本文是VIP專欄《S7-200 SMART運動控制之步進電機》的第五節(jié)，可免費閱讀。

本文我們介紹下課程所使用的硬件環(huán)境及電氣原理圖，這是后續(xù)編程和調試的基礎。

本課程使用的CPU是西門子S7-200 SMART標準型CPU ST20，為了檢測滑臺的零點、左右限位信號，增加了擴展模塊EMDE08；采用具有細分功能的步進驅動器；實驗滑臺上安裝步進電機及增量型編碼器；

下面我們具體介紹下：

1、CPU ST20和擴展模塊EM DE08

本課程使用的CPU和擴展模塊如圖5-1所示：

圖5-1 本課程硬件環(huán)境-CPU ST20和擴展模塊DE 08

使用CPU ST20的軸0，Q0.0用來發(fā)送PTO脈沖信號，Q0.2發(fā)送電機的方向信號，Q0.4發(fā)送電機控制/使能信號；這三個信號分別連接到步進驅動器的PUL+、DIR+和DIS+；

使用CPU ST20的高速計數(shù)器1（HSC1）連接增量型編碼器進行閉環(huán)控制，其中I0.0連接編碼器的A相信號，I0.1連接編碼器的B相信號；

擴展模塊EM DE08用來連接滑臺上的接近開關信號，其中I8.0連接零點信號；I8.1連接左限位信號（LMT-）；I8.2連接右限位信號（LMT+）；由于接近開關為NPN型，因此EM DE08的接線方式為：源型輸入。

所謂"源型輸入（Sourcing Input）"，是指將EM DE08的公共端連接到24V電源的正極，電流從公共端流入到模塊中，然后從模塊的通道流出到傳感器。這種接線方式連接的外部傳感器為NPN型。

與"源型輸入"相對應的是"漏型輸入"。所謂"漏型輸入"，是指將EM DE08的公共端連接到24V電源的負極，電流從外部傳感器流入到模塊的通道中，然后從模塊的公共端回到電源負極。這種接線方式連接的外部傳感器為PNP型。

EM DE08既支持源型輸入，也支持漏型輸入。本課程中因為使用的接近開關為NPN型，因此采用源型輸入的接線方式。

2、步進驅動器

本課程使用的步進驅動器如圖5-2所示：

圖5-2 步進驅動器

該驅動器支持DC9~24V的輸入電壓，支持8個檔位的電流（S4/S5/S6）及7個檔位的細分驅動（S1/S2/S3）,支持脈沖（PUL+/PUL-）、方向（DIR+/DIR-）和使能信號（ENA+/ENA-）；可驅動兩相步進電機；

CPU與步進驅動器的接線如圖5-3所示（圖片中包含了步進驅動器與步進電機的接線）：

圖5-3 CPU ST20與步進驅動器的接線

3、滑臺（包括步進電機、編碼器、限位開關等）

本課程所使用的滑臺如圖5-4所示：

圖5-4 本課程使用的滑臺外觀

滑臺所使用的步進電機是42系列兩相步進電機，步距角1.8度；額定電流0.5A；步進電機每旋轉一周，絲桿移動4mm；步進電機引出線紅色為A+、藍色為A-，綠色為B+，黑色為B-；步進電機與步進驅動器的接線請看圖5-3。

滑臺另一端為編碼器，屬于A/B正交增量型編碼器，NPN型，每轉一圈發(fā)出600個脈沖。編碼器的輸出信號線連接到CPU的高速計數(shù)器HSC1上，接線原理圖如圖5-5所示：

圖5-5 增量型編碼器接線圖

滑臺上有左限位開關S2（LMT-）、零點開關S1（Zero）和右限位開關S3（LMT+），均為NPN型，連接到擴展模塊EM DE08的輸入通道，接線原理圖如圖5-6所示：

圖5-6 接近開關接線圖

好了，這就是我們這個課程所使用的硬件環(huán)境及電氣原理圖，后續(xù)課程都是以此為基礎進行講解。為了操作方便，我們還會增加一個控制按鈕盒，用于電機的啟停控制。