plc控制步进电动机的设计理与实现方法plc控制步进电动机的设计原理与实现方法plc控制步进电动机的设计原理与实现方法plc控制步进电动机的设计原理与实现方法.doc

课程设计 设计说明 设计题目: 院系名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 年 月 日 内容摘要 步进电机是一种控制精度极高的电机, 在工业上有着广泛的应用本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。本文在实际应用中表明此设计是合理有效的。 目 录 第一章 引言 1 第二章 系统总体方案设计 2 2.1 程序设计的基本思路 2 2.2 五相步进电动机的控制要求 2 2.3 方案原理分析 2 2.3.1 功能要求 2 2.3.2 性能要求 3 第三章 PLC控制系统设计 4 3.1 输入输出编址 4 3.2 选择PLC类型 4 3.3 PLC外部接线图 4 3.4 控制流程图 5 3.5 梯形图程序设计 7 3.5.1 步进控制设计 7 3.5.2 梯形图设计 9 3.6 语句表 14 3.7 程序的调试 15 结 论 18 设计总结 19 谢 辞 20 参考文献 21 第一章 引言 步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。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和脉冲数，而不受负载变化的影响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；同时可以通过来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 1．五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 正转顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB 反转顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB 2．用五个开关控制其工作： 1 号开关控制其运行 ( 启 / 停 )。 2 号开关控制其低速运行 (转过一个步距角需 0.5 秒)。 3 号开关控制其中速运行 (转过一个步距角需 0.1 秒)。 4 号开关控制其速运行 (转过一个步距角需 0.03 秒)。5 号开关控制其转向 ( ON 为正转，OFF 为反转 )。 ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB 反转顺序：ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB以及每个步距角的行进速度。围绕这两个主要方面，可提出具体的控制要求如下： （1）可正转或反转； （2）运行过程中，正反转可随时不停机切换； （3）步进三种速度可分为高速（0.03S），中速（0.1S）,低速（0.5S）三档，并可随时手控变速 2.3.2 性能要求 在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。 第三章 PLC控制系统设计 3.1 输入输出编址 控制步进电机的个输入开关及控制A、B、C、D、E五相绕组工作的输出端在PLC中的I/O编址如表3-1所示。 表3-1 I/O地址分配表 输入点 输出点 元件名称 符号 地址编码 元件名称 符号 地址编码 启/停常开按钮 SB1 I0.0 A绕组 A Q0.0 0.5s低速常开按钮 SB2 I0.1 B绕组 B Q0.1 0.1s中速常开按钮 SB3 I0.2 C绕组 C Q0.2 0.03s高速常开按钮 SB4 I0.3 D绕组 D Q0.3 控制转向开关 QS I0.4 E绕组 E Q0.4 3.2 选择PLC类型 根据上图的I/O分配表通过查阅手册选择S7-200 CPU222基本单元（8入/6出）1台。 3.3 PLC外部接线图 PLC外部接线图的输入输出设备、负载电源的类型等的设计就结合系统的控制要求来设定。步进电动机采用五相十拍控制外部接线图如图3—1所示。 图3-1 I/O接线图 3.4 控制流程图 由于上述具体控制要求，可作出步进电机在运行时的程序框图，如图3