三相六拍步進電動機控制程序的設計與調(diào)試

三相六拍步進電動機控制程序的設計與調(diào)試§課題內(nèi)容：用PLC控制三相六拍步進電機，其控制要求如下：三相步進電動機有三個繞組：A、B、C,正轉通電順序為：A-AB-B—BC-C—CA-A反轉通電順序為：A-CA-C—BC-B—AB-A要求能實現(xiàn)正、反轉控制，而且正、反轉切換無須經(jīng)過停車步驟。具有兩種轉速：1號開關合上，則轉過一個步距角需0.5秒。2號開關合上，則轉過一個步距角需0.05秒?！煺n題要求：根據(jù)題意，I/O編址，編制控制程序。并對梯形圖程序加以說明。完成課程設計說明書?！煊嘘P概念：步進電動機是純粹的數(shù)字控制電動機。它將脈沖信號轉換成角位移，即給一個脈沖信號，步進電動機就轉動一個角度，步進電動機有以下特點：步進電動機的動作響應快，易于啟停，速度在相當長的時間內(nèi)可以實現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)。步進電動機只有通過脈沖電源供電才能運行，它不能直接使用交流電源和直流電源。步進電動機存在震蕩和失步現(xiàn)象，必須對控制系統(tǒng)和機械負載采取相應的措施，而且步進電動機自身噪聲和振動大，帶慣性負載的能力較差?！觳竭M電動機的結構：步進電動機根據(jù)作用原理和結構可以分為兩大類：①電磁式步進電動機這種步進電動機是早期的步進電動機。它通常只有一個繞組，并且僅靠電磁作用還不能使用電動的轉子做步進運行，必須加上相應的機械部件，才能實現(xiàn)步進的效果。這種步進電動機分為螺線管和棘輪型步進電動機。②定子和轉子之間僅僅靠電磁作用就可實現(xiàn)步進作用的步進電動機這種電動機一般有多相繞組，在定子和轉子之間沒有機械聯(lián)系。這種電機有良好的可靠性及快速性。工業(yè)應用上大量采用做伺服元件、指示元件及功率伺服拖動元件。有時也用作位置控制、速度控制元件。在單片機的應用系統(tǒng)中，都是使用第二類步進電動機。在第二類步進電動機中根據(jù)轉子的結構形式，可以分成永磁式步進電動機或反應式步進電動機，在永磁式步進電動機中它的轉子是用永磁鋼制成的，也有通過滑環(huán)供電的直流勵磁繞組繞制，無論如何，其轉子是一個磁源。在反應式步進電動機中，其轉子由軟磁材料制成齒狀。在這種步進電動機的轉子中沒有繞組。反應式步進電動機有力矩性能好、步進頻率高、頻率響應快、不通電時可自由轉動、可雙向轉動、結構簡單和壽命長等特點，過在單片機應用系統(tǒng)中大量使用它。在這里，以反應式步進電動機為例介紹步進電動機的結構。在反應式步進電動機中分定子和轉子兩大部分。在定子上有六大極，每個大極上繞有繞組。對稱的大極繞組形成一個繞組，也即形成一相控制繞組。顯然分別產(chǎn)生A、B、C三相繞組，正因為該三項的繞組的存在才使步進電動機產(chǎn)生啟動轉矩，每每個齒上分部著小齒，大小相同，間距相等。定子大級上的齒和轉子上的齒是對應吻合的。在定子大級中，其中心線是齒的中心線，有些反應式步進電動機中是槽的中心線，齒距角9=球；其中%為轉子齒數(shù)。反應式步進電動機的繞組通常由單極性脈沖供電，一般由基本脈沖和輔助脈沖串進行換向控制步進工作，有時也采用雙極性脈沖供電。但在單片機應用的系統(tǒng)中，基本上都是用單極性脈沖供電的。需要指出的是：當轉子齒和定子某個大極的齒對齊時，則轉子的齒和其他有關大齒不會對齊，對于三相反應式步進電動機，如果A相大極的齒和轉子齒對齊，那么B相和C相大極的齒必定和轉子的齒對不齊。定子和轉子的齒對齊時稱為對齒；定子和轉子的齒對不齊稱為錯齒。錯齒是步進電動機能實現(xiàn)步進旋轉的根本原因?！觳竭M電動機的工作原理：以40齒電動機為例，當A相齒對齊后、B相齒相差/3齒距角，C相相差個齒距角，當A相通電磁場強迫轉子向最大磁導率的方向運動，使轉子對準A相，此時B相C相沒有接通，不產(chǎn)生磁場。當A相斷電，B相通電，磁場強迫轉子向最小磁導率方向轉動。使轉子對準b相齒。此時轉子就前進了13個齒距角該齒距角就為一個布距角，如此循環(huán)，轉子不停的連續(xù)轉動起來?！燹D速的調(diào)整原理：當A、B、C三相的通電切換頻率增大時，轉速就快。通電切換頻率變小時，轉速就變慢，從而實現(xiàn)快慢的速度控制。因此只需控制磁極的脈沖順序、頻率和個數(shù)就能控制步進電機的方向，快慢，轉動的角度，即按A、B、C順序正傳；按A、C、B順序反轉。頻率高轉速快，頻率低轉速低。脈沖個數(shù)少時轉動角度小，角度與脈沖成正比?！煸O計電氣圖及控制梯形圖：1做出步進電動機三相六拍的電氣原理圖如下：設計六拍的工作方式，其通電順序為：1正轉通電順序為：A-AB-B-BC-CTA-A2反轉通電順序為：A—CA-C—BC-B—AB-A.得:TA-AA相Y000=M1+m2+m6B相Y001=M2+M3+M4C相Y002=M4+M5+M62步進電動機PLC控制輸入輸出點分配表:輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號名稱代號輸出點編號正向啟動SB1X000A相輸入端AY000反啟動向SB2X001B相輸入端BY001停止按鈕SB3X002C相輸入端CY002速度控制按鈕SAX003機PLC控制接線圖如下:4根據(jù)控制要求，設計步進電動機的PLC控制梯形圖如下正向啟動停止反向啟動停止快速運行慢速運行時鐘脈沖步進電機正轉位移步進電機逆轉位移A相繞組通電B相繞組通電步進電動機PLC控制梯形圖5步進電動機PLC控制指令語句如表所示:C相繞組通電1ORSO2ANIX0013ANIX0024OUTSO6LDX0017OR818ANIxooo9ANIX00210OUTSI12LDX00313MOVK2DO18LDIX00319MOVK25DO24LDIT20125OUTT200DO28LDT2001147ANIM648ANDSO49ORB50OUTMO51LDMIO52MPS53ANDSO54SFTRMOM6KBKI63MPP64ANDSI65SFTLMOMlK6KI74LDMl75ORM276ORM677OUTY00078LDM279ORM380ORM481OUTY00182LDM4?程序設計說明：M584ORM68①第0邏輯行為步進電動機正轉啟動控制程序，第6邏輯行為步進電動機反轉啟動控制程序。NOPNOP第12、18邏輯行為步進電動機速度控制程序。當SA斷開時，步進電動機以慢速運行。反之以快速運行。第24、28邏輯行為步進電動機速度控制時間控制脈沖程序，分別將K2、K25傳入寄存器D0中。第34到51邏輯行為步進電動機分配移位程序，其作用是分配步進電動機各相的脈沖，以控制步進電動機按三相六拍的規(guī)律運行。第74到82邏輯行為驅(qū)動控制程序?！煨牡皿w會：在現(xiàn)代科學技術的眾多領域中，PLC控制技術起著越來越重要的作用。它利用外部的設備或裝置以及各種集成的芯片使機器，設備或生產(chǎn)過程的實現(xiàn)某個工作狀態(tài)。整個設計過程讓我對plc的了解更加深了一層，使我知道了在當今的信息技術如此發(fā)達的世界中，我們必須運用多種渠道，去學習研究。并要很好的運用計算機和一些軟件，只有這樣，我們才能