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步进电机的基本原理介绍
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为)的特点，广泛应用于各种开环控制。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。
永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度;
反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。
混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用Z为广泛，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。
步进电机的一些基本参数：
电机固有步距角：
它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°)，这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。 
步进电机的相数：
是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。
保持转矩(HOLDING TORQUE)：
是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机Z重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，保持转矩就成为了衡量步进电机Z重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。
DETENT TORQUE：
是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。DETENTTORQUE在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，它没有DETENTTORQUE。
步进电机的一些特点：
1.一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。
2.步进电机外表允许的Z高温度。
步进电机温度过高会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，电机外表允许的Z高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。
3.步进电机的力矩会随转速的升高而下降。
当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率(或速度)的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。
4.步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有啸叫声。
步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。
步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。
例如，热继电器的整定值约等于0.95～1.05倍的电动机的额定电流。当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果短时间内操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。
随着开放系统的出现，目前PLC具有通讯功能，有的产品与下位机通讯，有的产品与同一台计算机或上位机通讯，有的产品还与工厂或企业网络进行数据通讯。在设计和选型中，要从实际应用的要求出发，合理选择所需的运行功能。
常见的输入范围有DC±10V、0～10V、±20mA、4～20mA等，转换精度有8位、10位、11位、12位、16位等，PLC生产厂家的相关技术手册都会提供这些参数。图1-8为模拟量输出单元的原理框图。
由于STEP7ProfessionalV4SP4支持在同个块内使用LAD，STL和FBD三种编程语言。继电器般PLC是可以直接将指令发到控制回路里的，但也可能先经由继电器中转。如果PLC的输出口带电为24VDC，但控制回路里画的图需要PLC供的节点却是220VAC的，那么就必须在PLC输出口加上个继电器，即指令发出时继电器动作，让控制回路的节点接到继电器的常开或常闭点上。
200系列用的STEP7-Micro/IN32软件；300/400使用的是STEP7软件，带了Micro和不带的区别是相当的明显的。中央处理器由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集中在块芯片上，通过地址总线、控制总线与存储器的输入/输出接口电路相连。
型PLC的接线图1-14为CPU221DC/DC/DC型PLC的接线图。CPU221AC/DC/继电器型PLC的接线图。PLC是在继电器控制线路基础上发展起来的，继电器控制线路有时间继电器、中间继电器等，而PLC也有类似的器件，称为编程元件，这些元件是由软件来实现的，故又称为软元件。