一体化闭环步进电机在工业4.0中的应用

一、硬件装线

一体化闭环步进电机采用“电机编码器驱动器”高度集成化的产品解决方案，通过CAN/Modbus总线控制，并内部集成高分辨率编码器实现位置反馈的闭环控制。同时，它还集成了I/O功能，方便用户的功能扩展，并能根据负载自动调整电流输出大小降低温升，在满足节能平稳及高负载承受性的要求时，能够取代传统的步进电机。

二、工程组态基本参数配置及组态

在工程组态基本参数配置及组态中，我们需要通过上位机调试软件ModbusIDE V1.0.5来设置一体化步进电机地址、波特率和网络数据格式。本示例中设置三台电机的从站地址为2、3、4，波特率为115200bps，网络数据格式为8数据位、无奇偶效验、一个停止位。同时，我们需要使用PLC组态软件TIA Portal V13新建工程并选择CPU 1212C DC/DC/DC作为控制器，在设备视图中插入通讯模块CM1241（RS485）。

三、程序编写

在程序编写中，我们以三轴同步绝对运动1000步为例。在程序块添加组织块OB100进行上电初始化操作，打开startup-OB100，并添加初始化程序Modbus_Comm_Load_DB。参照一体化闭环步进电机Modbus通讯用户手册得知，一体化闭环步进电机控制字寄存器地址为0x51，位置模式下目标位置寄存器地址为0x53。根据通讯手册中运行模式下绝对位置运行的相关报文，我们可以编写相应的程序。通过Modbus_Master主站通讯模块读写一个或多个Modbus从站设备中的数据，我们可以对一体化闭环步进电机的保持寄存器中的控制字和位置模式下的目标位置按一定顺序进行相应数据的写操作，从而切换一体化闭环步进电机的运行状态。

四、总结

通过以上实例，我们可以发现一体化闭环步进电机集成度高，比之前传统的运动方案大幅减少接线，容易安装，能充分节省安装空间，简化系统的复杂程度，特别适合和替代多个电机的设备使用。同时，一体化闭环步进电机集成IO和同步功能，支持过压、欠压、过热、过流和堵转保护功能，采用CAN/Modbus总线连接，分布式控制，方便用户对电机运行过程的监控和数据采集，从而形成高度灵活、个性化、网络化的结构。这种解决方案能满足工业4.0、物联网、云计算的发展需求，在节省用户成本的同时为用户的智能制造提供了一种替代传统步进电机的解决方案。

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