三相六拍步进电机plc控制系统设计

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1、电气工程学院课程设计说明书设计题目：三相六拍步进电机PLC控制系统设计系别：电气工程学院年级专业：应用电子学号：学生姓名：指导教师：电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：学号学生姓名专业班级设计题目三相六拍步进电机PLC控制系统设计设计技术参数采用PLC构成三相六拍步进电机的电气控制系统。控制要求查阅相关文献。设计要求1)根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。2)根据控制要求，编制PLC控制程序3)按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。参考资料1、《PLC电气控

2、制技术》漆汉宏主编机械工业出版社20082、图书馆各类期刊文献相关数据库3、相关电气设计手册周次第一周第二周应完成内容完成全部方案设计：周一、二：查、阅相关参考资料周二至周五：方案设计周六、日：设计方案完善周一、二：完成设计说明书周三、四：绘制A1设计图纸周五：答辩考核指导教师签字基层教学单位主任签字说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。电气工程学院教务科20摘要步进电机广泛应用于数控机床，加工中心等各种自动化控制系统中，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，在国民经济各个领域都有

3、应用。PLC(可编程序控制器）是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一门新兴技术，是实现工业生产、科学研究以及其他各个领域自动化的重要手段之一，应用十分广泛，是现代工业控制的三大支柱之一。本设计是用PLC实现三相六拍步进电机驱动过程控制，使步进电机动作的抗干扰能力强、可靠性高，而且系统构成十分灵活，便于在线修改。关键词：步进电机PLC三相六拍20目录第一章课题任务分析41.1三相六拍步进电机概况41.2三相六拍步进电机的选择51.3用PLC控制三相六拍步进电机的设计要求6第二章三相六拍步进电机的驱动控制72.1驱动电源的组成72.2驱动电源各部分简介7第三章

4、硬件设计93.1确定I/O点数及PLC机的选择93.2控制系统的I/O口及地址分配93.3I/O端子接线图10第四章软件设计114.1.1转速的控制114.1.2正反转控制114.1.3状态转移图124.1.4步进梯形图134.1.5指令表16第五章心得体会16参考文献1820第一章课题任务分析1.1三相六拍步进电机概况一般电机都是连续旋转，而步进电机却是一步一步转动的，故叫步进电机。步进电机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，该电机就转过一定的角度，因此步进电机是一种把脉冲信号变为角度位移的执行元件。

5、步进电机有多种通电方式，以下介绍三相六拍步进电机通电方式的基本原理（以转子四个齿为例，即齿距角为90°）：a.A相通电b.A、B相通电c.B相通电d.B、C相通电图1三相六拍步进电机通电时转子位置20设A相首先通电，转子齿与定子A、A′对齐（图1a）。然后在A相继续通电的情况下接通B相，这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是A、A′极继续拉住齿1、3，因此，转子转到两个磁拉力平衡为止，这时转子的位置如图1b所示，即转子从图1a位置顺时针转过了15°。接着A相断电，B相继续通电，这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐（图1c），转子从图

6、1c的位置又转过了15°，其位置如图1d所示。这样，如果按A→AB→B→BC→C→CA→A…的顺序轮流通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角15°。电流换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。如果按A→AC→C→CB→B→BA→A…的顺序通电，则电机转子逆时针方向转动。采用六拍方式时，转子走六步前进一个齿距角，即每走一步前进六分之一齿距角，因此步距角θ的计算公式为：θ＝360°/Zr×mZr是转子齿数，m是运行拍数。一般步进电机最常见的步距角是3°或1．5°。由上式可知，转子上不只4个齿（齿距角90°），而是20个齿（齿距角为18°）或40个齿（齿距

7、角为9°）。为了使转子齿与定子齿对齐，两者的齿宽和齿距必须相等。因此，定子上除了6个极以外，在每个极面上还有很多小齿。由上面介绍可知，步进电机具有结构简单、维护方便、精确度高、起动灵敏、停车准确等性能。此外，步进电动机的转速决定于电脉冲频率，并与频率同步。1.2三相六拍步进电机的选择步进电机的种类很多，本设计中选择36BF02型反应式步进电机作为控制对象，其结构图如下所示。反应式步进电机有如下特点：①精度为步进角的3-5%，且不累积。②外表允许的最高温度在摄氏80-90度。③力矩随转速的升高而下降。④低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。2

8、0图2单定