五相十拍步进电动机控制课件.docx

五相十拍步进电动机控制课件.docx

《五相十拍步进电动机控制课件.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《五相十拍步进电动机控制课件.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

五相十拍步进电动机控制课件

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（steppingmotor）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2

　3.1　PLC选型2

　3.2　I/O分配表2

　3.3　I/O接线图3

第4章　PLC程序设计3

　4.1梯形图设计3

　4.2　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。

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：

ABCBCBCDCDCDE

DEDEAEAEABAB

反转顺序：

ABCBCBCDCDCDE

DEDEAEAEABAB

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）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

3.1　PLC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-14MR-001。

3.2　I/O分配表

输入

X1启/停开关

X20.5s低速运行按钮

X30.1s中速运行按钮

X40.03s高速运行按钮

X5控制转向开关

输出

Y0A绕组

Y1B绕组

Y2C绕组

Y3D绕组

Y4E绕组

3.3　I/O接线图

图3-1I/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.电气控制与可编程序控制器应用技术.东南大学出版.2009.9

[2]程子华.PLC原理与实例分析.北京：

国防工业出版社.2006.

[3]廖常初.PLC编程及应用.北京:

机械工业出版社.2005.