【正文】 amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp?？椎轮纠蠋焽?yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，堅(jiān)韌務(wù)實(shí)的工作精神，將使我們終生受益。本次設(shè)計(jì)在不利用外界電路的條件下，只利用 PLC中的觸點(diǎn)即對(duì)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和速度進(jìn)行了比較精確的控制，此課題的研究還有著非常大的潛力和發(fā)展前景。 因此，課程設(shè)計(jì)這樣的集體任務(wù)光靠個(gè)人是無法完成好的，必須通過團(tuán)隊(duì)的合作和努力才能取得勝利，合理的讓團(tuán)隊(duì)成員分擔(dān)責(zé)任也是我們完成設(shè)計(jì)任務(wù)的重要保障。 通過大家合理的分工和不懈的努力，我們得到了一系列可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，取得了一定的成績(jī)。通過本次設(shè)計(jì)我們的能力得到了鍛煉，因而有著極其重要的意義。其中 Network l～ 3對(duì)應(yīng)模塊 1； Network 4~6 對(duì)應(yīng)模塊 2； Network 7 12 對(duì)應(yīng)模塊 3； Network l3～ 16 對(duì)應(yīng)模塊 4。 曹祥：基于 PLC 三相六拍步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 圖 41 步進(jìn)電機(jī)控制程序流程圖 CPU 的選擇 本次 設(shè)計(jì)要求正反轉(zhuǎn)和高低速控制共五個(gè)輸入接口，控制 A,B， C 三相繞組三個(gè)輸出接口，所以選用 CPU222,六個(gè)輸入，四個(gè)輸出滿足控制要求 [11]。圍繞這兩個(gè)主要方面，可提出具體的控制要求如下： (1)可正轉(zhuǎn)起動(dòng)或反轉(zhuǎn)起動(dòng)； (2)運(yùn)行過程中，正反轉(zhuǎn)可隨時(shí)不停機(jī)切換； (3)步進(jìn)兩種速度可分為高速、低速兩檔，并 可隨時(shí)手控變速； (4)停止時(shí)，應(yīng)對(duì)移位寄存器清零，使每次起動(dòng)均從 A 相開始。由于通過控制脈沖個(gè)數(shù)可以很方便的控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的曹祥：基于 PLC 三相六拍步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 角位移，且步進(jìn)電機(jī)的誤差不積累，可以達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒有鉗制轉(zhuǎn)矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。 。、三相的為 176。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值，這個(gè)步距角可以稱之為“電機(jī)固有步距角”，它不一定是電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動(dòng)器有關(guān) [5]。若 A相斷電 , B 相通電 , 由于磁力的作用 , 轉(zhuǎn)子的齒與定子 BB上的齒對(duì)齊 , 轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過 3176。 , 轉(zhuǎn)子上沒有繞組 , 只有均勻分布的個(gè) 40 小齒 , 齒槽也是等寬的 , 齒間夾角也是 , 與磁極上的小齒一致。定子鐵芯由電工鋼片疊壓而成。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。 10 常見的步進(jìn)電機(jī)的工作方式有以下三種： ： A B C A 圖 34三相單三拍工作方式時(shí)序圖 ： AB BC CA AB 圖 35三相雙三拍工作方式時(shí)序圖 ： A AB B BC C CA A 圖 36三相六拍工作方式時(shí)序圖 1控制步進(jìn)電機(jī)換向順序 通電換向這一過程稱為脈沖分配。同時(shí)，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。如圖 33 所示： 圖 33定子磁極和轉(zhuǎn)子齒分度 電機(jī)的位置和速度由繞組通電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 三相步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 32所示。 定子、轉(zhuǎn)子是用硅鋼片或其他軟磁材料制成的。 2）反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為 度，但噪聲和振動(dòng)都很大。 ⑴ 開關(guān)量的邏輯控制 ⑵ 模擬量控制 曹祥：基于 PLC 三相六拍步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 ⑶ 運(yùn)動(dòng)控制 ⑷ 過程控制 ⑸ 數(shù)據(jù)處理 ⑹ 通信及聯(lián)網(wǎng) 8 第三章步進(jìn)電機(jī)工作方式的選擇 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，并將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這很適合多品種、 小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。 這時(shí)，才是 PLC的真正輸出。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右 、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。 PLC 的工作原理 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 ③ 電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。 常用的 I/O分類如下： 曹祥：基于 PLC 三相六拍步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 ② I/O 模塊 PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O）完成的。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。 CPU 主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān) 電路。固定式 PLC 包括 CPU 板、 I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是 PLC的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)，而是采用了一套以 繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。 號(hào)開關(guān)控制其轉(zhuǎn)向 ( ON 為正轉(zhuǎn)， OFF 為反轉(zhuǎn) )。甚至還可以利用更少的開關(guān)來控制，但為了使得本設(shè)計(jì)更加直觀 和易讀，故采用七個(gè)控制開關(guān)。今后 步進(jìn)電機(jī)的總體發(fā)展趨勢(shì)是向著低功耗、高頻率精度、多功能、高度自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展。 PLC 控制步進(jìn)電機(jī)發(fā)展的趨勢(shì) 時(shí)至今日，軟件以及電子設(shè)備等相關(guān)技術(shù)都有了長(zhǎng)足發(fā)展。 PLC 的控制具有高可靠性、高性價(jià)比。此外還有扭矩的問題，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng) 過慢時(shí)，即使細(xì)分也無法達(dá)到應(yīng)有的扭矩，這都是控制時(shí)遇到的問題。這種控制方法的精度不但較低，且成本較高。 PLC adopts photoelectric isolation and filtering techniques effective inhibitory effects of external interference on PLC technology, and PLC can also be in a strong, mon good。本設(shè)計(jì)是用 PLC做 三相六拍步進(jìn)電機(jī)的控制核心， 用按鈕開關(guān)的通斷來 實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制，而且正、反轉(zhuǎn)切換無須經(jīng)過停車步驟。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展， PLC的功能也越來越強(qiáng)大，更多地具有計(jì)算機(jī)的功能，所以又簡(jiǎn)稱 PC（ PROGRAMMABLE CONTROLLER），但是為了不和 PERSONAL COMPUTER混淆，仍習(xí)慣稱為 PLC。 本論文程序流程編制具有獨(dú)特性、并符合實(shí)際控制要求?？梢酝ㄟ^對(duì)幾個(gè)開關(guān)按鈕的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī) 的方向，以及對(duì)高、中、低速的控制。 重點(diǎn)研究問題 本設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容是以西門子 S7200 系列 PLC（可編程邏輯控制器）為核心控制步進(jìn)電機(jī)，及其相關(guān)外圍電路組成的控制電路設(shè)計(jì)。 指導(dǎo)老師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 2 指導(dǎo)教師意見 對(duì)論文的簡(jiǎn)短評(píng) 價(jià)： 該生較好地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，全文的撰寫條理清楚、格式規(guī)范，論文表明其具有了良好的分析問題、解決問題的能力。 優(yōu) 良 中 及格 不及格 評(píng)閱教師簽字 年 月 日 1 摘要： 可編程序控制器（ Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱 PLC，是在繼電順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以微處理器為核心的通用的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。 充分發(fā)揮 PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。 PLC because of its modern VLSI technology, manufactured with strict production process, took advanced antiinterference circuit technology, with high reliability and, in addition, PLC with a hardware fault self testing features, fails to timely alert information 。因此現(xiàn)在的控制方法是采用大量的硬件電路。轉(zhuǎn)速越低，對(duì)它控制時(shí)的細(xì)分就越嚴(yán)格。現(xiàn)代電子領(lǐng)域中， PLC 的應(yīng)用正在不斷的走向深入，這必將導(dǎo)致傳統(tǒng)控制的日益革新。 利用 PLC 采用程序設(shè)計(jì)方法來對(duì)步 進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，具有線路相對(duì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，而且可以通過控制按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)。隨著 PLC 的普及，現(xiàn)在已普遍采用硬件與軟件相結(jié)合的方式對(duì)其進(jìn)行控制，這種控制方法有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：可以實(shí)現(xiàn)高精度的控制，降低成本，降低控制難度，簡(jiǎn)化控制電路等。比如用兩個(gè)開關(guān)分別控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，兩個(gè)開關(guān)分別控制電機(jī)啟動(dòng)和停止，三個(gè)開關(guān)分別控制電機(jī)的高中低轉(zhuǎn)速，使得步進(jìn)電機(jī)的控制更加簡(jiǎn)便。 號(hào)開關(guān)控制其高速運(yùn)行 (轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 s)。它是一個(gè)以微處理 器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí) /計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。在 1987 年國際電工委員會(huì)（ International Electrical Committee）頒布的 PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC做了