五相单双十拍步进电动机控制程序的设计方案与调试河南工业大学

PAGEPAGE24PAGE1 机电工程学院课程设计说明书设计题目:五相单双十拍步进电动机控制程序的设计与调试学生姓名：学号:20094805专业班级：机制F09指导教师：2012年12月13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.步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。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。矩角特性是步进电机运行时一个很重要的参数，矩角特性好，步进电机启动转矩就大,运行不易失步.改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现。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.其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、梯形图以及语句表。本文设计过程中使用了移位指令,大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。在实际应用中表明此设计是合理有效的。关键词：PLC；梯形图；五相十拍步进电机目录TOC\o"1-3”\h\z\u_Toc311526716"1。1五相步进电动机的控制要求 11.2程序设计的基本思路 1HYPERLINK\l”_Toc311526718”第2章PLC控制系统硬件设计 3HYPERLINK\l”_Toc311526719"2.1PLC类型选择 3HYPERLINK\l”_Toc311526720”2.2I/O点的分配与编号 32。3PLC外部接线图 4第3章PLC控制系统软件设计 5_Toc311526723”3.2梯形图程序设计 6HYPERLINK\l”_Toc311526724”3.2.1步进控制设计 6HYPERLINK\l”_Toc311526725"3.2.2梯形图 83。3程序指令表 133.4程序调试 16HYPERLINK\l”_Toc311526727"结论 21HYPERLINK\l”_Toc311526727"设计总结 22谢辞 23，然后选择CPU222；3.点“程序”—“载入程序”；4。选择Step7MicroWin的版本;5.将先前导出的AWL文件打开；6。点“PLC”—“运行"，开始调试程序；程序具体运行情况如下：1．选择速度,首先选择低速步进，按下SB2，I0.1通电，把50赋值给VW100。2．选择正转,转动控制转向开关QS1，I0。4此时为ON.3．按下启动按钮SB1,I0。0得电，则M3。0线圈得电,所以步进电动机以低速正转开始运行.如图2-5程序调试图a所示。4．改变速度，选择中速步进,按下SB3，I0。2通电，把10赋值给VW100，然后步进电动机以中速正转开始运行。如图2-6程序调试图b所示。5．改变速度,选择高速速步进,按下SB4，I0.3通电，把2赋值给VW100，然后步进电动机以高速正转开始运行。如图2—7程序调试图c所示。6．改变转向为反转，旋转转向开关QS1，I0.4此时为off.选择低速步进，按下SB2，I0。1通电，把50赋值给VW100，然后步进电动机以低速反转开始运行。如图2—8程序调试图d所示.7．改变速度，选择中速步进,按下SB3，I0。2通电，把10赋值给VW100，然后步进电动机以中速反转开始运行.如图2-9程序调试图e所示。8。改变速度，选择高速速步进，按下SB4，I0.3通电，把2赋值给VW100,然后步进电动机以高速反转开始运行。如图2-10程序调试图f所示。9.按下启停按钮SB1，M2.0得电，所以M3。0失电,程序运行终止.图3—3程序调试图a图3—4程序调试图b图3—5程序调试图c图3—6程序调试图d图3-7程序调试图e图3-8程序调试图f

结论在进行程序设计时,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，会造成输人偷出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间,最长可达两个多扫描周期_1J,程序越长,这种滞后越明显，则控制精度就越低。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,根据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。步进电机的控制程序设计,可有多种方法,比如,用顺控指令(SCRSCRT、SCRE)编程，程序没有复杂的逻辑关系，设计比较方便，但由于每一次步进切换都须经过对状态的开始、转换和结束处理，会令程序的网络数大大增加;或可用许多的定时器实现各步距角的时间控制，以及变速时间间隔的设置等，则程序冗长、松散；也可以用定时器结合比较指令控制各步进时段，但会使各网络变得复杂，彼此之间的逻辑关系不甚清晰,程序也会比较长而以移位指令作为步进控制的主体编程，获得的程序简捷、清晰，且程序模块间的逻辑关系十分明确。以移位指令作为步进控制主体编程的另一长处，就是程序的柔性好，非常容易修改。如果要求电机在运行过程中步进速度可任意加、减，而不是仅有三档速度，此时任何变速实际上只是改变移位指令的执行速度，即改变移位脉冲的发生周期（VWl00)，其他所有网络均可不变.设计总结这次课程设计对我们而言是对所学课程内容掌握情况的一次自我验证，对所学内容的综合应用能力的检验,它培养和训练了我们的编程以及调试能力,进而提高了我们对学习和应用相关专业知识的兴趣。通过本次设计我们的能力得到了锻炼,因而有着极其重要的意义。本次课程设计的内容是五相单双十拍步进电动机控制程序的设计与调试，针对现在的PLC技术，实现一些设计。我们还应该加强PLC语句的练习，要能够运用自如。此外还应掌握PLC的外部接线方法。通过这次设计，我学会了PLC的基本编程方法,对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中,提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的掌握都是思想上的,对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序用到PLC中的时候，问题就出现了，不是不能运行，就是和运行的结果和要求的结果不相符合.在课程设计过程中我了解到，PLC并不是一门单一的编程技术,它是一门系列专业课程。首先先要明白PLC本身的编程语言梯形图,语句表语言。达到这个水平你才能读懂程序，并可以设计一些工程学需要的程序。在这次课程设计过程中也遇到了不少的问题和困难。我们大家在一起讨论时，常会发生一件分歧,还有重要的一点就是我的基础知识不够扎实，设计进度缓慢，必须不断的在书本上学习新的知识来弥补不足等。但幸运的是,随着课程设计的逐步进行，我们对种种问题进行了研究解决，最终才获得了预期的成果。

谢辞在人生的路途上终究会有风风雨雨，常会遇到这样那样的问题。然而让我感觉幸福的是这次是王宗才老师做我的课程设计老师。在这次课程设计中，我最大的收获就是明白了一件事：无论做什么，我都应该认认真真的去做。首先,我要感谢我的课程设计指导老师王宗才老师。为了能够顺利的完成这次课程设计，王宗才老师是很注重学生基础和课堂容量的人,在平时的课堂上总是给我们讲解课程设计的要求，在开始课程设计时让我有了一个方向在设计过程中，老师每天都会亲临设计教室督促大家、鞭策大家努力认真的按照进度完成课程设计所规定的内容.本课题在设计过程中王老师多次询问设计进程，并对我进行技术指导,引导我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励.王老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度，踏踏实实的精神，必将对我以后工作态度的培养产生深远的影响。在课程设计过程中王老师指出了我的不足之处，同时又给我提出了许多宝贵的意见。正是由于老师的精心指导,我才能顺利完成这次课程设计，所以，要再次说一声：王老师，您辛苦了！我感觉很感激王宗才老师，通过这段时间的课程设计，我的知识又得到了一次锤炼。此外,还要感谢自己的同组同学，在课程设计中遇到困难时大家互相讨论、相互帮助的场景依旧浮现在我的脑海里，你们让我明白了团队合作的重要性，在解决难题的同时更增进了同学们间的友谊。

参考文献[1]王宗才。机电传动与控制.北京：电子工业出版社.2011.[2］于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京：清华大学出版社.2004.［3］胡学林。电气控制及PLC.北京:冶金工业出版社，1997。[4]廖常初。PLC编程及应用.北京：机械出版社，2002.[5］罗伟。邓木生.PLC与电气控制