PLC控制步进电机的运行.doc

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1、安徽工业经济技术职业学院实验报告题目：PLC控制步进电机的运行院系电子信息技术系专业电气自动化班级2010级2班学号201053212学生姓名谢正全指导教师姚烨电子信息技术系二〇一二年五月说明随着时代的飞速发展，电气控制也由继电器过渡到计算机控制系统，各种工业用计算机控制产品的出现对提高机械设备的自动化性能起到了关键的作用。可编程控制器（PLC）是一种以电子技术、自动化技术、计算机技术、通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置。在国内外PLC已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着PLC性能价格比的不

2、断提高，其应用领域不断扩大。本文主是根据设计要求，在了解步进电机原理的情况下，结合实际应用将PLC与步进电机有效的结合起来，达到控制目的。目录说明Ι目录II概述1第一章步进电机21.1步进电机介绍31.1.1步进电机分类1.1.2步进电机的特点31.2步进电机结构及工作原来4第二章PLC可编程序控制器52.1可编程控制器起源及特点62.2可编程控制器主要分类72.3可编程控制器发展方向8第三章设计及调试83.1技术指标93.2步进电机驱动器控制步进电机103.2.1步进电机与PLC的连接113.3实验：二相步进电机的运行12第四章结束语……………………………………

3、……………………14概述1可编程控制器控制步进电机的意义可编程控制器（简称PLC）以其通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点，被广泛应用于工业自动控制中。特别是在组合机床自动生产线的控制及CNC机床的S、T、M功能控制更显示出其卓越的性能。PLC控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机床自动生产线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统使该单元的控制系统成本降低70～90%，甚至只占用自动线控制单元PLC的3～5个I/O接口及<1KB的内存。特别是大型自动线中可以使控制系统的成本显著下降。一般组合机

4、床自动线中的数控滑台采用步进电机驱动的开环伺服机构。采用PLC控制的数控滑台由可编程控制器、环行脉冲分配器、步进电机驱动器、步进电机和伺服传动机构等部分组成，伺服传动机构中的齿轮Z1、Z2应该采取消隙措施，避免产生反向死区或使加工精度下降；而丝杠传动副则应该根据该单元的加工精度要求，确定是否选用滚珠丝杠副。采用滚珠丝杠副，具有传动效率高、系统刚度好、传动精度高、使用寿命长的优点，但成本较高且不能自锁。第一章步进电机结构1步进电机介绍1.1.1概述步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信

5、号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机的分类(1)永磁式步进电机永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度。(2)反应式步进电机.反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但声和振动都很大。(3)混合式步进电机混合式步进电机是指混合了永磁式

6、和反应式的优点。它又分为两相和五相。两相步进角一般分为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。 1.1.2步进电机的特点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取决于不同电机磁性材料的退磁点。步进电机温度过高时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升高而下降。当步进电机转动时

7、，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。步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。2步进电机的内结构、工作原理步进电机内部机械构造如图

8、1.1: