可编程控制器课程设计报告5267392

1、前言步进电机问世以后，很快确定了自己的应用场合为开环高分辨率的定位系统，工业应用发展到今已有约30年的历史，目前还没有更适合的取代它的产品，而且已经发展成为除直流和交流电机外的第三大类电动机产品，但毕竟发展历史不长，人们从应用的角度看仍有不成熟的感觉。我国步进电机产品的发展有自己的特点，80年代以前一直以磁阻式步进电动机为主，70年代末形成的系列产品以定子6极转子40齿的三相磁阻式步进电动机为主。另外有定子10极转子100齿的五相磁阻式步进电动机和其他的品种。80年代开始发展混合式步进电动机，也是以定子8极转子50齿的二相(四相)混合式步进电动机为主，1987年开始生产定子10极转子50齿的五

2、相混合式步进电动机，同时还发展了一些不同于国外的产品，例如定子8极转子60个齿的二相(四相)混合式步进电动机；转子100齿的三相、九相混合式步进电动机；转子200齿的五相混合式步进电动机等。这就使得我国步进电动机产品形成特别混杂的局面，对产业的发展很不利。认识到这一点，找出有效的办法来改变这种局面，对步进电机产业的发展是很重要和有利的。因此，当前最有发展前景的当属混合式步进电动机，而混合式电动机又向以下四个方向发展：发展趋势之一，是继续沿着小型化的方向发展。随着电动机本身应用领域的拓宽以及各类整机的不断小型化，要求与之配套的电动机也必须越来越小，在57、42机座号的电动机应用了多年后，现在其机

3、座号向39、35、30、25方向向下延伸。瑞士escap公司最近还研制出外径仅10mm的步进电动机。发展趋势之二，是改圆形电动机为方形电动机。由于电动机采用方型结构，使得转子有可能设计得比圆形大，因而其力矩体积比将大为提高。同样机座号的电动机，方形的力矩比圆形的将提高3040。发展趋势之三，对电动机进行综合设计。即把转子位置传感器，减速齿轮等和电动机本体综合设计在一起，这样使其能方便地组成一个闭环系统，因而具有更加优越的控制性能。发展趋势之四，向五相和三相电动机方向发展。目前广泛应用的二相和四相电动机，其振动和噪声较大，而五相和三相电动机具有优势性。而就这两种电动机而言，五相电动机的驱动电路比

4、三相电动机精密且复杂，因此三相电动机系统的价格比要比五相电动机更低一些。目录目录- 1 -一、概述- 1 -二课程设计目的及要求- 1-2.1 设计目的- 1-2.2 控制要求：- 1 -三、设计方案- 2-3.1编程元件地址分配表：- 2 -3.2 plc的安装接线图：- 2-3.3四相步进电机流程框图- 3 -3.4 步进电机设计原理和控制程序- 3 -3.4.1步进电机设计原理.- 4-3.4.2 步进电机控制程序表- 4-四、心得体会- 15 - 1 -plc应用实训一、 概述步进电机是一种能够将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，它实际上是一种单相或多相同步电动机。单相步进电动

5、机有单路电脉冲驱动，输出功率一般很小，其用途为微小功率驱动。多相步进电动机有多相方波脉冲驱动，用途很广。使用多相步进电动机时，单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转换为多相脉冲信号，在经功率放大后分别送入步进电动机各相绕组。每输入一个脉冲到脉冲分配器，电动机各相的通电状态就发生变化，转子会转过一定的角度（称为步距角）。正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时，电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入，所以特别适合于微机控制。二、课程设计目的及要求2.1 设计目的了解步进电机的工作原理及步

6、进电机的开环控制原理。 综合应用所学plc知识设计基于plc的步进电机开环控制系统； 通过自行编程调试掌握plc控制系统的设计方法。2.2 控制要求： 能够实现步进电机的起动和停止、正转和反转及改变转速。 能够实现步进电机的四相双四拍的控制方式，每步旋转15度 每周走24步电机正转时供电时序： 电机反转时供电时序： （2） 步进电机单元设有一些开关，其功能如下:动、停止开关-控制步进电机启动或停止。正、反转开关-控制步进电机正转或反转。速度开关-控制步进电机继续运转，其中速度a的速度为0（此状态为单步状态），速度b的速度为6.25转/分（脉冲周期为400ms），速度c的速度为15.6转/分（脉

7、冲周期为160ms），速度d的速度是62.5转/分（脉冲周期为60ms）。步按钮开关-当速度开关置于a档时，按一下步进按钮，电机运行一步。3、 设计方案3.1 步进电机plci/o 端口分配 图（1)plc编程元件的地址分配3.2 plc安装接线图 依照plc的i/o口地址分配表，结合系统的控制要求，设步进电机定子绕组采用直流24v电源供电，并且负载电流较小可由plc输出接点直接去驱动，a,b,c,d是四相绕组，plc接制电气接线图如图2 图（2）plc的输入输出接线图3.3四相步进电机流程框图 i0.3=0 i0.3=1 步进一步步按钮开关正反转按钮 开 始速度d档速度c档速度b档速度a档循

8、环右移循环左移 脉冲分配结 束3.4步进电机设计原理和控制程序：3.4.1设计原理a. 首次扫描信号（sm0.1）和复位信号（i0.2）使得移位寄存器mb0清零。b. 启动按钮sb1（i0.0），在首次按动时，为m0.1位置1 。如若在四相励磁绕组通电状态下，责i0.0对移位寄存器mb0的状态不产生影响。c. 构成启停控制的控制逻辑，按动停止按钮sb2（i0.1），m0.2线圈断电（清0），移位寄存器停止工作，脉冲分配终止，步进电机停止转动，此时，mb0保持当前相序值。下次启动按钮sb1（i0.0）时，步进电机从当前相序按顺序转动。d. 按复位开关sb3（i0.2），线圈断电（清0），步进电机停止转动。e. 定时器用于控制每隔多长时间移1位的循环转动,当 i0.3=1 电机正转 i0.3=0 电机反转。3.4.2 控制程序四、心得体会通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通