PLC与步进伺服快速入门与实践

1970-1  

人民邮电  

岂兴明//苟晓卫//罗冠龙  

317  

无  

早在20世纪60年代，步进伺服系统就已经开始出现。20世纪80年代后，随着电动机技术、现代电力电子技术、微电子技术、控制技术及计算机技术的快速发展，步进伺服系统得到了迅速发展，其应用的广泛程度已经对人类社会产生了巨大影响。当今，伺服控制器和步进电动机已经开始向着高性能、高速度、数字化、智能型、网络化的方向发展。目前完整地介绍步进伺服控制系统综合应用的书籍不多，针对这类状况，本书系统地阐述了各类步进伺服系统的基本概念、原理、设计方法及综合应用实例。本书通过三部分来讲述，分别为基础篇、提高篇和实践篇。基础篇涵盖了第l章、第2章、第3章和第4章。第1章概述了步进电动机及驱动器的发展历史、分类方法以及步进电动机驱动器的基础知识。第2章讲解各种步进电动机工作原理，它是学习步进电动机的基础理论知识。第3章对伺服系统进行了概述，主要讲述了伺服系统的发展、功能、结构组成、分类及特点。第4章以第3章为基础，分别阐述了各种类型伺服系统的工作原理，如步进伺服系统原理、电一液伺服系统原理、气动伺服系统原理、直流伺服系统原理、交流伺服系统原理、数字伺服系统原理、各类伺服系统结构框图，加深了读者对伺服系统组成原理的认识。提高篇包含了第5章和第6章。第5章阐述了步进电动机系统的设计方法，逐一介绍了步进电动机特性、控制系统、参数测试、参数选型、数学模型、振动与噪声及阻尼处理。第6章是本书的重点，主要对伺服系统的设计进行了详细描述，深入细致地分析了每一类伺服系统的硬件选型、数学模型以及元件特性，强调了设计过程中需要特别注意的事项，为广大工程设计人员提供了各类伺服元件的引脚图和规格表等参考数据。实践篇中包括了第7章、第8章和第9章。第7章介绍了西门子工程常用步进电动机控制的实例，分别为S7-200PLC驱动三相混合式步进电动机、S7.3 00PLC驱动三相混合式步进电动机以及工控机驱动混合式步进电动机，重点讲解了步进电动机选型、电气控制原理图和对应的步进电动机控制程序。’第8章是以三菱步进伺服系统为例着重讲述三菱伺服系统模块中应用最广泛的MR-J2S-A伺服驱动器，分别从结构功能、控制模式、工作模式、参数设置等方面对MR-J2S-A伺服驱动器进行了描述，读者可以全面、深刻地掌握三菱伺服系统的应用设计技术。第9章从三个实例对数控伺服系统、电一液伺服系统以及步进伺服系统分别进行了说明：首先介绍了西门子数控伺服系统840D在轧辊车床上的应用，接着阐述了电一液伺服系统在仿形铣床上的应用，最后分析了基于DSP的混合式步进电动机伺服系统的应用；这三类实例特点突出，代表性强，图表丰富，内容简单易懂，读者可以进一步熟悉掌握步进伺服系统设计方法及其在工程上的应用。

　　《PLC与步进伺服快速入门与实践》从工程应用角度出发，首先介绍步进与伺服的基础知识，包括步进电动机和伺服系统的概念及其工作原理，然后详细介绍三菱、西门子等品牌步进电动机与伺服系统及其功能，最后通过多个实例，深入浅出地讲解步进与伺服在工程实践中的应用方法。书中的每个实例均详细地给出了设计思路、设计步骤以及程序代码。《PLC与步进伺服快速入门与实践》可作为PLC步进与伺服工程人员的自学工具书，也可作为大专院校电气工程及自动化、工业自动化、应用电子、计算机应用、机电一体化及其他相关专业的参考用书。

基础篇第1章 步进电动机及驱动器概述31.1 步进电动机的发展31.1.1 步进电动机现状31.1.2 步进电动机发展趋势41.2 步进电动机的分类41.2.1 按运动方式分类41.2.2 按电动机输出转矩分类61.2.3 按转矩产生的工作方式分类61.2.4 按励磁组数分类71.2.5 按电流极性分类71.3 步进电动机驱动器81.3.1 驱动器系统组成91.3.2 驱动器参数说明91.3.3 驱动器使用方法101.3.4 驱动器连接电路121.4 本章 小结14第2章 步进电动机工作原理152.1 磁阻式步进电动机152.1.1 磁阻式步进电动机的结构152.1.2 磁阻式步进电动机的运行方式152.1.3 小步距角步进电动机182.1.4 反应式步进电动机的结构形式192.2 永磁式步进电动机202.2.1 单定子结构212.2.2 两定子结构222.3 混合式步进电动机222.3.1 永磁感应子式步进电动机的结构222.3.2 永磁感应子式步进电动机工作原理232.4 特种步进电动机242.4.1 特微型永磁步进电动机242.4.2 机电混合式步进电动机282.4.3 直线和平面步进电动机302.5 本章 小结33第3章 伺服系统343.1 伺服系统的发展343.1.1 液压及气动伺服系统的发展343.1.2 电气伺服系统的发展353.2 伺服控制系统结构功能363.2.1 伺服系统结构373.2.2 伺服系统功能383.3 伺服控制系统的组成383.3.1 自动控制理论中的伺服系统393.3.2 电气控制系统中的伺服设备403.3.3 电-液控制系统中的伺服设备403.3.4 电-气控制系统中的伺服设备403.4 伺服控制系统分类413.4.1 按参数特性分类413.4.2 按驱动元件类型分类433.4.3 按控制原理分类443.4.4 按机床加工系统分类453.5 伺服控制系统的特点463.5.1 伺服系统精度463.5.2 伺服系统稳定性473.5.3 响应及宽调速特性473.6 本章 小结47第4章 伺服系统原理494.1 步进式伺服系统原理494.1.1 控制脉冲发生器494.1.2 环分电路504.1.3 驱动电路514.1.4 步进电动机524.2 电-液伺服系统原理544.2.1 伺服阀544.2.2 液压马达564.2.3 液压缸的基本原理574.2.4 反馈传感器584.3 气动伺服系统原理594.3.1 气动伺服系统构成594.3.2 气动伺服系统气路原理594.4 直流伺服系统原理604.4.1 整流驱动装置原理614.4.2 直流PWM伺服驱动装置的工作原理614.4.3 直流系统控制电路原理624.4.4 测速元件工作原理634.5 交流伺服系统原理634.5.1 伺服控制单元基本原理644.5.2 功率放大单元原理654.5.3 感应电动机原理664.5.4 反馈元件原理664.6 数字伺服系统原理674.6.1 控制计算机及接口原理684.6.2 模拟低通滤波器原理684.6.3 自整角机-数字转换器原理694.7 本章 小结70提高篇第5章 步进电动机系统设计735.1 步进电动机特性735.1.1 静态特性735.1.2 运行特性775.1.3 频率特性815.1.4 机械谐振与阻尼特性845.1.5 步距误差特性875.2 控制系统875.2.1 开环系统885.2.2 闭环系统905.3 参数测试905.3.1 静态参数测试905.3.2 动态参数测试955.4 参数选型975.4.1 参数估算975.4.2 参数设定1015.5 数学模型1055.5.1 状态变量与传递函数1055.5.2 动态特性模型1155.5.3 加减速模型1225.6 振动与噪声及阻尼处理1245.6.1 振荡和失步1255.6.2 振荡和噪声1265.6.3 低频振荡的抑制1265.7 本章 小结129第6章 伺服系统设计1306.1 伺服系统需求分析1306.1.1 伺服系统需求1306.1.2 伺服系统优点1316.1.3 伺服系统技术要求1316.2 伺服系统总体方案设计1326.2.1 伺服系统总体方案初步制订1326.2.2 伺服系统稳态设计1336.2.3 建立系统数学模型及动态设计1336.3 电-液伺服系统分析与设计1346.3.1 电-液伺服系统总体方案设计1346.3.2 电-液伺服系统稳态设计1356.3.3 电-液伺服系统数学模型1406.3.4 电-液伺服系统动态分析1426.4 气动伺服系统设计1436.4.1 气动伺服系统总体方案设计1436.4.2 气动伺服系统稳态设计1466.4.3 气动伺服系统数学模型1506.4.4 气动系统动态分析1526.5 直流伺服系统设计1526.5.1 直流伺服系统整体设计1526.5.2 直流伺服系统稳态设计1536.5.3 直流伺服系统数学模型1616.5.4 直流伺服的动态分析设计1636.6 交流伺服系统设计1646.6.1 交流伺服系统总体设计1646.6.2 交流伺服系统稳态设计1656.6.3 交流伺服系统动态数学模型1756.6.4 交流伺服系统动态分析1786.7 全数字伺服系统1786.7.1 全数字伺服系统总体设计1786.7.2 全数字伺服系统稳态设计1806.7.3 数字控制程序设计1896.8 本章 小结189实践篇第7章 西门子工程常用步进电动机控制实例1937.1 S7-200PLC驱动步进电动机实例1937.1.1 S7-200PLC下步进电动机控制系统功能说明1937.1.2 系统硬件选型与搭建1947.1.3 电气控制原理图1977.1.4 系统软件程序设计1997.2 S7-300PLC驱动步进电动机实例2017.2.1 S7-300PLC下步进电动机控制系统功能说明2027.2.2 系统硬件选型与搭建2037.2.3 电气控制原理图2057.2.4 系统软件程序设计2067.3 工控机驱动步进电动机实例2117.3.1 工控机控制下步进电动机控制系统功能说明2117.3.2 系统硬件选型与搭建2127.3.3 电气控制原理图2137.3.4 系统软件程序设计2147.4 本章 小结215第8章 三菱步进伺服系统的控制应用技术2168.1 三菱伺服系统模块组成2168.1.1 MR-J2S-A伺服驱动器结构与功能2168.1.2 伺服电动机原理及其功能2198.2 三菱交流伺服系统各端子功能以及内部电路2208.2.1 三菱交流伺服系统外围接线2218.2.2 三菱交流伺服系统各端子及功能说明2228.2.3 三菱伺服系统接口说明2238.3 三菱伺服系统的工作模式2278.3.1 三菱MR-J2S-A伺服系统位置控制模式2288.3.2 三菱MR-J2S-A伺服系统速度控制模式2348.3.3 三菱MR-J2S-A伺服系统转矩控制模式2378.4 三菱伺服系统的设计2388.4.1 三菱MR-J2S-A伺服系统控制模式选择2398.4.2 三菱伺服电动机型号选择2408.4.3 三菱伺服系统其他配件规格选择2488.4.4 三菱伺服电气接线图2508.4.5 三菱伺服软件选择2558.4.6 三菱伺服系统MR-J2S-A基本参数设置2558.5 本章 小结259第9章 步进伺服系统综合应用实例2609.1 西门子数控伺服系统在轧辊车床的应用2609.1.1 西门子840D数控伺服系统及轧辊车床基本概念2609.1.2 西门子840D数控伺服系统硬件配置2639.1.3 基于西门子840D系统的轧辊车床软件配置2779.2 电液伺服系统在仿形铣床上的典型应用2889.2.1 仿形铣床的基本概念2889.2.2 电-液伺服系统下仿形铣床的基本参数2909.2.3 仿形铣床的基本控制方式2929.2.4 数字随动铣床2939.2.5 液压伺服下仿形铣床的检修方式2949.3 基于DSP的混合式步进电动机伺服系统2969.3.1 基于DSP的混合式步进电动机系统功能说明2969.3.2 系统硬件设计2979.3.3 系统软件设计3059.4 本章 小结317

插图：第1章 步进电动机及驱动器概述步进电动机是一种将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。电动机的转速和停止的位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数，即给电动机加一个脉冲信号，电动机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电动机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电动机来控制变得非常简单。本章主要介绍步进电动机发展历程和展望、步进电动机分类、步进电动机驱动器以及电气外部特性。1.1 步进电动机的发展工业生产对步进电动机性能的要求越来越高，特别是高性能稀土等新型永磁材料的出现以及电子电力器件的飞速发展，许多性能更为优越的步进电动机也随之纷纷问世。步进电动机已经有70年的发展历史，逐渐发展成以混合式和磁阻式为主的产品格局。其中混合式步进电动机是应用最为广泛的，总体性能也优于其他步进电动机品种。目前，市场上最常见的产品是采朝双极性斩波驱动器的混合式步进电动机。1.1.1 步进电动机现状自问世以来，步进电动机很快确定了在开环高分辨率的定位系统中的主导地位。在工业技术高速发展的今天，还未有适合的取代产品出现。虽然步进电动机已被广泛应用，但并不能像普通的直流电动机、交流电动机那样在常规电气控制电路中使用。它须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统，涉及很多机械和电气控制方面的知识。步进电动机的最大优势是无累积误差，使得在速度、位置等控制领域用步进电动机来控制变得简单和经济。步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，在未超载的情况下，电动机转速与停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，从而决定了它在一些要求不是很高的场合有广泛的用途，运行可靠方便。

《PLC与步进伺服快速入门与实践》是工业自动化实用技术丛书之一。

无

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蛮好蛮好蛮好蛮好蛮好

涉及内容全面、详尽，由浅入深，建议有控制理论基础、数电模电基础的看会更好....

此书主要是讲解步进与伺服的工作原理，而并没有主例子讲解在PLC当中如何应用，希望能将本书的目录内容写在网上，这样读者才能更好的了解此书的内容。谢谢·

一刀烂的书，根本不配称实践，理论一大堆高等数学，去学校忽悠学生差不多，实战的，简单的小半个列子，谁看懂自己也可以写书了，我估计作者自己实战会不会还要打个？谁买谁后悔！

说是伺服，其实主要就是在讲步进电机控制~如果是想控制步进电机，看看也不妨，不过不是很推荐

书名倒是写的大，《PLC与步进伺服快速入门与实践》，但是通篇太过于理论化，说是讲PLC与步进伺服，实际上就通篇的将步进电机大讲一通，伺服大讲一通，而且很多知识都已经过时了，现在根本用不到。估计也都是抄的。真正实践篇里的PLC与伺服的控制却只字不提，只是举了个西门子S7-200控制步进的例子，而且可操作性也很不强。买了之后就后悔了，若是能退就好了。

这本书理论的东西介绍比较枯燥，定力好的人看看是可以的

写的内容太过于理论化，实用性不强我觉得不值

帮人买的，看上去不错！

纸张能不能用稍微发黄的纸，白色的纸张伤眼睛。影响学习效率

发货速度也忒快了吧！

PLC与步进伺服快速入门与实践

刚买回来，感觉纸张一般吧，内容还没看

书集评价

书不错,但是步进伺服讲得不是很详细！

还行，最好带教学光盘。

PLC与伺服

初级入门书,还可以