plc控制步进电机课程设计论文(编辑修改稿)

plc控制步进电机课程设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

系，使得步进电机在速度控制、位置控制等方面得到了广泛的应用 .步进电机的位置控制是靠给定的脉冲数量控制的。 给定一个脉冲，转过一个步距角，当停止的位置确定以后，也就决定了步进电机需要给定的脉冲数。 其工作原理如下： 设 A 相首先通电，转子齿与定子 A、 A′ 对齐。 然后在 A 相继续通电的情况下接通 B相。 这时定子 B、 B′ 极对转子齿 4产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是 A、 A′ 极继续拉住齿 3，因此，转子 将 转到两个磁拉力平衡为止。 即转子顺时针转过了 15176。 接着 A 相断电， B相继续通电。 这时转子齿 4 和定子 B、 B′ 极对齐，转子从图 (b)的位置又转过了 15176。 这样，如果按 A→A 、B→B→B 、 C→C→C 、 A→A„ 的顺序轮流通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角 15176。 电流换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。 如果按 A→A 、 C→C→C 、 B→B→B 、 A→A„ 的顺序通电，则电机转子逆时针方向转动。 PLC 控制系统课程设计 7 图 23 步进电机通电方式原理图 控制方案 ： （ 1）三 相步进电动机有 三 个绕组 : A、 B、 C 正转通电顺序为： A→AB→B→BC→C→CA 反转通电顺序为： A→CA→C→BC→B→AB （ 2）用 7 个开关控制其工作 1开关控制其运行 ( 启 )。 2开关控制其运行 ( 停 )。 3 号开关控制其低速运行 (转过一个步距角需 s)。 4 号开关控制其中速运行 (转过一个步距角需 s)。 5 号开关控制其 高 速运行 (转过一个步距角需 s)。 6 号开关控制其转向 ( ON 为正转 )。 7 号开关控制其转向 ( OFF 为 反转 )。 2． 3 I/O 分配 步进电动机以最常用的三相六拍通电方式工作，并要求步进电动机设有快速、慢速控制、正反转及单步控制 4 种控制方式。 根据要求，可选用 C28P— CDT— D的 PLC 进行控制并设计出步进电动机的 PLC 控制系统 I/O 接线图。 PLC 控制系统课程设计 8 图 24 步进电动机的 PLC控制系统 I/O接线图 步进电动机 PLC 控制系统梯形图设计 图 25 步进电动机的 PLC控制系统梯形图 2． 4 系统结线图设计 PLC 机型选择的基本原则是：在功能满足要求的前提下，选 择最可靠、维护使用最方便以及性价比最优的机型。 通常做法是，在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，建议选用整体式结构的 PLC；其他情况则最好选用模块式结构的 PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带 A/D 转换、 D/A 转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现 PID 运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂PLC 控制系统课程设计 9 程度来选用中档或高档机（其中高档机主要用于大规模过程控制、全 PLC 的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等）。 本次设计选择的是三菱系列的 FX1N 系列。 图 26 控制系统原理图 图 是控制系统的原理接线图，图 26 中 Y7 输出的脉冲作为步进电机的时钟脉冲，经驱动器产生节拍脉冲，控制步进电机运转。 同时 Y7 接至 PLC 的输入接点 X0，并经 X0送至 PLC 内部的 HSC。 HSC 计数 Y7的脉冲数，当达到预定值时发生中断，使 Y7 的脉冲频率切换至下一参数，从而实现较准确的位置控制。 控制系统的运行程序：第一句是将 DT9044 和 DT9045 清零，即为 HSC 进行计数做准备。 第二句～第五句是建立参数表，参数存放在以 DT20 为首地址的数据寄存器区。 最后一句是启动 SPD0 指令，执行到这句则从 DT20 开始取出设定的参数并完成相应的控制要求。 由第一句可知第一个参数是 K0，是 PULSE 方式的特征值 ，由此规定了输出方式。 第二个参数是 K70，对应脉冲频率为 500Hz，于是 Y7发 出频率为 500Hz 的脉冲。 第三个参数是 K1000，即按此频率发 1000 个脉冲后则切换到下一个频率。 而下一个频率即最后一个参数是 K0，所以当执行到这一步时脉冲停止，于是电机停转。 故当运行此程序时即可使步进电机按照规定的速度、预定的转数驱动控制对象，使之达到预定位置后自动停 止。 PLC 控制系统课程设计 10 第 3 章 控制系统梯形图程序设计 步进电机控制流程图 由 PLC 控制步进电机的程序流程图如图 31 所示 图 31 步进电机控制流程图 PLC 控制系统课程设计 11 由 PLC 控制步 进电机的程序时序图如图 32 所示 图 32控制电机的 时序图 控制程序设计思路 在进行程序设计时 ,首先应明确对象的具体 控制要求。 由于 CPU 对程序的串行扫描工作方式 ,会造成输入 /输出的滞后 ,而由扫描方式引起的滞后时间 ,最长可达两个多扫描周期 ,程序越长 ,这种滞后越明显 ,则制精度就越低。 因此 ,在实现控制要求的基础上 ,应使程序尽量简捷、紧凑。 另一方面 ,同一个控制对象 ,根生产的工艺流程的不同 ,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。 以 SIMATIC 移位指令为步进 控制的主体进行程序设计 ,可较好地满足上述设计要求。 PLC 控制系统课程设计 12 图 33 步进电机梯形图控制程序 PLC 控制系统课程设计 13 第 4 章 监控系统设计 PLC 与上位监控软件通讯 对于上位机接口软件的编制，选择查询方式来进行接收，完成一次传输的步骤是：执行一条输入指令，读取 FIFO 当前。