【正文】 如果沒(méi)有這些資料和文獻(xiàn)，我很難按時(shí)完成論文，謝謝你們的成果，感激你們。在這期間，詳細(xì)的研究了西門子PLC控制系統(tǒng)中關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟和過(guò)程，這些知識(shí)為我們很好的理解和研究西門子PLC控制設(shè)計(jì)和編程，同時(shí)也為可編程控制器對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制打下基石。如圖所示，我們?cè)谖鏖T子下面的系列中選擇PLC S7200，在通訊方式的選擇時(shí)，我們選擇的是PCPPI通信，最后所有選項(xiàng)都設(shè)定完時(shí)，再點(diǎn)擊“ 確定”按鈕。345 組態(tài)軟件監(jiān)控設(shè)計(jì)及系統(tǒng)運(yùn)行 組態(tài)軟件仿真實(shí)現(xiàn)的意義工控組態(tài)軟件在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中較為常見(jiàn)的軟件，它的主要是作為工業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)采集、整理和過(guò)程控制系統(tǒng)的上位機(jī)軟件，它的優(yōu)點(diǎn)很多，其中它具有良好的組態(tài)方式，這樣可以很好的對(duì)自控系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)察和控制。 1 0 0 0 0 恒頻斬波細(xì)分原理就在于D/A轉(zhuǎn)換器輸出的電壓不確定時(shí)，恒頻信號(hào)上升沿會(huì)使D觸發(fā)器動(dòng)作，使其輸出的電平為高電平，開(kāi)關(guān)管VTVT2開(kāi)始動(dòng)作，繞組電流自然上升，取樣電阻R2的壓降提高，壓降大于，比較器就會(huì)輸出低的電平，然后D觸發(fā)器輸出低電平，VTVT2斷開(kāi)，繞組電流降低。這樣使電機(jī)成為一個(gè)連續(xù)磁場(chǎng)，使得電動(dòng)機(jī)平滑運(yùn)動(dòng)。開(kāi)關(guān)管VT1和VT2控制繞組的關(guān)斷與導(dǎo)通，VT2發(fā)射極連接一個(gè)小電阻R，繞組電流經(jīng)過(guò)這個(gè)電阻接地，壓降跟電機(jī)繞組的電流是正比例的關(guān)系，電阻就是電流采樣電阻。 若按照輸出的脈沖極性來(lái)區(qū)分的話，那就有單向脈沖電源還有正、負(fù)雙極性脈沖電源兩種，后面的是作為永磁步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或感應(yīng)式永磁步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)源。由于磁通具有走磁阻最小路徑的特點(diǎn)，則轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的位置，接著B(niǎo)相通電，此時(shí)A,C,D,E均不通電，產(chǎn)生BB’方向上的磁場(chǎng)，則同理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至相應(yīng)位置，接著就是C,D,E相輪流單獨(dú)通電，此為一個(gè)完整的正轉(zhuǎn)周期 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)通電順序?yàn)椋篈A’→BB’→CC’→DD’→EE’→AA’2)反轉(zhuǎn) 首先A相先通電，此時(shí)B,C,D,E四相均不通電，產(chǎn)生AA’方向上的磁場(chǎng)，此時(shí)A,A’就成為電磁鐵的N,S極?？刂葡到y(tǒng)在程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須確保安全，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，功能必須可靠。并且有著非常廣闊的前景和市場(chǎng)空間。也要達(dá)到系統(tǒng)符合工業(yè)設(shè)計(jì)要求，降低研發(fā)成本。在當(dāng)今控制系統(tǒng)中要求較高精度、較高可靠性的控制性能，所以可編程控制器無(wú)疑是首選。圖11 五相步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)的各種控制及比較圖12環(huán)形分配器步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)環(huán)形分配器是把源自控制部分的脈沖串按照一定的規(guī)則分配給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的各相輸入端口。當(dāng)傳輸來(lái)的電脈沖信號(hào)被步進(jìn)電機(jī)接收到后，它會(huì)按照預(yù)先設(shè)定進(jìn)行一個(gè)角度旋轉(zhuǎn)，這個(gè)動(dòng)作我們將其稱為“步距腳”。基于plc步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[摘要]本文所要控制的電機(jī)為五相步進(jìn)電機(jī)，采用可編程控制器對(duì)其控制，對(duì)設(shè)計(jì)原理及方法分析總結(jié)。它旋轉(zhuǎn)的角度是固定的?？刂破鞯臅r(shí)鐘脈沖讓環(huán)形分配器的輸出不但是周期性的還是可逆的。 PLC選型要求在實(shí)際應(yīng)用中，必須考慮可編程控制器的可靠性，必須及時(shí)接受來(lái)自外部的命令和狀態(tài)反饋等。（4）控制系統(tǒng)在程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須確保安全，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，功能必須可靠。本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，將采取可編程控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，可靠性高，維護(hù)方便。正確的程序調(diào)試，要充分考慮到惡劣的環(huán)境條件。由于磁通具有走磁阻最小路徑的特點(diǎn)，則轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的位置，接著E相通電，此時(shí)A,B,C,D均不通電，產(chǎn)生EE’方向上的磁場(chǎng)，則同理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至相應(yīng)位置，接著就是D,C,B,相輪流單獨(dú)通電，此為一個(gè)完整的正轉(zhuǎn)周期 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)通電順序?yàn)椋篈A’→EE’→DD’→CC’→BB’→AA’1)正轉(zhuǎn) 首先A,B,C相先通電，此時(shí),D,E兩相均不通電，產(chǎn)生BB’方向上的磁場(chǎng)，此時(shí)B,B’就成為電磁鐵的N,S極。 如果按電脈沖的功率元件分類，有晶體管驅(qū)動(dòng)電源、高頻晶閘管驅(qū)動(dòng)電源還有可關(guān)斷晶閘管驅(qū)動(dòng)電源。 當(dāng)為高電平時(shí)，VT1和VT2導(dǎo)通，電源供電。細(xì)分電路電源，就是用順序脈沖形成器使各脈沖一個(gè)個(gè)放大，這些脈沖電流在繞組中疊加成為階梯波形電流,順序脈沖形成器一般可用移位形式的環(huán)形脈沖分配器做到。當(dāng)R2壓降小于，比較器輸出的就是高電平，然后D觸發(fā)器輸出的電平也為高電平，VTVT2通電，繞組的電流就會(huì)上升。 0 0 0 0 0 每次右移，電機(jī)就前進(jìn)一拍，十拍以后再?gòu)男麻_(kāi)始。這種組態(tài)軟件使用的通信協(xié)議能夠支持很多種類的外部設(shè)備，同時(shí)該協(xié)議還能將聯(lián)網(wǎng)控制、分布式信息傳送給我們。圖52 設(shè)備配置向?qū)?)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)這個(gè)頁(yè)面，我們可以對(duì)所需要的每個(gè)變量進(jìn)行定義，而且可以對(duì)每個(gè)變量進(jìn)行修改，同時(shí)可以對(duì)數(shù)據(jù)變量的管理燈進(jìn)行操作。在這一次西門子PLC控制設(shè)計(jì)中，我們要先開(kāi)始對(duì)西門子PLC各個(gè)系統(tǒng)和控制設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，從中選出可靠性好，控制系統(tǒng)相比其他的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單和方便，并完成PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制設(shè)計(jì)，同時(shí)我們還需要通過(guò)組態(tài)王完成上位機(jī)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)，該監(jiān)控設(shè)計(jì)能夠很好的對(duì)PLC五相步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行檢查和控制。這幾年的大學(xué)生活，有在歡笑中度過(guò)，有在風(fēng)雨中度過(guò)，感謝這幾年和我做伴的同學(xué)和朋友。在現(xiàn)實(shí)生活中，你們沒(méi)有直接教導(dǎo)我，但是通過(guò)書(shū)本和其他途徑間接的接收到你們傳授。因?yàn)轭}目中講到通過(guò)PLC進(jìn)行控制的，所以在圖書(shū)館也對(duì)關(guān)于西門子PLC相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行查找和研究。本篇論文是采用西門子S7200PLC和組態(tài)王通信完成設(shè)計(jì)。具體生成的程序語(yǔ)句表見(jiàn)附錄B。表43 移位寄存器初值 階梯電壓每一次變化都會(huì)使轉(zhuǎn)子走步。下降時(shí)，經(jīng)過(guò)同樣過(guò)程到0。圖33是斬波恒流驅(qū)動(dòng)電路的原理圖。如果按照相應(yīng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)容量大小來(lái)區(qū)分，則有功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源還有伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源兩種。1)正轉(zhuǎn) 首先A相先通電，此時(shí)B,C,D,E四相均不通電，產(chǎn)生AA’方向上的磁場(chǎng)，此時(shí)A,A’就成為電磁鐵的N,S極。要達(dá)到系統(tǒng)符合工業(yè)設(shè)計(jì)要求，降低研發(fā)成本?？删幊炭刂破饕呀?jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)的主導(dǎo)者。（3）在工業(yè)工程控制的條件下，必須滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須簡(jiǎn)單，方便，而且達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的要求和效果，便于維護(hù)。由以上分析我們可以得出，使用可編程控制器控制步進(jìn)電機(jī)是一種比較合理可靠的方案，編程方便、抗干擾能力強(qiáng)、其性能也很穩(wěn)定。步進(jìn)電機(jī)如圖11所示。在這種情況下，我們可以很輕易對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)電脈沖信號(hào)的大小、強(qiáng)度和脈沖數(shù)的改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的速度和線位移進(jìn)行控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)有快速起停、定位和精確步進(jìn)等，日常的生產(chǎn)和生活中比較普遍，控制精度高。以傳輸來(lái)的電脈沖的個(gè)數(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)角位移進(jìn)行有效的控制，以傳輸來(lái)的電脈沖的頻率來(lái)控制電機(jī)的加速度和速度。驅(qū)動(dòng)電路把環(huán)形分配器的有序時(shí)鐘脈沖放大來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，使步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向及速度連續(xù)可調(diào)?？删幊炭刂破鬟M(jìn)行循環(huán)掃描，在每個(gè)掃描的周期，除過(guò)要完成以上的三個(gè)基本步驟，還要對(duì)來(lái)自內(nèi)部的故障進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)和診斷。正確的程序調(diào)試，充分考慮到惡劣的環(huán)境條件，本文對(duì)這個(gè)方面進(jìn)行充分分析后，最終使用了可靠性相對(duì)較高的PLC，以此不定時(shí)的對(duì)其進(jìn)行保養(yǎng)以及檢查。關(guān)于PLC選擇問(wèn)題，還要考慮PLC網(wǎng)絡(luò)通信功能，價(jià)格因素?？紤]到生產(chǎn)和工藝改進(jìn)及開(kāi)發(fā)，在可編程控制器設(shè)計(jì)時(shí)，必須要對(duì)以后的研發(fā)和改進(jìn)留夠一定的空間，針對(duì)不同的設(shè)備，重點(diǎn)將不同的要求，設(shè)計(jì)原則也應(yīng)有所不同，如果為了提高對(duì)靶產(chǎn)品質(zhì)量和安全性要求，應(yīng)該集中在系統(tǒng)的可靠性的設(shè)計(jì)，及時(shí)考慮冗余控制系統(tǒng)，提高信息管理系統(tǒng)。由于磁通具有走磁阻最小路徑的特點(diǎn)，則轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的位置，接著B(niǎo),C相通電，此時(shí)A,D,E均不通電，產(chǎn)生BCB’C’方向上的磁場(chǎng)，則同理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至相應(yīng)位置，接著就是BCD,CD,CDE,DE,DEA,EA,EAB,AB相輪流單獨(dú)通電，此為一個(gè)完整的正轉(zhuǎn)周期 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)通電順序?yàn)椋篈BC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB→ABC2)正轉(zhuǎn) 首先A,B,相先通電，此時(shí),D,C,E兩相均不通電，產(chǎn)生ABA’B’方向上的磁場(chǎng)，此時(shí)AB,A’B’就成為電磁鐵的N,S極。 如果按照脈沖的供電方式來(lái)區(qū)分，有單一電壓型的電源還有高、低壓切換型的電源；斬波恒流驅(qū)動(dòng)電源和細(xì)分電路電源等。由于電感作用，電阻上電壓逐漸升高，一旦超過(guò)，比較器就會(huì)輸出低電平，然后與門也輸出低電平，VT1關(guān)斷，電源關(guān)斷，繞組電流經(jīng)過(guò)VTR、VD2繼續(xù)續(xù)流，采樣電阻R的端電壓跟著下降。步進(jìn)電機(jī)是對(duì)傳輸來(lái)的電脈沖信號(hào)的分析和轉(zhuǎn)換而進(jìn)行相應(yīng)的角位移和線位移。然后反復(fù)操作，使電流波形為鋸齒波。、“0”。在這種組態(tài)控制軟件使用前，在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化控制方便，一般由專門的程序編程人員進(jìn)行編程控制或者將這部分作為一個(gè)項(xiàng)目外包出去，編程出人機(jī)界面上位機(jī)程序，以這樣的方式開(kāi)發(fā)出人機(jī)自動(dòng)化界面；另一種方式是通過(guò)對(duì)工控廠家出售機(jī)械時(shí)相應(yīng)的工控系統(tǒng)的購(gòu)買，但是這種系統(tǒng)通常是工控廠家編寫(xiě)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是批量產(chǎn)生的，該系統(tǒng)沒(méi)有針對(duì)性。如下圖所示。畢業(yè)設(shè)計(jì)是將自己這些年學(xué)到知識(shí)點(diǎn)綜合起來(lái)，然后靈活運(yùn)用。感謝室友這么多年的日夜相守，在你們的幫助下，我走過(guò)一個(gè)個(gè)困難。我還想感激這篇論文中引用到知識(shí)和相關(guān)文獻(xiàn)的編寫(xiě)者，在這個(gè)知識(shí)和文獻(xiàn)的幫助下，我慢慢對(duì)論文的主心骨知識(shí)點(diǎn)從了解到明白再到熟知。通過(guò)一段時(shí)間的努力，對(duì)五相步進(jìn)電機(jī)控制相關(guān)的知識(shí)有了些認(rèn)知。圖51 新建工程向?qū)? 2)定義設(shè)備由PLC、儀表、模塊、板卡和變頻器等做成外部設(shè)備，在使用組態(tài)王前，必須對(duì)它進(jìn)行定義。在STEP7MICRO/WINSP4系統(tǒng)里可將圖識(shí)別、編譯成指令的序列。第一是確定