《电器控制与plc课程设计》-五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试

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1、郑州航空工业管理学院《电器控制与PLC课程设计》课程设计说明书2007级电气工程及其自动化专业73班级题目五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试姓名学号指导教师二О一一年一月二十日五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试一、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←AB2．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

2、号开关控制其低速运行(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)。二、课题要求：1．按题意要求,.I/O编址,画出控制梯形图。2．对梯形图程序、硬件接线图加以说明。3.完成课程设计说明书输入输出编址控制步进电机的个输入开关及控制A、B、C、D、E五相绕组工作的输出端在PLC中的I/O编址如表1所示。表1I/O地址分配表输入点输出点元件名称符号地址编码元件名称符号地址编码启/停开关SB1I0.0A绕组AQ0.00.5s低速运行开关SB2I0.1B绕组BQ0.10.1s中速运行开关SB3I0.2C绕组CQ0.20.03s高速运行开关SB4I0.3D绕组DQ0.3控

3、制转向开关QSI0.4E绕组EQ0.4选择PLC类型根据上图的I/O分配表通过查阅手册选择S7-200CPU222基本单元（8入/6出）1台PLC外部接线图PLC外部接线图的输入输出设备、负载电源的类型等的设计就结合系统的控制要求来设定。步进电动机采用五相十拍控制外部接线图如图3—1所示。图1步进电动机采用五相十拍控制外部接线图控制流程图由于上述具体控制要求，可作出步进电机在运行时的程序框图，如图3—2所示。以工作框图为基本依据，结合考虑控制的具体要求，首先可将梯形图程序分为4个模块进行编程，即模块1：步进速度选择；模块2：起动、停止；模块3：正转、反转；模块4：移位控制功能模块；模块:5：A

4、、B、C、D、E五相绕组对象控制。然后，将各模块进行连接，最后经过调试、完善、实现控制要求。首次选择步进速度启/停正转或反转位移寄存器赋初值低速中速高速发出位移脉冲执行位移位移输出控制电机步进十拍计数开始NY图2控制流程图梯形图程序设计步进控制设计采用移位指令进行步进控制。首先指定移位寄存器MW0，按照五相十拍的步进顺序，移位寄存器的初值见表2。表2移位寄存器初值M1.1M1.0M0.7M0.6M0.5M0.4M0.3M0.1M0.0100000000每右移1位，电机前进一个布距角（一拍），完成十拍后重新赋初值其中M1.2、M1.3、M1.4、M1.5、M1.6和M1.7始终为“0”。据此，可

5、作出移位寄存器输出状态及步进电机正反转绕组的状态真值表，如表1、2所示。从而得出五相绕组的控制逻辑关系式：正转时A相Q0.0=M1.1+M0.3+M0.2+M0.1+M0.0B相Q0.1=M1.1+M1.0+M0.7+M0.1+M0.0C相Q0.2=M1.1+M1.0+M0.7+M0.6+M0.5D相Q0.3=M0.7+M0.6+M0.5+M0.4+M0.3E相Q0.4=M0.5+M0.4+M0.3+M0.2+M0.1反转时A相Q0.0=M1.1+M1.0+M0.7+M0.6+M0.0B相Q0.1=M1.1+M1.0+M0.2+M0.1+M0.0C相Q0.2=M0.4+M0.3+M0.2+M0

6、.1+M0.0D相Q0.3=M0.6+M0.5+M0.4+M0.3+M0.2E相Q0.4=M1.0+M0.7+M0.6+M0.5+M0.4表1移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表（正转）移位寄存器MW0正转M1.1M1.0M0.7M0.6M0.5M0.4M0.3M0.2M0.1M0.0ABCDE10000000001110001000000000110000100000000111000010000000011000001000000011100000100000001100000010001001100000001001000100000000101100100000000011100

7、0表2移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表（反转）移位寄存器MW0反转M1.1M1.0M0.7M0.6M0.5M0.4M0.3M0.2M0.1M0.0ABCDE100000000011000010000000011001001000000010001000100000010011000010000000011000001000000111000000100000110000000010001