【正文】 可編程序控制 器 處于（ RUN）狀態(tài)時(shí)，還要完成另外 3 個(gè)階段的操作（見 右 圖），圖中僅畫出了與用戶程序執(zhí)行過(guò)程有關(guān)的 3 個(gè)階段。為了使可編程序控制器的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至可編程序控制器停機(jī)或切換到 STOP 工作狀態(tài)。當(dāng)陽(yáng)極端輸入高電平時(shí)，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平時(shí)則不點(diǎn)亮。 LED 數(shù)碼顯示器是 1種由 LED 發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。 控制脈 沖 Ui、 VT1 的基極電位 Ub1 及繞組電流 Id 餓波形如圖 211 所示。其基本思想是：無(wú)論電機(jī)是在鎖定狀態(tài)還是在低頻段或高頻段運(yùn)行，均使導(dǎo)通相的繞組的電流保持額定值。 高低壓驅(qū)動(dòng)電路的原理如圖 210 所示，盡管看起來(lái)與雙電壓法電路非常相似，但它們的原理有很大差別。雙電壓驅(qū)動(dòng)有兩 種方式：雙電壓法和高低壓法 ① 雙電壓法 雙電壓法的基本思路是：在低頻段使用較低的電壓驅(qū)動(dòng)，在高頻段使用較高的電壓驅(qū)動(dòng)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī)的功率放大電路的種類很多。通過(guò)對(duì)輸出電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)，便可確認(rèn)按鍵按下與否。 機(jī)械開關(guān)應(yīng)接到 PLC 的開關(guān)量輸入接口進(jìn)行開關(guān)控制， PLC 的開關(guān)量輸入接口的作用是把現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量信號(hào)變成可編程控制器內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。由于本設(shè)計(jì)中采用三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，因此需要采用三支完全相同的驅(qū)動(dòng)電路分別控制電機(jī)兩相繞組的電流，而由 PLC 的Y0、 Y1 和 Y3端口分別提供控制兩相繞組的脈沖信號(hào)。 當(dāng)其反轉(zhuǎn)時(shí)，通電方式改變?yōu)?AB→ AC→ CB→ BA? 。 其轉(zhuǎn)子小齒為 80個(gè)，因此齒距角 ?? ? 。 如果運(yùn)行方式改為四相八拍，通電方式為 A→ AB→ B→ BC→ C→ CD→ D→ DA→A?，即單相 通電和兩相通電相間時(shí)，步距角為四相四拍運(yùn)行時(shí)的一半，即?? ? 。當(dāng) A 相控制繞組通電 時(shí)，產(chǎn)生了沿 AA’極軸方向的磁通，由于磁通力圖通過(guò)磁阻最小路徑，使轉(zhuǎn)子的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，直到轉(zhuǎn)子磁軸線和定子磁極 AA’上的磁軸線對(duì)齊為止。定子鐵心由硅鋼片疊成，定子上有 8 個(gè)均勻分布的磁極，每個(gè)磁極上又有若干小齒（本例為 5****大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 59 頁(yè) 個(gè)）。此類電機(jī)綜合了反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)，步距角小，出力大，動(dòng)態(tài)性能好，是性能較好的一類步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，在 計(jì)算機(jī)相關(guān)的設(shè)備中多用此類 電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)的種類 目前常用的步進(jìn)電機(jī)有三類： 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（ VR）。 PWM 調(diào)速控制的基本原理是按一個(gè)固定頻率來(lái)接通和斷開電源，并根據(jù)需要改 變一個(gè)周期內(nèi)接通和斷開的時(shí)間比 (占空比 )來(lái)改變直流電機(jī)電樞上電壓的 占空比 ，從而改變平均電壓，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 為此必須增添一個(gè)叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個(gè)極下線圈邊中電流始終是一個(gè)方向，就可以使電動(dòng)機(jī)能連續(xù)的旋轉(zhuǎn) ,這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 。若兩個(gè)磁通勢(shì)方向相反，則稱為差復(fù)勵(lì)。 （ 1） 直流電動(dòng)機(jī)的分類 直流電機(jī)的勵(lì)磁方式是指對(duì)勵(lì)磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵(lì)磁磁通勢(shì)而建立主磁場(chǎng)的問(wèn)題。 6．即使沒(méi)有傳感器，也能精確定位。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微機(jī)控制。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng) DCS（ Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。 ⑸ 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。 語(yǔ)句表語(yǔ)言，類似于匯編語(yǔ)言。系統(tǒng)軟件由 PLC 廠家提供并已固化在 EPROM 中，不能直接存取和干預(yù)。多數(shù)PLC 具有 RS232 接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。 ④ 底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)架，其作用是 ：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。 I/O 分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。 CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。 （ 4） PLC 的構(gòu)成 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 通過(guò)本課題，一方面我們?cè)诓殚嗁Y料的基礎(chǔ)上，了解 FX2N 系列 PLC 控制的一些基本技術(shù)，掌握其控制系統(tǒng)的分析方法與實(shí)現(xiàn) 方法 ,能對(duì) PLC 外圍電路設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)與掌握；另一方面 ， 通過(guò)設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī) 控制系統(tǒng) 的硬件電路，控制程序和相應(yīng)的電路圖， 以此培養(yǎng)自己的自學(xué)和動(dòng)手能力，從而 為 今后參加工作或進(jìn)一步深造打下良好的基礎(chǔ)?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的 速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。隨著 PLC 性價(jià)比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域還將不斷擴(kuò)大。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高， 步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。 ，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì) 。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。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。通俗地說(shuō) :當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度 (及步進(jìn)角 )。 本系統(tǒng)具有智能性、實(shí)用性及可靠性的特點(diǎn)。****大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 PLC 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng) 摘 要 ： 隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，它廣泛用于打印機(jī)、電動(dòng)玩具等消費(fèi)類產(chǎn)品以及數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療器械等機(jī)電產(chǎn)品中，其在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。 關(guān)鍵詞： 步進(jìn)電機(jī)、 PLC、轉(zhuǎn)速控制 、方向控制 ****大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) Stepping motor control system based on PLC Abstract: With the development of microelectronics and puter technology, the stepper motor is increasing demanded, which is widely used in printers, electric toys and other consumer products, and CNC machine tools, industrial robots, medical equipment and other electrical machinery products, and is applied in the national economy in various fields. Researching of stepper motor control system to improve the control accuracy and response speed, energy conservation is so important. Stepper motor is a device which will transform electrical pulses into mechanical angular displacement so that Shaft of each pulse to a step angle stepping increment, SO output angular displacement is proportional to the input pulses, speed is proportional to the input pulse speed and speed is proportional to input pulse frequency. Stepper motor control is simple, is openloop control, and no accumulation of positioning error, a high positioning accuracy,and the PLC as an industrial control puter, is a powerful tool for the integration of the motor, Therefore, the stepper motor control based on PLC technology has been widely used for digital positioning control. The control system consists of hardware and software design of two parts. Among them, the hardware design includes the working principle of stepper motor, stepper motor drive circuit design, PLC input and output characteristics, PLC and PLC external circuit connection with the stepper motor and matching Problem. Software design, including the main program and each module of the control program, ultimately realizes on the stepper motor rotation direction and rotation speed control This system has the intelligence, practicality and reliability features. Keywords: Stepper motor, PLC, speed control, direction control ****大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 緒論 ............................................................ 1 問(wèn) 題的提出 .................................................... 3 設(shè)計(jì)目的及系統(tǒng)功能 ............................................ 4 PLC 控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ......................................... 5 PLC 控制系統(tǒng) .................................................. 5 PLC 概述 ................................................... 5 PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 ......................................... 9 PLC 的通信聯(lián)網(wǎng) ............................................. 9 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則 ................................. 9 PLC 軟件系統(tǒng)及常用編程語(yǔ)言 ................................. 9 PLC 的特點(diǎn) ................................................ 10 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 ........................................... 11 PLC 未來(lái)展望 .............................................. 12 步進(jìn)電機(jī) ..................................................... 13 步進(jìn)電機(jī)概述 ............................................. 13 步進(jìn)電機(jī)的特性 ........................................... 13 與直流電機(jī)的比較 ....