五相十拍步进电动机控制

1、2011级PLC课程设计 PLC课程设计报告书课题名称五相十拍步进电动机控制姓 名 学 号 院、系、部电气工程系专 业电气工程及其自动化指导教师杨新霞2014年 1 月6日摘要步进电动机（stepping motor）把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动的微特电机。在自动控制装置中作为执行元件。每输入一个脉冲信号，步进电动机前进一步，故又称脉冲电动机。本课程设计主要用于步进电动机的控制，矩角特性是步进电动机运行时一个很重要的参数。矩角特性好，步进电动机的启动转矩就越大，运行不易失步。通过增加步进电动机的拍数来改善矩角特性。 本设计通过PLC编程来实现各类功能。通过开关X5的关断闭合来实现电动

2、机的正传和反转，按钮X1、X2、X3则分别控制电动机处于低速、中速、高速的运行状态。在设计结束后通过三菱PLC编程仿真软件测试正确性，实现步进电动机的控制运转，减少步进电动机的运行错误。关键词：五相十拍步进电动机PLC基本指令目录第1章设计目的1第2章设计要求1第3章PLC选型、I/O分配表和接线图23.1PLC选型23.2I/O分配表23.3I/O接线图3第4章PLC程序设计34.1 梯形图设计34.2指令语句表8第5章 设计总结13参考文献14第1章设计目的目前，比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。但采用单片机控制，不仅要设计复杂的控制程序和I/O接口电路，实现比较麻烦

3、。基于PLC控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点，本课程设计用PLC实现对步进电动机的控制。 第2章设计要求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0.5S）。3号开关控制其中速运行（转过一个步距角需0.1S）。4号开关控制其高速运行（转过一个步距角需0.03S）。5号开关控制其转向（ON为正转，OFF为反转）。（a）

4、步进电动机五相十拍正转时序图 （b） 步进电动机五相十拍反转时序图图2-1控制步进电动机五相十拍的时序图第3章PLC选型、I/O分配表和接线图3.1PLC选型三菱公司近年来推出的FX系列PLC有FX0、FX2、FX0S、FX0N、FX2C、FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC等系列型号。FX系列PLC的特点有先进美观的外部结构，提供多种系列机型供用户选用，灵活多变的系统配置。其中FX2N是三菱公司推出的高性能小型可编程控制器,FX系列PLC中应用最广泛的产品, FX2N的功能最强，可用于要求较高的系统。FX2N的速度最快最高，用户存储器容量可扩展到16K步。I/O点最大可拓展到256点，具

5、有27条基本指令，行速度超过了很多大型的PLC。有很多的特殊的功能模块和多种串行通信模块或功能拓展版。 FX2N有3000多点辅助继电器、1000点状态继电器、200多点定时器、200点16位加计数器、35点32位加/减计数器、8000多点16位数据寄存器、128点跳步指针、15点中断指针。有多种特殊功能模块，如模拟量输入/输出、高速计数模块、脉冲输出模块、位置控制模块。有多种RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板。在此次设计中使用FX2N系列。本设计使用5个输入、5个输出，I/O总点数为10。单元类型为基本单元M。输出形式为继电器输出R。综上所述选用FX2N-14

6、MR-001。3.2I/O分配表12输入 X1 启/停开关 X2 0.5s低速运行按钮 X3 0.1s中速运行按钮 X4 0.03s高速运行按钮X5 控制转向开关 输出 Y0 A绕组Y1 B绕组Y2 C绕组Y3 D绕组Y4 E绕组3.3I/O接线图图3-1 I/O接线图第4章PLC程序设计4.1 梯形图设计4.2 指令语句表第5章 设计总结此次设计从整体来说能够达到实际需要的的要求，但在实际应用中还存在着一些不足，例如电动机的过载保护、短路保护等一系列安全问题，还有输入输出的保护问题也是有待加强的，以使系统达到安全可靠的工作。 在设计阶段刚开始的时候，对于输入的选择就发现了问题，经过再三比较将有的输入选为开关，有的选为按钮。设计时多次出现了将控制顺序搞混的情况，后来在认真修改时序图后才解决相关问题。通过一系列的调试与修改，基本上完成设计要求，但还有一定的不足，关于编程的简洁性，电动机的运转控制还有一定的提高空间，这也是在以后需要加强的重要方面。参考文献1郁汉琪.