基于PLC的步进电机控制.doc

2014~2015学年第1学期《电气控制及PLC》课程设计报告题目：步进电机的PLC控制设计专业：自动化班级：11自动化(1)班姓名：李勇李亚李新明荆欢贾伟黄龙飞皇甫趁心指导教师：江春红电气工程学院2014年10月31日1、任务书课题名称步进电机的PLC控制设计指导教师（职称）江春红执行时间2014~2015学年第1学期第9周学生姓名学号承担任务李勇1109111021负责软件系统的设计李亚1109111020负责步进电机运行的控制原理设计李新明1109111019负责硬件系统的设计荆欢1109111018负责系统调试贾伟1109111017文档的排版和整理黄龙飞1109111016搜集整理资料黄甫趁心1109111015负责各成员之间交流沟通设计目的学会运用所学的理论知识进行步进电机运行的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。设计要求步进电机为二相混合式供电电压24VDC功率30W电流1.7A（或1.2A）转矩0.35NM步矩角1.8°/0.9°并配有细分驱动器实现细分运行减少振荡。摘要步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。步进电机作为制执行元件是电气自动化的关键产品之一广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。例如在仪器仪表机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪等）凡需要对转角进行精确控制的情况下使用步进电机最为理想。随着微电子和计算机技术的发展步进电机的需求量与日俱增在各个国民经济领域都有应用。软件PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、网络通信、PID调节等功能通过一个多任务控制内核提供强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接各种I/O系统的及网络的开放式结构。用PLC控制步进电机的定位、转向、调速、细分有很大的优势与前景。此次设计是利用PLC的控制方法上位机的监控功能在试验室进行模拟实现的。试验结果达到了预期的功能。关键词：软PLC；步进电机；上位机；定位；转向；调速；细分目录1引言12.方案论证与对比12.1方案一12.2方案二12.3方案对比与选择23、系统设计23.1PLC内部原理23.2二相混合式步进电机工作原理43.3驱动器原理53.4硬件与软件设计54、组态的设计74.1I/O口的定义74.2构造数据库74.3建立动画连接85、系统功能调试与性能分析85.1系统调试中的问题及解决方案85.1.1软件调试85.1.2、正反转未响应95.1.3、定位的误差95.1.4、组态设计中的问题95.1.5、其它96、详细仪器清单97、总结与致谢9参考文献11附录一梯形图12附录二源程序14171引言步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制并将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的执行机构。由于受脉冲的控制其转子的角位移量和速度严格地与输入脉冲的数量和脉冲频率成正比通过控制脉冲数量来控制角位移量从而达到准确定位的目的;通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度从而达到调速的目的;通过改变通电顺序从而达到改变电机旋转方向的目的。步进电机是机电一体化的关键产品广泛应用于各种自动化控制系统和机电一体化设备中。随着微电子技术和计算机技术的发展步进电机的需求量与日俱增在各行各业都得到了广泛的应用。可编程逻辑控制器ProgrammablelogicController（通常称为PLC）是一种工业控制计算机具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、多种控制功能、网络技术和优越的性价比等性能能充分适应工业环境简单易懂操作方便可靠性高是目前广泛应用的控制装置之一PLC对步进电机也具有良好的控制能力利用其高速脉冲输出功能或运动控制功能即可实现对步进电机的控制。利用PLC控制步进电机其脉冲分配可以有软件实现也可由硬件组成。软件PLC（SoftPLC也称为软逻辑SoftLogic）是一种基于基于PC机开发结构的控制系统它具有硬