95西北第二民族学院PLC在步进电机速度控制中的应用doc.docx
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95西北第二民族学院PLC在步进电机速度控制中的应用doc
西北第二民族学院
课程设计报告
系（部、中心）电气信息工程学院
姓名马静学号20030138
专业自动化班级03级自动化
同组人员廖娇王颖郑清桦
课程名称可编程序控制器（PLC）应用技术
题目名称PLC在步进电机速度控制中的应用
起止时间2006.12.18——2006.12.22
评定成绩指导教师签名
西北第二民族学院教务处制
《可编程控制器及应用》课程设计评分标准
1、对可编程控制器的应用要有简短的叙述，对课程设计的目的和意义的表述和理解。
10分
2、根据题目要求分析并作出总体方案的设计，要求画出工作示意图和工艺顺序图，程序流程图。
10分
3、接口电路设计：
（1）按给定的要求设计出PLC接口分配电路图强电电路图5分
（2）按给定的要求分配输入输出接口编号5分
3、软件设计：
（1）按给定的要求正确的画出梯型图5分
（2）按所设计系统的要求给出正确的程序流程图5分
（3）根据梯型图要求编写出主程序5分
4、设计报告的书写：
（1）有所需的正确的设计图5分
（2）阐明了用PLC设计的基本原理和设计要求与方法5分
（3）阐明了硬、软件设计的基本原理和方法5分
（4）课程设计总结10分
5、按时完成设计任务5分
6、考勤5分
7、答辩（两个设计中的问题）20分
答辩情况
1、
2、
3、
模拟实验情况
1、
2、
可编程控制器在步进电机速度控制中的应用
步进电机又称脉冲电动机，是数字控制系统中的一种重要执行元件。
它是一种用脉冲进行控制，并将电脉冲信号转换成相应角位移或转速的执行电动机。
步进电机每输入一个电脉冲就前进一步，其输出的角位移量与输入的电脉冲数成正比，其转速与电脉冲频率成正比。
这些关系将不受电源电压、负载、环境、温度等因数的影响。
步进电机可在很宽的范围内实现调速、快速启动、制动和反转。
进步电机广泛应用于数控机床、加工中心等现代先进加工设备和自动化设备。
PLC——可编程控制器作为计算机技术和继电器接触器相结合的产物，可用于实现步进电机的过程控制，使步进电机动作的抗干扰力强、可靠性高，同时，由于实现了模块化结构，使系统构成十分灵活，便于在线修改。
本文主要分析说明三相三拍步进电机的PLC编程控制速度。
一、设计题目
控制步进电机实现三种调速，按下开关1，每分钟为1转，按下开关2，每分钟为5转，按下开关3，每分钟为10转，按下开关4，反转每分钟1转，按下开关5，反转每分钟10转，按下开关6启动，按下开关7停止，步进电机为三相三拍制，系统要有正反转显示，要求步进电机运行状态显示。
二、硬件原理图
1、I/O分配表
输入
输出
信号名称
地址号
信号名称
地址号
启动开关K1
00000
A相
01200
停止开关K2
00001
B相
01201
正转开关K3
00002
C相
01202
反转开关K4
00003
速度1K5（每分钟1转）
00004
速度2K6（每分钟5转）
00005
速度3K7（每分钟10转）
00006
2、硬件连接图
二、总体方案设计分析
对设计方案进行总体分析，启动按钮按下，停止按钮处于常闭状态，进行正转启动，反转按钮处于闭合状态，二者为互锁。
正转状态下的三速度的转换，观察输出通道的输出状态，既在1r/min，5r/min，10r/min三种状态下的转速情况。
将正转按钮关闭，反转按钮处于开状态，在1r/min，10r/min两种状态下的转速情况观察A相，B相，C相的输出。
在正转状态A→B→C→A，反转状态A→C→B→A。
最后进行状态观察，并进行梯形图与程序的设计和修正。
1、控制要求：
（1）三相步进电动机有三个绕组:
A、B、C
正转通电顺序为：
A→B→C→A
输入与输出逻辑关系
T
A
B
C
T1
1
0
0
T2
0
1
0
T3
0
0
1
反转通电顺序为：
A→C→B→A
由三相三拍的时序,各相通断的条件为:
1）A相通T1时间后A相断,B相通;
2）B相通T2时间后B相断,C相通;
3）A相通T3时间后A相断,B相通;
（2）用7个开关控制其工作
1#开关控制其运行启动
2#开关控制其运行停止
3#开关控制其正转运行
4#开关控制其反转运行
5#开关控制其转速为每分钟1转
6#开关控制其转速为每分钟5转
7#开关控制其转速为每分钟10转
（3）定时器的时间计算
速度1：
1r/min-------------0.17拍/秒
速度2：
5r/min--------------0.03拍/秒
速度3：
10r/min-------------0.02拍/秒
3、分析设计过程
（1）电机的启动停止控制
01000位内部继电器，按下启动开始工作，按下停止后，停止工作。
（2）速度开关选择
只有在速度选择开关按下时才能工作，速度开关为三档自锁式开关，即一次只有一个为按下状态，保证不会出现同时有为两个或两个以上的速度同时出现。
01001是保证有速度输入时才可进入步进电机的驱动。
（3）转速设置
三种转速每拍的时间分别为0.17s,0.03s,0.02s。
为定时器设定定时时间，步进电机的旋转速度的设置，每次只有一个时间值被设置，时间保存在AR01中。
（4）正转输出
（5）反转输出
四、软件流程图
五、梯形图与程序清单
1、梯形图
2、程序清单
LD
00000
OR
01000
ANDNOT
00001
OUT
01000
LD
00004
OR
00005
OR
00006
AND
01000
OUT
01001
LD
01001
OUT
TR0
LD
TR0
AND
00004
MOV（21）
#0017
AR01
LD
TR0
AND
00005
MOV（21）
#0003
AR01
LD
TR0
AND
00006
MOV（21）
#0002
AR01
LD
01001
ANDNOT
01202
OR
01202
ANDNOT
01201
AND
00002
ANDNOT
00003
TIMH
000
AR01
LD
01001
ANDNOT
01201
OR
01201
ANDNOT
01202
AND
00003
ANDNOT
00002
TIMH
004
AR01
LD
TIM000
OR
TIM004
OUT
01200
LDNOT
01201
AND
01200
OR
01201
ANDNOT
01202
AND
00002
ANDNOT
00003
TIMH
001
AR01
LDNOT
01202
AND
01200
OR
01202
ANDNOT
01201
AND
00003
ANDNOT
00002
TIMH
006
AR01
LD
TIM001
OR
TIM006
OUT
01201
LDNOT
01202
AND
01201
OR
01202
ANDNOT
01200
AND
00002
ANDNOT
00003
TIMH
002
AR02
LDNOT
01201
AND
01202
OR
01201
ANDNOT
01200
AND
00003
ANDNOT
00002
TIMH
005
AR01
LD
TIM002
OR
TIM005
OUT
01202
END
六、设计总结和心得体会
1、设计总结：
最初设计的为步进电机三相六拍控制，因在软件设计时，无法实现六拍循
环输出，故设计方案该为三相三拍。
调试过程中发现正反转控制出现问题，没有反转输出，通过检查再设计，在三相定时器处加上正反转开关互锁，解决此问题。
2、心得体会：
通过本次课程设计，熟悉和掌握了可编程控制器的软件和硬件设计的方法、步骤。
能够集体讨论设计题目，独立的分析系统方案论证设计、编程、软件硬件调试、查阅资料、绘图、编写说明书等问题，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。
通过本次课程设计使我熟练的掌握可编程控制器的输入输出接口的设计方法，熟练将常规电器控制转换为用可编程控制器实现的控制,掌握硬软件编写和调试方法。
七、参考资料
1、可编程序控制器应用技术徐得孙同景陈桂友
2、可编程控制器教程王兆义
3、现代电气及可编程控制器技术王永华
4、可编程控制器原理及应用杨公源
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