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步进电动机是一种将数字脉冲信号转换成机械角位移或者线位移的数模转换元件。在经历了一个大的发展阶段后, 目前其发展趋于平缓。然而, 由于步进电动机的工作原理和其它电动机有很大的差别, 具有其它电动机所没有的特性。因此,沿着小型、高效、低价的方向发展。
步进电动机由此而得名。步进电动机的运行是在专用的脉冲电源供电下进行的, 其转子走过的步数, 或者说转子的角位移量, 与输入脉冲数严格成正比。另外, 步进电动机动态响应快, 控制性能好, 只要改变输入脉冲的顺序, 就能方便地改变其旋转方向。这些特点使得步进电动机与其它电动机有很大的差别。因此, 步进电动机的上述特点, 使得由它和驱动控制器组成的开环数控系统, 既具有较高的控制精度,良好的控制性能, 又能稳定可靠地工作。因此, 在数字控制系统出现之初, 步进电动机经历过一个大的发展阶段。
步进电机是将电脉冲信号转成角位移或线位移的电磁机械装置，是一种输出与输入数字脉冲相对应的增量式数字元件。在数控机床、绘图机、打印机等方面应用广泛。它也可以看作是一种特殊的同步电机;它具有快速起停、步进及直接接收数字量的特点，它的步距角和转速不受电压波动和负载变化的影响，也不受环境条件如温度、气压、冲击、和振动等影响，仅与脉冲频率有关，这些特点使它完全适用于数字控制的系统中作为伺服元件，并使整个系统大为简化而又运行可靠。
本课题选用了常见的一种小步距角的三相反应式步进电机其剖面图。电机的定子上有6个等分的磁极，相邻两个磁极间的夹角为60度。磁极上装有控制绕组并联成A, B, C三相。转子上均匀分布40个齿，每个齿的齿距为9度。定子每段极弧上也有5个齿，定、转子的齿宽和齿距都相同。每个定子磁极的极距为60度，所以每个极距所占的齿距数不是整数。当A极下的定、转子齿对齐，B极和C极下的齿就分别和转子齿相错三分之一的转子齿距，即为3度。这时若给B相通电，电机中产生沿B极轴线方向的磁场，因磁通要按磁阻小的路径闭合，就使转子受到反应转距(磁阻转距)的作用而转动，直到转子齿和B极上的齿对齐为止。此时，A极和C极下的齿又分别与转子齿相错三分之一的转子齿距。由此可见:错齿是促使步进电机旋转的根本原因。若断开B相控制绕组，而接通C相控制绕组，这时电机中产生沿C极轴线方向的磁场。同理，在反应转距(磁阻转距)的作用下，转子按顺时针方向转过3度，使定子C极下的齿与转子齿对齐。以此类推，当控制绕组按A->B->C->A顺序循环通电时转子就沿着顺时针方向以每个脉冲转动3度的规律转动起来。若改变通电顺序，即按A->C->B->A顺序循环通电时，转子便按逆时针方向同样以每个脉冲转动3度。这就是单三拍通电方式。若采用三相单、双六拍通电方式运行，即A->AB->B->BC->C->CA->A顺序循环通电，步距角将减小一半，即每个脉冲转过1.5度。

 S7-300F S7-300F的安全功能包含在CPU的F程序中，并且位于故障安全信号模块之内。 信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术实现输出和输入信号的监控。 借助周期性自检、指令检测、程序逻辑检测和程序顺序流检测等方法，CPU可以检测控制器是否工作正常。此外， 通过“活跃标志（sign-of-life）”请求，还可以对I/O进行检测。 若判定系统中存在故障，则将该系统切换至安全状态 编程CPU315F与安全有关的程序采用STEP 7语言的梯形图（LAD）和功能图（FBD）编制。与运行有关的功能范围和数据 类型均限于在此处设置。编译时使用特定的格式和参数，可以创建安全相关程序。在单个CPU中，标准程序可以同时 与故障安全程序一起运行（共存），无任何限制。 该软件包的另一个组件是F库，配有TUV认可的安全相关功能的编程实例。这些编程实例可以更改，但更改必须再次认证。 S7 F分布式安全选项软件包 编制安全相关的程序段时，必须使用选项软件包“S7 F Distributed Safety”。该软件包含有创建F程序所需要的全部 功能和块。运行S7 F Distributed Safety必须安装不低于V5.1SP3版的STEP 7。 数字量输入/输出模块用于处理自动化系统中的数字量输入/输出任务。 可通过这些模块连接数字量传感器和执行器。 使用数字量输入/输出模块给用户提供以下优点： 适应性; 采用的模块组合方式，可以匹配控制任务所需的输入/输出的点数。 不需要过多的投资 灵活的过程信号连接; 可使用各种不同的数字量执行器和传感器，将自动化系统连接到过程控制中。 数字量输入/输出模块具有下列机械特性： 紧凑型设计坚固的塑料机壳里包括： 绿色 LED，用于指示输入/输出的信号状态 前连接器插座，通过前门保护 前门上的标签区。 连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。 安装方便 模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。 当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔， 而不会有任何反应。其它模块继续工作。 方便用户接线 装置单元通过连接器连接。当连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。 更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。这样可以避免在更换模块的过程中将已接线 的前连接器插入到错误模块中。