#五相十拍步进电动机PLC控制设计指导书.docx

#五相十拍步进电动机PLC控制设计指导书.docx

《#五相十拍步进电动机PLC控制设计指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《#五相十拍步进电动机PLC控制设计指导书.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

#五相十拍步进电动机PLC控制设计指导书

毕业设计任务书及指导书

毕业设计指导老师：

王燕

常州工程职业技术学院自动化技术系

2010年11月26日

常州工程职业技术学院毕业综合课题任务书

（生产过程自动化技术专业）

自动化技术系生产过程自动化技术专业自动化0821班师万里同学

一、课题题目

五相十拍步进电动机PLC控制设计

二、课题内容

运用PLC技术和组态仿真技术完成五相十拍步进电动机的控制设计和组态仿真：

控制要求：

1．五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

2．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0.5秒）。

3号开关控制其中速运行（转过一个步距角需0.1秒）。

4号开关控制其高速运行（转过一个步距角需0.03秒）。

5号开关控制其转向（ON为正转，OFF为反转）。

3．能仿真监控绕组得电过程的动态画面。

三、设计要求：

1．绘制系统结构框图和工作流程图。

2．列写硬件设备清单。

3．列写I/O地址分配表。

4．分别选用三菱FX系列和西门子S7系列的PLC作为控制器，并分别编写和调试PLC运行程序。

5．设计组态仿真程序并调试。

6．编写使用说明书和设计论文。

7．说明

控制要求是设计中必须完成的控制任务，学生可根据自己的能力再作发挥，视完成情况考虑加分。

在设计中能够使用新技术将考虑加分。

四、课题目标及课题研究的主要内容：

（—）设计目的

1．进一步巩固和加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握，使之系统化、综合化。

2．培养综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力。

3．培养设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机使用、工具书使用等基本实践能力以及外文资料的阅读和翻译的基本技能，初步掌握科学研究的基本方法。

4．掌握典型自动控制系统的工作原理和设计思路，受到PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实施的目的。

5．树立符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，培养严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于和他人合作的工作作风。

6．获得从事科研工作的初步训练，培养学生独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际文集的能力，尤其注重培养独立获取新知识的能力。

（二）设计要求：

1．设计电气控制原理图

2．进行PLC选型及I/O分配

3．对系统所需电气元件选型，编制电气元件明细表

4．硬件安装

5．编写PLC控制程序

6．软件调试

7．系统调试

8．按要求撰写毕业设计说明书

9．绘制设计图样

四、进度安排

毕业综合课题（初步）完成时间

2010年11月29日到2011年1月19日

周次

工作内容

预定目标及检查方式

第1周

检索和课题相关的材料，并完成开题报告；

通过各种教材论著归纳及上网查找出相关的资料，总结PLC控制电路，上交开题报告。

第2周

进行课题初步设计，完成系统初步设计方案。

第3周

完成电路、气路设计，确定系统控制方案。

经老师检查并确定设计方案，并完成电路连接。

第4周

绘制电气图，完成系统硬件连接。

第5周

根据设计方案设计相关PLC控制系统控制程序及相关文字资料等。

编制控制程序并完成模拟调试，经老师检查并确定。

第6周

检查调试控制程序。

第7周

系统调试，最终完成控制系统。

完成毕业设计说明书（论文）初稿，经老师检查并确定。

第8周

完成毕业设计说明书（论文）初稿；上交毕业设计的相关资料。

2011年6月

提交毕业设计论文及相关资料，返校参加毕业设计答辩。

经过顶岗实习进一步充实结果，完善材料，返校答辩，综合评定成绩。

五、本课题必须完成的内容

1．开题报告

2．毕业设计说明书（8000字以上）

3．技术资料

（1）系统的电路原理图。

（2）电器接线图；PLC的I/O接线图。

（3）元器件详细清单。

（4）PLC程序清单及注释。

4．若使用外文资料，则应给出相应的中文翻译。

六、备注

1、本任务书一式三份，系、教师、学生各执一份；

2、学生须将此任务书作为附件，装订在毕业设计说明书中。

3、毕业设计说明书（论文）应提交电子稿和打印稿。

教研室指导教师：

教研室主任：

系主任：

毕业综合课题（设计）指导书

一、毕业综合课题（设计）目的：

1．使学生进一步巩固和加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握，使之系统化、综合化。

2．培养学生综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力。

3．培养学生的设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机使用、工具书使用等基本实践能力以及外文资料的阅读和翻译的基本技能，使学生初步掌握科学研究的基本方法。

4．使学生树立符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，培养严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于和他人合作的工作作风。

5．使学生获得从事科研工作的初步训练，培养学生独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际文集的能力，尤其注重培养学生独立获取新知识的能力。

二、PLC设计类型的选择

PLC设计的常见类型有五种：

开关量的逻辑控制、模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、数据采集和监控、通讯联网及集散控制。

作为毕业设计，最普遍的是前二种较为简单的类型。

而开关量的顺序控制又是工业自动化设计的首选。

可用PLC作为开关量逻辑控制、定时控制、计数控制，利用PLC取代传统继电器接触器控制，如机床电气、电机控制中心等，也可取代用于单机、多机以及生产线的自动化控制场合。

用PLC实现闭环过程控制是PLC的第二个重要的使用方向，例如深度、压力、流量等连续变化的模拟量闭环PID控制。

这种类型主要是用在系统中的开关量较多，模拟量较少的场合。

不过PLC中的模拟量输入/输出模块和PID模块价格较贵，相对于单片机、工业控制计算机系统来说投入较高，而显示、编程功能较弱。

这些因素在选型时应特别注意。

可编程控制器由于其独特的结构和工作方式，使它的设计内容和步骤和继电器控制系统及计算机控制系统有很大的差别，主要表现是允许硬件电路和软件编程可以分开进行设计。

这一特点使可编程控制器系统设计变得简单和方便。

三、PLC毕业设计的步骤

1．分析被控对象和明确控制要求

一般来说，应首先向有关工艺、机械设计人员和操作维修人员详细了解被控设备的工作原理、工艺流程和操作方法，了解被控对象机械、电气、液压传动之间的配合关系，确定被控对象的控制要求。

2．PLC选型及相关电气设备的选择

根据系统的控制要求，确定系统的输入设备的数量及种类，明确输入信号的特点，选择和之相匹配的输入模块。

根据负载的要求选用合适的输出模块。

确定输入/输出的点数。

同时还要考虑用户存储器的容量、通信功能是否能达到要求以及系列化、售后服务等因素。

3．控制流程设计

对确定的控制对象，要明确划分控制的各个阶段及各个阶段的特点，阶段之间的转换条件，归纳出各执行元件的动作节拍表，画出控制流程图。

4．电路设计包括被控设备的主电路及PLC外部的其他控制电路设计，PLC输入/输出接线设计，PLC主机、扩展单元及输入/输出设备供电系统设计，电气控制柜结构及电气设备安装设计等。

5．控制程序设计

控制程序的设计包括状态表、状态转移图、梯形图、指令表等四种形式。

6．PLC安装及接线

按照电路图进行PLC的安装及接线，注意按照规定的技术指标进行安装，如系统对布线的要求、输入/输出对工作环境的要求等。

7．调试

调试包括模拟调试和联机调试。

模拟调试是根据输入/输出模块的指示灯的显示，不带输出设备进行调试。

联机调试分两步进行，首先连接电气柜，不带负载（台电动机、电磁阀等），检查各输出设备的工作情况，待各部分调试正常后，再带上负载进行调试。

四、PLC毕业设计的基本内容

PLC毕业设计主要有直接进行PLC控制系统设计、利用原有的继电器-接触器控制电路改造成PLC控制系统、机电结合控制系统的PLC设计等方法。

1．直接进行PLC控制系统设计

（1）明确I/O的点数及类型。

（2）PLC选型和配置。

（3）硬件设计。

包括I/O口设备的选择和I/O点分配；执行元件的选择；控制台、柜的设计等。

（4）软件设计。

即PLC梯形图的设计。

（5）PLC控制系统抗干扰的设计。

（6）编写毕业设计说明书及主要设备材料清单。

（7）绘制电气原理图、电气设备平面布置图及其他施工图。

（8）绘制PLC程序清单及注释。

2．利用原有的继电器-接触器控制电路改造PLC控制系统

（1）原有的继电器-接触器控制电路功能分析。

（2）明确I/O的点数及类型。

（3）PLC选型和配置。

（4）硬件设计。

（5）软件设计。

（6）PLC控制系统抗干扰的设计。

（7）编写毕业设计说明书及主要设备材料清单。

（8）绘制电气原理图、电气设备平面布置图及其他施工图。

（9）绘制PLC程序清单及注释。

3．机电结合控制系统的PLC设计

（1）机电设备的控制特点和工艺流程的分析。

（2）机电设备的工作循环图的分析和设计。

（3）明确I/O的点数及类型。

（4）PLC选型和配置。

（5）硬件设计。

（6）软件设计。

（7）PLC控制系统抗干扰的设计。

（8）编写毕业设计说明书及主要设备材料清单。

（9）绘制电气原理图、电气设备平面布置图及其他施工图。

（10）绘制PLC程序清单及注释。

五、考核要求及方式

参见附录2

六、开题报告和毕业设说明书（论文）的格式

参见附录1、附录3

七、建议参考文献

⑴三菱微行可编程控制器（FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC编程手册——基本指令步进梯形图指令使用原理指令说明书）

⑵三菱微行可编程控制器（FX2N系列微型可编程控制器——使用手册）

⑶钟肇新，彭侃主编可编程控制控制器原理及使用（第二版）华南理工大学出版社1992

⑷张万忠主编可编程控制器使用技术化学工业出版社2004

⑸郁汉琪主编机床电气及可编程序控制器实验课程设计指导书高等教育出版社

⑹马西秦许振中自动检测技术（第二版）.北京,机械工业出版社2004

⑺戴一平主编可编程控制器技术及使用机械工业出版社2004

⑻史国生主编电气控制和可编程器技术化学工业出版社2004

⑼吴中俊，黄永红主编可编程序控制器原理及使用（第2版）机械工业出版社.2005

⑽张桂香,主编机电类专业毕业设计指南机械工业出版社.2005

附录1

毕业综合课题（设计、论文）规范要求

为使我院学生毕业综合课题（设计、论文）工作进一步规范化和标准化，在多年实践的基础上，现对学生毕业综合课题（设计、论文）提出如下规范要求。

一、毕业综合课题（设计、论文）整体要求

（一）工科综合课题说明书为1万字左右。

（二）写作格式、文献著录、图表描述、数学、物理和化学式的表达以及关键词的选用都应符合国家标准：

GB7713－87科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式；

GB7714－87文后参考文献著录规则；

GB6447－86文摘编写规则

中国科学技术信息研究所情报检索语言研究室《汉语主题词表》科技文献出版社。

（三）要求阐述清楚，条理性强，文字简练。

二、英语使用基本要求

学生应提交英文毕业综合说明书（设计、论文）摘要、关键词。

三、计算机使用基本要求

毕业论文和综合说明书全部用计算机打印；部分或全部实验数据采用计算机处理；工科类专业学生毕业综合课题必须全部用CAD绘图；学生毕业综合课题（设计、论文）结束后，应将经计算机处理过的资料整理成电子文档。

四、设计图纸要求

机械类专业应包括：

总装配图1张、部件图和零件图张数及图纸规格由各系酌定。

工艺类专业应包括：

带控制点的工艺流程图、设备总装配图各1张；车间平面、立面布置图，工艺管道布置图由各系酌定。

五、开题报告（含文献综述）参考格式

1、课题名称、专业班级、学生、指导教师

2、课题内容及要求

3、前言：

通过国内外文献检索（包括期刊、专著、手册、专利等）综合分析课题所属领域及相关领域，目前存在的问题，本课题欲解决哪些问题，预期的工作效果，本课题的工程使用背境等。

4、课题方案的说明

（1）方案的原理、特点

（2）选择的课题方案的依据和设想

5、预期的效果

6、阶段性工作计划

7、参考文献

六、毕业综合课题说明书（设计、论文）参考格式

论文说明书（正文）要求：

（1）中文摘要（300字左右）、关键词：

3~5个；

（2）目录；

（3）概述；

（4）方案简述：

系统说明（包括工艺流程图、控制流程图、功能模块、关键技术等）；

（5）系统设备的选型（包换安全和环保说明）；

（6）系统电路设计（电路设计，硬件设计）；

（7）程序设计；

（8）运行调试；

（9）结论（结果和讨论、经济及社会效益说明、工程使用评价）；

（10）参考文献；

（11）致谢。

（12）附录

说明：

本规范未涉及内容，请参照各专业毕业综合课题（论文）教学大纲要求执行。

七、毕业设计（论文）装订顺序

1、任务书；

2、开题报告；

3、论文部分

（1）毕业设计（论文）封面

（2）中文摘要、关键词

（3）目录

（4）正文

（5）附录部分

1）电路图纸（大于3＃图幅时单独装订）

2）设备清单

3）程序清单

八、毕业综合课题（设计、论文）说明书的排版要求

1、总体要求

以下要求适用于开题报告、文献翻译和毕业综合课题（设计、论文）说明书。

使用常州工程职业技术学院统一的说明书（论文）封面；

纸型：

A4；

页面设置：

左、右、下边距为2厘米，上边距为2.5厘米，页眉和页脚均为2.0厘米；

行间距：

固定值18磅，段前距和段后距均为0磅。

2、排版要求

摘要（宋体小四号粗体）；内容（楷体GB2312小四号）

关键词（宋体小四号粗体）；内容（楷体GB2312小四号关键词间空两格）

标题（宋体四号粗体）

1.1标题（宋体小四号）

1.1.1标题（宋体小四号）

（1）标题（宋体小四号）

①标题（宋体小四号）

内容（宋体小四号）

参考文献（宋体小四号粗体）

内容：

（楷体GB2312小四号）；

附录2

常州工程职业技术学院

毕业综合课题（设计、论文）答辩及考核工作要求（试行）

一、答辩及考核的工作内容和时间安排

毕业综合课题（设计、论文）答辩及考核工作包括材料评审、答辩、成绩评定及总结。

一般安排在毕业环节最后一周进行。

二、毕业综合课题（设计、论文）的评审

各答辩组聘请同行专家（或教师）对毕业综合课题（设计、论文）进行评审，系答辩采用主、副审制，小组答辩指导教师之间应交叉评审。

评审重点是：

1、审查学生掌握基础理论、基本技能、专业知识及综合训练的情况；

2、审查学生文字表达、计算方法及实验结果分析等方面的能力和图纸质量；

3、考查学生完成课题的作品质量及完成课题过程中的创新能力。

4、毕业综合课题（设计、论文）资料的规范性、完整性。

评审后写出评阅及评分意见，并在答辩前返回各组。

三、答辩及成绩评定

毕业综合课题（设计、论文）完成后要在规定时间内组织答辩，以检查学生是否达到毕业综合课题（设计、论文）的要求和目的，答辩由系答辩委员会负责。

1、对答辩学生的要求：

学生在答辩前必须按《常州工程职业技术学院学生毕业综合课题（论文）规范要求》提交全套材料，经检查合格后方能参加答辩。

各系应组织专业教研室对同一课题学生的材料进行检查，凡弄虚作假，有抄袭行为者，应进行严肃核查，及时报送系部处理。

在校外进行综合课题（设计、论文）的学生，应回学校参加答辩；因特殊原因安排在校外答辩的，必须报经教务处批准。

各系认定不能参加毕业答辩的学生名单应报教务处备案。

答辩时学生应在10－15分钟内简要汇报以下内容：

（1）课题的任务、要求和意义；

（2）国内外发展状况及前景；

（3）课题方案的确定依据及原则；

（4）综合课题（论文）的基本内容和主要方法；

（5）课题作品、结论及存在问题等。

2、对答辩教师的要求：

提问和回答时间应控制在20分钟内。

（1）和课题有关的基本理论和基本技能；

（2）综合课题说明书（论文）和现场报告中存在的疑点和错误；

（3）考察鉴别学生的独立工作能力、基本概念、课题方案和计算方法；

（4）综合课题（论文）中不足之处及应改进的方面。

3、成绩评定：

（1）毕业综合课题（设计、论文）成绩和答辩成绩综合一个总成绩，简称毕业设计成绩。

评定毕业设计成绩应考虑以下几点：

①毕业综合课题完成的质量，包括说明书和图纸的科学性、先进性、系统性以及完整性。

②学生独立工作和遵守纪律情况。

③学生毕业答辩时回答问题的正确性、完整性以及表达能力等。

（2）毕业综合课题（设计、论文）成绩采用结构分制，即指导教师评分，审阅教师评分和答辩评分，三部分比例为40：

30：

30，其中指导教师对学生的过程考核占20%。

最终成绩采用优、良、中、及格、不及格五级记分。

对材料不够完整（包括材料中缺少指导教师审阅意见等），规范性较差的学生，毕业综合课题（论文）综合考核成绩原则上不得评定为良好以上。

（3）成绩优良率应控制在60％以内。

其中，优秀率不得超过20％。

各系在评分时应兼顾好、中、差比例，做到既要实事求是，又要严格要求。

（4）毕业环节成绩由各系向学生公布。

（5）毕业设计成绩评定标准如下：

优秀：

①全面完成毕业设计指导书的内容，达到任务书的要求。

能较好地运用所学知识进行综合分析，方案正确、论据充分、运算正确、结构合理，有一定的见解，具有一定的设计制作或解决实际问题的能力。

②说明书文字简练、表达清楚、书写工整、图表清晰正确。

③图纸符合国家标准，视图齐全、表达清楚、图面质量较高。

④答辩中能准确熟练回答提出的问题。

⑤设计过程中态度严肃、认真。

良好：

①全面完成毕业设计指导书的内容，达到任务书的要求。

能运用所学知识进行分析，方案基本正确、论据充分、运算正确、结构比较合理，有一定的见解，仅有个别非原则性差错。

②说明书文字简练、表达清楚、书写工整、图表清晰正确。

③图纸符合国家标准，视图齐全、表达清楚、图面质量较高。

④答辩中能回答主要问题。

⑤设计过程中态度严肃、认真。

中：

①全面完成毕业设计指导书的内容，达到任务书的基本要求。

能运用所学知识进行分析，方案基本正确、论据充分、运算正确、结构比较合理，有一定的见解，有少数非原则性差错。

②说明书文字表达清楚、书写工整、图表比较清晰。

③图纸符合国家标准，视图齐全、表达清楚、图面质量一般。

④答辩中能回答主要问题。

⑤设计过程中态度严肃、认真。

及格：

①基本完成毕业设计指导书的内容，基本达到任务书的要求。

能运用所学知识进行分析，方案基本正确、论据不够充分、运算基本正确、结构基本合理，有个别原则性差错。

②说明书文字清楚、图表基本正确。

③图纸符合国家标准，视图齐全、表达基本清楚。

④答辩中能回答基本问题。

⑤设计过程中态度比较认真。

不及格：

凡有下列情况之一者毕业设计不及格

①未完成毕业设计指导书的内容，未达到任务书的要求。

设计方案有原则性错误，运算错误较多，结构上有重大缺陷，独立工作能力差。

②说明书表达不清、书写不工整。

③图纸表达不清，结构和技术要求有较多错误，图面质量低劣。

④答辩中不能正确回答问题，且有概念性错误。

⑤设计过程中态度不认真。

四、参加系公开答辩学生的选送

1.原则：

（1）每个专业至少选送1人；

（2）学生自愿报名、教师推荐和系随机抽选相结合；

（3）毕业综合课题和论文兼顾；

（4）平时成绩好、中、差搭配。

2.方法：

各系提出初步名单，报教务处。

教务处也可会同系在系上报名单之外，随机抽选不超过答辩组总数三分之一的学生参加答辩。

五、系公开答辩及成绩评定工作细则

1、系答辩名单确定后，教务处和各系将对参加系答辩的学生名单、专业班级、题目、日程和地点张榜公布，以方便其他教师和同学旁听。

2、各系应按照《常州工程职业技术学院学生毕业综合课题（设计、论文）规范要求》，对学生提交答辩材料认真检查。

材料不全的，应通知学生补齐。

逾期未补者，取消其答辩资格。

3、答辩组将材料分送专家审阅时，每份材料应由主审、副审分别进行审阅，最后由主审教师填写评审意见。

评审意见和评审表由秘书带到答辩会场，其余材料返还给学生。

4、答辩前，各组召集人宣布纪律和要求，介绍评委及答辩程序。

参加答辩的学生应提前到场，有特殊情况应事先向秘书请假，以便及时协调解决。

5、答辩结束后，答辩组综合指导教师意见、审阅意见和答辩情况进行评分。

答辩成绩采用无记名投票方式进行，系答辩组审定成绩为学生最终成绩。

原始成绩和成绩表由秘书集中保存。

6、各系将学生毕业综合课题（设计、论文）材料的电子文档刻成光盘后交教务处。

附录3常州工程职业技术学院

毕业设计开题报告

（届）

题目：

学生：

系：

专业班级：

指导教师：

专业技术职务：

一、前言

1、课题的背景、目的和意义

2、课题的现状和发展趋势；课题欲解决哪一方面的问题

二、课题方案的确定

1、方案的原理、特点和选择依据

2、课题完成步骤

三、阶段性设计计划、设计目标和使用价值

四、参考文献

五、指导教师审阅意见

签名：

年月日

附录4

常州工程职业技术学院

毕业综合课题（设计、论文）

（届）

题目：

学生：

学院（系）：

专业班级：

指导教师：

专业技术职务：