6ES7 211-1HE40-0XB0

是一种用数字信号控制的传动机构，若在其输入端加入一个脉冲信号，该电机就会旋转一个角度或移动一定距离，故称之为步进电机。它在数字控制装置中有着广泛的应用。步进电机可分为反应式与激磁式两大类。从结构上又分为单相、双相、三相至六相等多种。图t325所示为常见的反应式三相步进电机内部结构示意图。步进电机由定子和转子两部分组成，在定子的6个磁极上分别绕有aa＇、bb＇和cc＇三相绕组，并将其接成y形。不同的步进电机转子铁心齿数不同，在转子上不设置绕组。

步进电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。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的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，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。 这一线性关系的存在，加上步进电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机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、及计算机等许多知识。

步进电机的用途

步进电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。在非超载的情况下，电机的转速、停止的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，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电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机来控制变的非常的简单。

同步电机和步进电机的区别

步进电机属于执行电机。同步和属于一般电机。四者的联系都是将电能转化为机械能。区别是控制的方式不同。伺服电机用在，而步进电机用在打印机，磁盘驱动器上。同步电机一般用在机械手起定位作用，异步电机用的就比较多了。

按可分为直流电机和交流电机。

按励磁方式可分为串励。并励，他励。

按用途可分为普通的和特殊的比如：伺服电机 步进电机，直线电机等

生产厂家对步进电机驱动系统的通俗表述如下：

步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置，与其匹配的驱动器共同组成一个可控的步进电机运动系统，具有良好的数据控制特性。在接受来自控制器（、等可编程处理器）的工作指令（开关脉冲信号）时，其驱动器依据工作指令向定子绕组有序励磁，使定子内部建立一个实时响应的脉动的、非连贯性变化的磁场，并作用于周边带有很多小齿的转子，使转子产生旋转运动，即施加 一个脉冲，马达转动一步。在理想的情况下，其转子旋转的速度、累计旋转角度完全同步于控制器输入的脉冲频率及脉冲数，因而，只需在规定的时间内向步进电机运动系统提供有效的工作指令，转子将会被准确地驱动到设定的角度位置，在进一步的工作指令到来之前，始终保持在该位置。

步进电机的双向驱动、固有的刹车制动性能、可适当调整的输出扭矩、功率控制、**的位置度、高分辨率、良好的数字交互界面，且仅采用开环控制即能达到良好的使用效果等是其显著的优势。而且与伺服系统比较，其单位体积输出功率大、转动惯量小、无漂流及起动峰涌现象、无位置累积误差等良好优点，是一种成本低廉的数字控制类电机。

正由于具备以上固有的优点，在众多领域已奠定了其应用地位，并被广泛应用于需要控制旋转角度、速度、位置和同步性的诸多领域，如办公室自动化、安防、医疗设备，纺织品机器、舞台灯光、贩卖机与售票机，机械自动化等

　现代焦炉由于炉容不断增大，冶炼强度不断进步，因而产生大量的副产品—焦炉煤气。假如直接把焦炉煤气放散到空气中，不仅会造成大气的污染，还会造成能源的浪费。鉴于此，鞍钢燃气厂新建了容积为150000 M3焦炉煤气柜，用以存储焦炉煤气。焦炉煤气柜自动化控制系统的设备性能和自动控制的好坏，将直接影响焦炉煤气的收集和利用。

         　　本工程采用以产品可靠性高著称的罗克韦尔自动化公司的新一代控制平台ControlLogix系列的PLC冗余系统。在ControlLogix系统中，所有的维护和通讯都是由系统自动完成的，更加方便、可靠，而且用户可编写状态读取程序，随时监控冗余系统的状态。

         2.系统的硬件配置

         　　鞍钢150000 M3焦炉煤气柜自控系统PLC选用ControlLogix L5550冗余系统。考虑到间隔远、节点多、抗干扰等因素，采用ControlNet网络类型，抗干扰性好，网络通道冗余，保证可靠通讯和人机界面的数据显示，又有利于快速的现场数据采集。该系统的硬件配置如图1所示。

图1 系统的硬件配置

         　　CPU选用1756-L62模块，通讯模块选用1756-CNBR，DI选用1756-IB16I，DO选用1756-OB16I，AI选用1756-IF16I。以太网模块选用1756-ENBT。冗余机架上除了CPU模块，还有通讯模块1756-CNBR，热备模块1756-SRM（保持主、从机架之间的通讯）和两个热备模块间的连接电缆1756-SRC3。

         　　服务器、操纵站系统平台为bbbbbbs2000（服务器/客户版），操纵站上位监控软件为RSView 32，PLC编程组态软件为RSLogix5000。另外还有一套数据库治理系统，利用网络组态软件RSLinx所提供的OPC接口进行采集数据。

         3 自动化控制系统

         　　煤气柜自控系统包括对煤气柜本体、油泵站组、换热机组、煤气进出口管、电动蝶阀以及紧急放散阀的控制。

         　　3.1油泵站治理

         　　对任意一个油泵站内二台油泵启动次数和运行时间（时、分、秒）分别进行单独累计，并且相加后得到本油站启动总次数和总运行时间，在主画面上进行显示供油泵站进行运行治理，另外还设有清零按钮，按下之后则次数与时间回零重新开始统计。

         　　3.2 进出口阀和放散阀的手/自动控制

         　　进出口阀和放散的控制分为现场手动和PLC自动两种。这两种控制方式是在现场操纵箱上进行选择。现场手动可通过现场操纵箱上的操纵按钮对设备进行操纵。PLC自动可通过操纵画面对设备进行操纵。

         　　在画面上操纵进出口阀/放散阀时，必须首先确认下述的基本运行条件：现场操纵箱上选择PLC自动方式 + 阀主开关合闸 + 阀无故障。三个条件同时达到时，称作满足基本运行条件。

         　　进出口阀安装在煤气柜进出口管道上，放散阀安装在煤气柜放散管道上。均可通过弹出窗口进行手/自动切换，操纵可分两种方式：

         　　（1）在手动状态下，按下手动开阀按钮后，则发出开启进出口阀/放散阀信号，按关阀按钮时则封闭信号，手动启动无任何外部连锁关系。

         　　（2）在自动状态下，满足基本运行条件，当活塞升到上上限（69.3m）95%容积，或活塞降到下下限（7.3m）10%容积时，则发出封闭进出口阀信号，要想开启阀时，只能靠手动状态来打开;当活塞达到69.3m即 95%容积，则发出开启放散阀信号;若活塞恢复到65.6532m即90%容积时，则发出封闭放散阀信号。

         　　3.3上位监控系统的构成

         　　本系统共分7个画面，包括“煤气柜监控主画面”、“换热机组监控画面”、“监控主画面”、“设备监控画面”、“历史趋势画面”、“报警画面”、“趋势打印画面”。各个画面可以自由切换。煤气柜监控主画面如图2所示：

图2 监控主画面

         　　3.3.1 动画显示功能

         　　在各个画面中，系统各部分运行的实际状况均具有动画显示功能。

         　　例如：当阀为关状态时阀身显示为红色，当阀为开状态时阀身显示为绿色;选定工作泵与备用泵后，会在泵下出现相应的字样，当泵工作时小灯变为绿色，停止时是红色;极限点到来时，就会在相应的位置亮灯;当柜位达到上上限或下下限时，柜内填充会变成红色，当达到上限或下限时，柜内填充会变成黄色，正常情况为绿色。

         　　3.3.2 综合报警功能

         　　对于煤气柜系统的重要报警，在每幅画面上均有显示：改变颜色、音响报警、报警状态记录。另外还有一幅报警总汇画面，可以从画面上查看报警和事件信息。

         　　3.3.3 历史趋势记录功能

         　　系统对油槽油温、流量参数、压力参数、温度参数、进出口压力、柜内压力可进行长达、一周或一个月的历史曲线记录。

         4 自动化控制系统调试与运行

         　　根据鞍钢公司一期工程总体进度要求，150000 M3焦炉煤气柜自控系统制定了具体的工程施工和调试方案。与8月完成PLC控制系统的图纸设计;9月完成PLC应用软件的编写和上位机监控画面的制作;10月份分别进行各系统的单体调试和联动试车，10月中旬基本调完，10月下旬正式试运行，电器自动化进行多次联动试车，标志着15万M3焦炉煤气柜自控系统具备投产条件;11月顺利投产，中间进行多次工艺修改调试，完全达到设计工艺要求。

         5 结束语

         　　鞍钢燃气厂150000 M3焦炉煤气柜自动化监控系统自2006年11月份投进运行以来，至今运行稳定可靠。高性能、高可靠性、易于实现复杂控制功能等优点的自动化控制系统的实现，有效进步了焦炉煤气的利用率，减少焦炉煤气的放散量，平衡焦炉煤气管网的压力，确保了生产用户的平衡生产，增强能源的二次利用和大气环保。