課程設(shè)計五相十拍步進(jìn)電動機(jī)控制

1、 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY PLC原理及應(yīng)用課程設(shè)計報告 題目：五相十拍步進(jìn)電動機(jī)控制 專 業(yè) 10級電氣工程及其自動化 班 級 10電氣工程二班 學(xué) 號 姓 名 凡偉 指導(dǎo)教師 劉冬梅 提交日期 2012年12月28號 目 錄第一部分 五相十拍步進(jìn)電動機(jī)設(shè)計任務(wù)和要求1.1 PLC系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容與步驟11.2 系統(tǒng)控制要求 3第二部分 設(shè)計方案2.1 總體設(shè)計方案說明42.2 PLC控制系統(tǒng)組成方框圖4第三部分 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 PLC的選型及硬件配置53.2 輸入輸出地址分配5 3.3 主電路設(shè)計63.4 PLC的控制電路 6第四部分 PLC控制軟件

2、設(shè)計與調(diào)試4.1 系統(tǒng)程序設(shè)計74.2 調(diào)試結(jié)果與分析13第五部分課程設(shè)計總結(jié)13第六部分 參考文獻(xiàn) 13一 設(shè)計任務(wù)和要求步進(jìn)電機(jī)是一種控制精度極高的電機(jī), 在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)電動機(jī)具有快速起停、精確步進(jìn)和定位等特點，所以常用作工業(yè)過程控制及儀器儀表的控制元件。基于PLC控制的步進(jìn)電動機(jī)具有設(shè)計簡單，實現(xiàn)方便，參數(shù)設(shè)計置靈活等優(yōu)點。矩角特性是步進(jìn)電機(jī)運行時一個很重要的參數(shù)，矩角特性好，步進(jìn)電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩就大，運行不易失步。改善矩角特性一般通過增加步進(jìn)電機(jī)的運行拍數(shù)來實現(xiàn)。本文主要是介紹采用可編程控制器(PLC) 對五相十拍步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制的設(shè)計原理及方法進(jìn)行分析。本文詳細(xì)的介紹了用P

3、LC控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的原理，及硬件和軟件設(shè)計方法。其內(nèi)容主要包括I/O地址分配、PIC外部接線圖、控制流程圖、主電路圖、梯形圖、元件清單以及語句表。本文設(shè)計過程中使用了十六位移位寄存器，大大簡化了程序的設(shè)計，使程序更間湊，方便了設(shè)計。在實際應(yīng)用中表明此設(shè)計是合理有效的?？刂埔螅?五相步進(jìn)電動機(jī)有五個繞組: A、B、C、D、E ,正轉(zhuǎn)順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB反轉(zhuǎn)順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB2用五個開關(guān)控制其工作：1 號開關(guān)控制其運行 ( 啟 / 停 )。2 號開關(guān)控制其低速運行 (轉(zhuǎn)過一個步距角需 0.5 秒)。3 號開關(guān)控制其中

4、速運行 (轉(zhuǎn)過一個步距角需 0.1 秒)。4 號開關(guān)控制其低速運行 (轉(zhuǎn)過一個步距角需 0.03 秒)。5 號開關(guān)控制其轉(zhuǎn)向 ( ON 為正轉(zhuǎn)，OFF 為反轉(zhuǎn) )。 課題要求： 1、IO端口編址：輸入輸出X000對應(yīng)SB1啟/停按鈕Y001對應(yīng)A繞組KM1X002對應(yīng)SB2低速Y002對應(yīng)B繞組KM2X003對應(yīng)SB3中速Y003對應(yīng)C繞組KM3X004對應(yīng)SB4高速Y004對應(yīng)D繞組KM4X005對應(yīng)SB5換向Y005對應(yīng)E繞組KM5注：當(dāng)SB5啟動后，對應(yīng)的輸出由Y5到Y(jié)1，不需要再另行添加輸出端。2、 PLC型號： 本PLC為8輸入，8輸出型。實際連接輸入數(shù)5個，輸出數(shù)5個。該PLC選取

5、三菱FX系列，格式為FX1N2、 設(shè)計方案說明： 對五相六拍步進(jìn)電機(jī)的控制，主要分為兩個方面：五相繞組的接通與斷開順序控制。正轉(zhuǎn)順序：ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB 反轉(zhuǎn)順序：ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB通過兩個輸出線圈來控制正反轉(zhuǎn)，通過五個輸出線圈來控制電機(jī)繞組的通與斷，通過一個輸出來控制控制停止（實際只需要五個輸出線圈來進(jìn)行控制一個線圈控制正反轉(zhuǎn)。ON為正正傳，OFF為反轉(zhuǎn)。一個線圈控制電路通斷，三個線圈控制繞組的通斷）當(dāng)通斷開關(guān)與正反轉(zhuǎn)控制開關(guān)置為ON時，電動機(jī)開始正轉(zhuǎn)；將當(dāng)斷開通斷開置于OFF時，電動機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)通斷開關(guān)斷開時，電動機(jī)饒組立即斷開

6、，電動機(jī)停止工作。電路選取24電源。三、系統(tǒng)硬件設(shè)計：1、PLC選型及硬件配置：硬件名稱數(shù)量可編程控制試驗臺、1五相步進(jìn)電動機(jī)自動控制演示裝置1編譯計算機(jī)1連接導(dǎo)線若干1傳送電纜124V電源12、 PLC外部接口圖：4、 PLC控制軟件設(shè)計與調(diào)試 由于上述具體控制要求，可作出步進(jìn)電機(jī)在運行時的程序框圖，如圖32所示。以工作框圖為基本依據(jù)，結(jié)合考慮控制的具體要求，首先可將梯形圖程序分為4個模塊進(jìn)行編程，即模塊1：步進(jìn)速度選擇；模塊2：起動、停止；模塊3：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)；模塊4：移位控制功能模塊；模塊:5：A、B、C、D、E五相繞組對象控制。然后，將各模塊進(jìn)行連接，最后經(jīng)過調(diào)試、完善、實現(xiàn)控制要求。首

7、次選擇步進(jìn)速度啟/停正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)位移寄存器賦初值低速中速高速發(fā)出位移脈沖執(zhí)行位移位移輸出控制電機(jī)步進(jìn)十拍計數(shù)開始1、控制流程圖： NY2、梯形圖：3、程序：程序設(shè)計調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題與解決辦法： 程序設(shè)計采用輔助繼電器編寫，通過T0、T1、T2三個計時器進(jìn)行計時（程序就不解說了），設(shè)計之初，總會出現(xiàn)信號無法傳送下一指令及三個控制開關(guān)無法隨意切換的問題，我將三個控制開關(guān)并在一起，同時對T0、T1、T2的接入方式進(jìn)行了改變，最終解決了問題，總的說來，設(shè)計過程比較順利。 五、課程設(shè)計與總結(jié)： 于星期四下午終于完成了程序的設(shè)計與調(diào)試，終于松了一口氣?；仡櫿麄€課程設(shè)計過程，相對來說還是比較順利，沒經(jīng)過太多難題。但是也遇到了不少細(xì)節(jié)問題，比如程序設(shè)計好后通斷開關(guān)無法實現(xiàn)復(fù)位功能，燈泡出現(xiàn)延時現(xiàn)象等，雖然這些問題最后都得到解決，但還是令我糾結(jié)不已，幾節(jié)課程設(shè)計下來，我覺得我的PLC又有了很大的進(jìn)步，至少我不會對著設(shè)計題目一籌莫展或者發(fā)憷，整個程序的設(shè)計與調(diào)試很考驗一個人的知識的全面性以及大局觀，沒有扎實的基本功，一切無從談起，我深深認(rèn)識到自己的知識掌握的淺薄及不牢固，理論設(shè)計如此