PLC课程设计步进电动机

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1、沈阳理工PLC课程设计1概述11.1步进电动机11.1.1步进电动机的原理11.1.2步进电动机特点11.2可编程序控制器的控制系统设计21.2.1PLC控制系统的设计原则21.2.2S7-200PLC系统的基本组成21.3移位寄存器指令(SHRB)42硬件设计52.1控制要求52.2选择PLC型号52.3系统设计流程示意图52.4I/O分配表72.5I/O接线图73.软件设计83.1程序设计的主要内容83.2设计梯形图83.2.1梯形图编程语言概述83.2.2梯形图指令程序93.4设计指令表103.4.1指令表编程语言概述103.4.2指令表指令程序104调试125结束语

2、16参考文献17沈阳理工PLC课程设计1概述步进电机的控制系统由可编程控制器、环行脉冲分配器和步进电机功率驱动器组成。 控制系统中PLC用来产生控制脉冲；通过PLC编程输出一定数量的方波脉冲，控制步进电机的转角进而控制伺服机构的进给量；同时通过编程控制脉冲频率——既伺服机构的进给速度；环行脉冲分配器将可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组。PLC控制的步进电机可以采用软件环行分配器，也可以采用硬件环行分配器。采用软环占用的PLC资源较多，特别是步进电机绕组相数M>4时，对于大型生产线应该予以充分考虑。采用硬件环行分配器，虽然硬件结构稍微复杂些，但可以

3、节省占用PLC的I/O口点数，目前市场有多种专用芯片可以选用。1.1步进电动机1.1.1步进电动机的原理将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机。这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步，所以又称脉冲电动机。步进电动机的转子由软磁材料或永磁材料制成多极的形式，定子上装有多相不同连接的控制绕组。它的激励信号有直流脉冲、多相方波和逻辑序列多种。步进电动机的步距和速度不受电压波动、环境温度和负载变化的影响，而仅与脉冲频率有关。改变脉冲频率就能在很大范围内准确调节电动机的速度。因此步进电动机用于开环数字控制，可大大简化控制系统。步进电动机配以位置检测元件时也可用于闭

4、环数字控制，常用于打印机、带读出器、计数器、绘图机、数控机床、阀门执行机构、定位平台和数模转换器等。步进电动机种类繁多，按运动形式分为旋转式步进电动机和直线式步进电动机。1.1.2步进电动机特点　（1）一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。　（2）步进电机外表允许的最高温度。　　步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。　（3）步进电机的力矩会随转速的

5、升高而下降。17沈阳理工PLC课程设计　　当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。　（4）步进电机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。步进电动机以其显著的特点，在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。1.2可编程序控制器的控制系统设计1.2.1PLC控制系统的设计原则在最大限度的满足被控对象控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、安全可靠，并考虑到

6、今后生产的发胀和工艺的改进，在选择PLC机型时，应适当留有余地。1.2.2S7-200PLC系统的基本组成S7-200PLC有基本单元（S7-200CPU模块）、个人计算机（PC）或编程器、STEP7-Micro/WIN32编程软件以及通信电缆组成，如图所示：图1.1S7-200PLC系统的构成（一）基本单元17沈阳理工PLC课程设计基本单元也成为主机，由中央处理单元（CPU）、电源以及数字量输入输出单元组成。这些单元被紧凑的安装在一个独立的装置中。基本单元可以构成一个独立的控制系统。图1.2S7-200CPU模块S7-200PLC主机型号规格种类较多，以适应不同需求的控制

7、场合。西门子公司推出的S7-200CPU22X系列产品有：CPU221模块、CPU224模块、CPU226模块等。例如，CPU226模块的I/O总数为40点。其中输入点24点，输出点16点。可带7个扩张模块，用户程序存储器容量为6.6K字。内置高速计数器，具有PID控制器的功能。有2个高速脉冲端和2个RS-485通信口。具有PPI通信协议和自由口协议的通信能力。运行速度快、功能强。适用于要求更高的中小型控制系统。下图是CPU226AC/DC/继电器模块输入、输出单元的接线图。24个数字量输入点分成两组。第一组由输入