化，吸
C
引转子，由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合， 因此会在磁力线扭曲时产生切向力而形成磁阻转矩，
使转子转动，使转、定子的齿对齐停止转动。
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工作方式
步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单双六拍、 三相双三拍等。 一、三相单三拍 （1）三相绕组联接方式：Y 型 （2）三相绕组中的通电顺序为：
A 相 B 相 C 相
通电顺序也可以为： A 相 C 相 B 相
2018/1/6
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高速脉冲串输出PTO
• • • •
（1）周期和脉冲数 （2）PTO的种类 （3）中断事件类型 （4）PTO的使用
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（1）周期和脉冲数
• 周期：单位可以是微秒μs或毫秒ms；为16位 无符号数据，周期变化范围是50~65535μs或 2~65535ms ，通常应设定周期值为偶数，若 设置为奇数，则会引起输出波形占空比的轻 微失真。如果编程时设定周期单位小于 2 ， 系统默认按2进行设置。 • 脉冲数：用双字长无符号数表示，脉冲数取 值范围是1~4294967295之间。如果编程时指 定脉冲数为0，则系统默认脉冲数为1个。
2018/1/6
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• • • 步进电机的结构和工作原理 1.步进电机结构 步进电机可分为反应式和励磁式两大类。两类的区别在于反应式步进电机转 子上无励磁绕组，转子上出现的磁极是由于定于绕组通电后产生的磁场而生成 的。两类步进电机的动作原理相同，这里以反应式步进电机为例进行分析。 图5-41是一种三相反应式步进电机，它由定子与转子两部分构成。电机定子 上有六个磁极，每个极上装有控制绕组，每两个相对的磁极组成一相。
发生器时，Q0.0或Q0.1作为普通输出端子使用。通常
在启动PTO或PWM操作之前，用复位R指令将Q0.0或Q0.1 清0。
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脉冲串输出（PTO）
PTO功能可输出一定脉冲个数和占空比为50%的方 波脉冲。 输出脉冲的个数在1-4 294 967 295范围内可调； 输出脉冲的周期以µs或ms为增量单位，变化范围分别 是10～65 535µs或2～65 535ms。 如果周期小于两个时间单位，周期被默认为两个 时间单位。如果指定的脉冲数为0，则脉冲数默认为1。 PTO功能允许多个脉冲串排队输出，从而形成流水 线。流水线分为两种：单段流水线(流水线中只能存储 一个脉冲串的控制参数）和多段流水线（需建立包络 表，执行时可按包络表的顺序输出多个脉冲串）。
A B'
4 1 3
C'
2
C
B
A' A相通电，转子1、3齿和A相对齐。
2018/1/6
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A、B相同时通电
A
B' C' B A'
（1）BB' 磁场对 2、4 齿有磁拉力，该拉力使转子顺时针 方向转动。
C
（2）AA' 磁场继续对1、3齿有拉力。 所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA' 通电， 转子转了15°。
2018/1/6
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步进电动机的工作原理与特点
原理：步进电机是利用电磁铁原理,将脉冲信号转换成线位 移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，
带动机械移动一小段距离。它的运动形式是步进式的。
特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。 (2)控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3)改变脉冲顺序，改变转动方向。 (4)角位移量或线位移量与电脉冲数成正比.
步进驱动器
• 环型分配器的功能： 主要是把外部CP端送 入的脉冲进行分配， 给功率放大器，功率 放大器相应的晶体管 导通，步进电机的线 圈得电。
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综合实训项目1-步进电机的PLC控制 （3）步进电机驱动器的端子与接线
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PLC与步进电机驱动器，步进电机驱动器 与步进电机的接线：
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（4）PTO的使用
•使用高速脉冲串输出时，要按以下步骤进 行： 确定脉冲发生器及工作模式 设置控制字节 写入周期值、周期增量值和脉冲数 (装入包络的首地址) (设置中断事件并全局开中断) 执行PLS指令
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高速脉冲输出指令 1．指令格式及功能
• 从步进电机的转动原理可以看出，要使步进电机
正常运行，必须按规律控制步进电机的每一相绕
组得电。步进驱动器接收外部的信号是方向信号 （DIR）和脉冲信号（CP）。另外步进电机在停止 时，通常有一相得电，电机的转子被锁住，所以 当需要转子松开时，可以使用脱机信号（FREE）.
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A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。
2018/1/6
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A
B'
A
C'
B
A'
B'
C' B
A'
C
C
B相通电，转子2、4齿和B
相轴线对齐，相对A相通电
位置转30；
C相通电再转30
2018/1/6
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这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一 个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。
PLS EN Q0.X
功能：
当使能端输入有效时， PLC首先检测为脉冲输 出位（X）设置的特殊存储器位，然后激活由特 殊存储器位定义的脉冲操作
说明： 1）高速脉冲串输出PTO和脉宽调制输出PWM都由PLS指 令来激活； 2）操作数X指定脉冲输出端子，0为Q0.0输出，1为 Q0.1输出； 3）高速脉冲串输出PTO可采用中断方式进行控制，而 脉宽调制输出PWM只能由指令PLS来激活。
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•每个高速脉冲发生器对应一定数量特殊标志 寄存器，这些寄存器包括控制字节寄存器、 状态字节寄存器和参数数值寄存器，用以控 制高速脉冲的输出形式、反映输出状态和参 数值。各寄存器分配如表所示。
控制字节 •每个高速脉冲输出都对应一个控制字节，通过对控制字 节中指定位的编程，可以根据操作要求设置字节中各控 制位，如脉冲输出允许、 PTO/PWM 模式选择、单段 / 多 段选择、更新方式、时间基准、允许更新等。控制字节 中各控制位的功能如表所示。
四、基于PLC与步进电机的小车自动往返控制 项目一：步进电机正反转控制
用S7-200 PLC控制步进电机正转与反转。把步进电机驱动
器的D2设置为OFF，即PU为步进脉冲信号，DR为方向控制信号。PLC的
Q0.0输出高速脉冲至步进电机驱动器的PU端，Q0.1控制步进电机反转 。对应小车的运行各输出点分配如下： 正转启动，I0.0； 反转启动，I0.1； 向左运行，Q0.0发脉冲，Q0.1为OFF； 向右运行，Q0.0发脉冲，Q0.1为ON；
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综合实训项目-步进电机的PLC控制
任务描述
1. 2. 3. 4. 5. 完成步进电机、输入按钮与PLC的系统连接 编程实现步进电机的正向运转 用两个按钮，实现0.001S步进控制和1S步进控制 用两个开关，实现100步计数控制和10 步计数控制 用一个按钮实现步进的正反转控制
2018/1/6
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B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15。
A
B'
C' B
A'
C
总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六 拍，步距角为15。
2018/1/6
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三、三相双三拍 三相绕组的通电顺序为： AB BC CA AB 共三拍。
三相单三拍的特点： （1）每来一个电脉冲，转子转过 30。此角称为步距角， 用S表示。 （2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通 电顺序即可改变转向。
2018/1/6
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二、三相单双六拍 三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。 工作过程：