1、 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY PLC原理及應用課程設計報告 題目：五相十拍步進電動機控制 專 業 10級電氣工程及其自動化 班 級 10電氣工程二班 學 號 姓 名 凡偉 指導教師 劉冬梅 提交日期 2012年12月28號 目 錄第一部分 五相十拍步進電動機設計任務和要求1.1 PLC系統設計內容與步驟11.2 系統控制要求 3第二部分 設計方案2.1 總體設計方案說明42.2 PLC控制系統組成方框圖4第三部分 系統硬件設計3.1 PLC的選型及硬件配置53.2 輸入輸出地址分配5 3.3 主電路設計63.4 PLC的控制電路 6第四部分 PLC控制軟件

2、設計與調試4.1 系統程序設計74.2 調試結果與分析13第五部分課程設計總結13第六部分 參考文獻 13一 設計任務和要求步進電機是一種控制精度極高的電機, 在工業上有著廣泛的應用。步進電動機具有快速起停、精確步進和定位等特點，所以常用作工業過程控制及儀器儀表的控制元件。基于PLC控制的步進電動機具有設計簡單，實現方便，參數設計置靈活等優點。矩角特性是步進電機運行時一個很重要的參數，矩角特性好，步進電機啟動轉矩就大，運行不易失步。改善矩角特性一般通過增加步進電機的運行拍數來實現。本文主要是介紹采用可編程控制器(PLC) 對五相十拍步進電機進行控制的設計原理及方法進行分析。本文詳細的介紹了用P

3、LC控制步進電機系統的原理，及硬件和軟件設計方法。其內容主要包括I/O地址分配、PIC外部接線圖、控制流程圖、主電路圖、梯形圖、元件清單以及語句表。本文設計過程中使用了十六位移位寄存器，大大簡化了程序的設計，使程序更間湊，方便了設計。在實際應用中表明此設計是合理有效的。控制要求：1五相步進電動機有五個繞組: A、B、C、D、E ,正轉順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB反轉順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB2用五個開關控制其工作：1 號開關控制其運行 ( 啟 / 停 )。2 號開關控制其低速運行 (轉過一個步距角需 0.5 秒)。3 號開關控制其中

4、速運行 (轉過一個步距角需 0.1 秒)。4 號開關控制其低速運行 (轉過一個步距角需 0.03 秒)。5 號開關控制其轉向 ( ON 為正轉，OFF 為反轉 )。 課題要求： 1、IO端口編址：輸入輸出X000對應SB1啟/停按鈕Y001對應A繞組KM1X002對應SB2低速Y002對應B繞組KM2X003對應SB3中速Y003對應C繞組KM3X004對應SB4高速Y004對應D繞組KM4X005對應SB5換向Y005對應E繞組KM5注：當SB5啟動后，對應的輸出由Y5到Y1，不需要再另行添加輸出端。2、 PLC型號： 本PLC為8輸入，8輸出型。實際連接輸入數5個，輸出數5個。該PLC選取

5、三菱FX系列，格式為FX1N2、 設計方案說明： 對五相六拍步進電機的控制，主要分為兩個方面：五相繞組的接通與斷開順序控制。正轉順序：ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB 反轉順序：ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB通過兩個輸出線圈來控制正反轉，通過五個輸出線圈來控制電機繞組的通與斷，通過一個輸出來控制控制停止（實際只需要五個輸出線圈來進行控制一個線圈控制正反轉。ON為正正傳，OFF為反轉。一個線圈控制電路通斷，三個線圈控制繞組的通斷）當通斷開關與正反轉控制開關置為ON時，電動機開始正轉；將當斷開通斷開置于OFF時，電動機反轉；當通斷開關斷開時，電動機饒組立即斷開

6、，電動機停止工作。電路選取24電源。三、系統硬件設計：1、PLC選型及硬件配置：硬件名稱數量可編程控制試驗臺、1五相步進電動機自動控制演示裝置1編譯計算機1連接導線若干1傳送電纜124V電源12、 PLC外部接口圖：4、 PLC控制軟件設計與調試 由于上述具體控制要求，可作出步進電機在運行時的程序框圖，如圖32所示。以工作框圖為基本依據，結合考慮控制的具體要求，首先可將梯形圖程序分為4個模塊進行編程，即模塊1：步進速度選擇；模塊2：起動、停止；模塊3：正轉、反轉；模塊4：移位控制功能模塊；模塊:5：A、B、C、D、E五相繞組對象控制。然后，將各模塊進行連接，最后經過調試、完善、實現控制要求。首

7、次選擇步進速度啟/停正轉或反轉位移寄存器賦初值低速中速高速發出位移脈沖執行位移位移輸出控制電機步進十拍計數開始1、控制流程圖： NY2、梯形圖：3、程序：程序設計調試過程中出現的問題與解決辦法： 程序設計采用輔助繼電器編寫，通過T0、T1、T2三個計時器進行計時（程序就不解說了），設計之初，總會出現信號無法傳送下一指令及三個控制開關無法隨意切換的問題，我將三個控制開關并在一起，同時對T0、T1、T2的接入方式進行了改變，最終解決了問題，總的說來，設計過程比較順利。 五、課程設計與總結： 于星期四下午終于完成了程序的設計與調試，終于松了一口氣。回顧整個課程設計過程，相對來說還是比較順利，沒經過太多難題。但是也遇到了不少細節問題，比如程序設計好后通斷開關無法實現復位功能，燈泡出現延時現象等，雖然這些問題最后都得到解決，但還是令我糾結不已，幾節課程設計下來，我覺得我的PLC又有了很大的進步，至少我不會對著設計題目一籌莫展或者發憷，整個程序的設計與調試很考驗一個人的知識的全面性以及大局觀，沒有扎實的基本功，一切無從談起，我深深認識到自己的知識掌握的淺薄及不牢固，理論設計如此