干貨電控知識~步進電機和伺服電機的區(qū)別

xiaobing86203

       有不少社友感概大神工資高，殊不知這些朋友都是機械與電氣都精通，兩條腿走路；因此做機械設(shè)計的搞項目若也想拿高薪，電控基礎(chǔ)也是需要了解的，因此今天來學習下：單片機與PLC的區(qū)分；步進電機和伺服電機的區(qū)別。

       PLC上是專為工業(yè)環(huán)境使用的通用控制平臺，由用戶進行二次開發(fā)完成最終控制目的。

       PLC是智能產(chǎn)品，小型PLC的核心控制器往往就是單片機，小型PLC在某種程度上可以理解為一種特殊的單片機系統(tǒng)。

       由此可得出結(jié)論：

       1) PLC是建立在單片機之上的產(chǎn)品，單片機是一種集成電路，兩者不具有可比性。

       2) PLC是單片機應用系統(tǒng)的一個特例。

       3) 不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標，有一定的互換性，質(zhì)量有保證，編程軟件正朝標準化方向邁進。這正是PLC獲得廣泛應用的基礎(chǔ)。

       4) 單片機應用系統(tǒng)則是八仙過海，各顯神通，功能千差萬別，質(zhì)量參差不齊，學習、使用和維護都很困難。

通俗來講：單片機就像一本空白的書，你想寫什么就寫什么。PLC就像空白的樹上畫好了表格，你要什么就填什么。

       從工程的角度，談談PLC與單片機系統(tǒng)的選用：

       1) 對單項工程或重復數(shù)極少的項目，采用PLC方案是明智、快捷的途徑，成功率高，可靠性好。

       2) 對于量大的配套項目，采用單片機系統(tǒng)可能具有成本低、效益高的優(yōu)點，但這要有相當?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運行。

步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓�位移的開環(huán)控制元步進電機件，在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖個數(shù)，而不受負載變化的影響，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機安設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的，同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到高速的目的。

伺服電機又稱執(zhí)行電機，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把收到的電信號轉(zhuǎn)換成電機軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）也就是說伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，它每旋轉(zhuǎn)一個角度，都會發(fā)出對應數(shù)量的脈沖，這樣伺服驅(qū)動器和伺服電機編碼器的脈沖形成了呼應，所以它是閉環(huán)控制，步進電機是開環(huán)控制。

         步進電機和伺服電機的區(qū)別在于：

1、控制精度不同；步進電機的相數(shù)和拍數(shù)越多，它的精確度就越高，伺服電機取塊于自帶的編碼器，編碼器的刻度越多，精度就越高。

2、控制方式不同；一個是開環(huán)控制，一個是閉環(huán)控制。

3、低頻特性不同；步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象，當它工作在低速時一般采用阻尼技術(shù)或細分技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點便于系統(tǒng)調(diào)整。

4、矩頻特性不同；步進電機的輸出力矩會隨轉(zhuǎn)速升高而下降，交流伺服電機為恒力矩輸出。

5、過載能力不同；步進電機一般不具有過載能力，而交流電機具有較強的過載能力。

6、運行性能不同；步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。

7、速度響應性能不同；步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要上百毫秒，而交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，一般只需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。

      歡迎大神補充與吐槽~~

hzband

plc是邏輯控制器，是并行方式控制，而以單片機芯片做的‘所謂plc'是以串行方式控制模仿plc。
步進電機和伺服電機，任何電機加上反饋裝置為閉環(huán)電機或伺服電機，它們不同只是驅(qū)動器的區(qū)分，開環(huán)驅(qū)動與閉環(huán)伺服驅(qū)動。所有電機轉(zhuǎn)矩是隨轉(zhuǎn)速升高轉(zhuǎn)矩降低，只是不驅(qū)動方式控制轉(zhuǎn)矩。步進電機的步距角精度高，驅(qū)動控制精度是伺服驅(qū)動器比開環(huán)驅(qū)動器控制精度高。在低轉(zhuǎn)速下，開環(huán)步進啟動響應速度比閉環(huán)伺服響應啟動快，因為開環(huán)步進在低轉(zhuǎn)速下是同步狀態(tài)。低頻特性，伺服驅(qū)動控制沒有這么神奇，只是在電流壓擺控制帶寬精確，但代價就是增益比慢，啟動就慢，其實伺服控制就異步控制。

liu20668

謝謝，學習了。

駱歡

學習了，樓主辛苦

東山_FzrJ2

學習

xiaobing86203

駱歡 發(fā)表于 2017-4-19 15:23
學習了，樓主辛苦

應該的，大家好才是真得好

未來第一站

單片機在生活領(lǐng)域應用日益廣泛，步進同樣。

forbetter

早看到這文章,工資能加1千塊

xiaobing86203

forbetter 發(fā)表于 2017-4-19 16:23
早看到這文章,工資能加1千塊

這個可以有，祝你夢想早日成真

xiaobing86203

hzband 發(fā)表于 2017-4-20 10:21
plc是邏輯控制器，是并行方式控制，而以單片機芯片做的‘所謂plc'是以串行方式控制模仿plc。
步進電機和伺 ...

樓主這么專業(yè)，一看就是電氣專業(yè)的大俠吧