【正文】 汽車型號(hào)的不斷翻新，想尋找一種方法，以盡可能減少重新設(shè)計(jì)繼電器控制系統(tǒng)和接線、降低成本、縮短時(shí)間，而考慮把計(jì)算機(jī)的功能完善、通用靈活等優(yōu)點(diǎn)與繼電器控制的簡 單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，提出了研制 PLC 的基本設(shè)想： ，可在現(xiàn)場修改程序； 便，最好是插件式結(jié)構(gòu)； ； 裝置； ； ； 交流 115V； 115V， 2A 以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥； ，原有系統(tǒng)只需做很小的改動(dòng)； 4K。在這時(shí)期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的步進(jìn)電機(jī)的控制 3 在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)具有較好的控制性能，其啟動(dòng)、停車、反轉(zhuǎn)及其它任何運(yùn)行方式的改變都可在少數(shù)脈沖內(nèi)完成，且可獲得較高的 控制精度，因而廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、鐘表、數(shù)字系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)及航天工業(yè)裝置中。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同 : 1）中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC 增加 了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。但隨著應(yīng)用需求及關(guān)聯(lián)產(chǎn)品技術(shù)性能的提升（如步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的脈沖響應(yīng)頻率及精度， HMI 及關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的通訊功能）， PLC將繼續(xù)得已完善和發(fā)展。而且某些僅有開關(guān)量邏輯控制功能的 PLC 只有十幾條指令。由于體積小， PLC 很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想的控 制設(shè)備。 I/O 擴(kuò)展機(jī) 每種 PLC 都有與主機(jī)相配的擴(kuò)展模塊，用來擴(kuò)展輸入、輸出 點(diǎn)數(shù)，以便根據(jù)控制要求靈活組合系統(tǒng)。執(zhí)行 PLS 指令時(shí)， S7200 讀這些特殊存LAD STL 操作數(shù)及數(shù)據(jù)類型 PLS Q Q：常量（ 0 或 1） 數(shù)據(jù)類型 字 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的步進(jìn)電機(jī)的控制 8 儲(chǔ)器位（ SM），然后執(zhí)行特殊存儲(chǔ)器位定義的脈沖操作，即對(duì)相應(yīng)的 PTO/PWM發(fā)生器進(jìn)行編程。這樣就保證了輸出脈沖串 的連續(xù)性。整個(gè)過程掃描執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。 PLC 直接控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由 PLC 和步進(jìn)電機(jī)組成， PLC 具有實(shí)時(shí)刷新技術(shù)，輸出信號(hào)的頻率可以達(dá)到數(shù)千赫茲或更高，使得脈沖分配能有很高的分配速度，充分利用步進(jìn)電機(jī)的速度響應(yīng)能力，提高整個(gè)系統(tǒng)的快速性。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；頻率越高，反向電動(dòng)勢越大。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，則“相數(shù)”將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì) 分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。 步進(jìn)電機(jī)的分類 按其工作方式分為功率式和伺服式：功率式輸出轉(zhuǎn)矩較大，能直接帶動(dòng)較大的負(fù)載；伺服式輸出轉(zhuǎn)矩較小， 只能帶動(dòng)較小的負(fù)載，對(duì)于大負(fù)載需通過液壓放大元件來傳動(dòng)。cm，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 36g 驅(qū)動(dòng)器的選擇 本設(shè)計(jì)選用型號(hào)為 DMD402A 的驅(qū)動(dòng)器。當(dāng) A 相斷電 B 相通電時(shí) ， 磁極 2 產(chǎn)生 N 極性 ，吸合離它最近的 S 極轉(zhuǎn)子 7 齒 ， 使得轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過 176。二是 PLC本身的輸出端口應(yīng)該采用大功率 晶體管 ， 以滿足步進(jìn)電機(jī)各相繞組數(shù)十伏脈沖電壓、數(shù)安培脈沖電流的驅(qū)動(dòng)要 求。 目前利用可編程序控制器（即 PLC 技術(shù)）可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度和位置的控制，方便地進(jìn)行各種 步進(jìn)電機(jī)的操作，完成各種復(fù)雜的工作，它代表了先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平 ，加速了機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQc UE%amp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 EN 電機(jī)釋放信號(hào) 有效（低電平）時(shí)關(guān)斷電機(jī)線圈電流，驅(qū)動(dòng)停止工作，電機(jī)處于自由狀態(tài)。 程序如下： //設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)方向 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的步進(jìn)電機(jī)的控制 25 LDN //若電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài) A //且轉(zhuǎn)向開關(guān)置于 1 S , 1 //逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) LDN //若電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài) AN //且轉(zhuǎn)向開關(guān)置于 0 R , 0 //順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 程序調(diào)試 按照上述所編寫的程序繪制梯形圖，而后編譯程序，如圖 411 至 413 圖 411 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的步進(jìn)電機(jī)的控制 26 圖 412 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的步進(jìn)電機(jī)的控制 27 圖 413 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的步進(jìn)電機(jī)的控制 28 第五章 論文總結(jié) 本文論述了基于 PLC的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和研制過程，包括硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì) 以及系統(tǒng)組態(tài) 等方面。 A ( 1 ) B ( 2 )1 2 34 5 6A ( 3 ) B ( 4 )A ( 5 ) B ( 6 ) A ( 7 ) B ( 8 ) 圖 45 A相通電時(shí)定轉(zhuǎn)子齒展開圖 A ( 1 ) B ( 2 )1 2 34 5 6A ( 3 ) 圖 46 B相繞組通電定轉(zhuǎn)子齒展開圖 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 的步進(jìn)電機(jī)的控制 22 驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置 由于上述步進(jìn)電機(jī)的相電流為 ，驅(qū)動(dòng)器的 SW1SW3分別設(shè)置為： ON、ON、 ON，即輸出峰值電流為 ， SW5SW8分別設(shè)置為 ON、 OFF、 ON、 ON，即細(xì)設(shè)定為 800步 /圈。 因轉(zhuǎn)子上共有 50 個(gè)齒 ， 其齒距角為 360176。1537A A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。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是步進(jìn)形式的，故稱為 “步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ”。、三相的為 176。 5）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身的噪聲和振動(dòng)較大，帶慣性負(fù)載的能力較差。而就這兩種電動(dòng)機(jī)而言，五相電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路比三相電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，因此三相電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的性能價(jià)格比要比五相電動(dòng)機(jī)更好一些。 (2) STOP 方式：在 STOP 方式下，不能運(yùn)行用戶程序，可以向 CPU 裝載用戶程序或進(jìn)行 CPU 設(shè)置?？稍诿}沖串完成時(shí)起動(dòng)中斷程序，若使用多段操作，則在包絡(luò)表完成時(shí)起動(dòng)中斷程序。當(dāng) PLC 與 PLC 相連時(shí)，可組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)?？刂?。 輸入輸出（ I／ O）單元是 PLC 與輸入控制信號(hào)和被控制設(shè)備連接起來的部件，輸入單元接收從開關(guān)、按鈕、繼電器觸點(diǎn)和傳感器等輸入的現(xiàn)場控制信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成 CPU 能接收和處理的數(shù)字 信號(hào)。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。如果工藝要求發(fā)生變化，控制柜內(nèi)的元件和接線也需要作相應(yīng)的變動(dòng)，改造的工期長、費(fèi)用高，通用性和靈活性較差。 上世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時(shí)期，年增長率一直保持為 30~40％。所以只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率及電機(jī)繞組通電的相序，便可控制步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量、速度和方向。 關(guān)鍵詞： S7200 PLC、兩相混合式步進(jìn)電機(jī)、 PLC 編程 基于 PLC 的步進(jìn)電機(jī)的控制 ii Control of stepping motor based on PLC Abstract:In the field of programming, I/O expansion, Communication interface, adjustments of switches and simulation and some special function modules such as the application of high speed pulse input and output, the PLC has already met demands of users. But the PLC will continue to improve and develop, as the development of application requirements and related technical performance. This article chiefly discusses the principle and driven approach of the stepping motor, and how to control it based on the S7200 PLC. The article is about how the PLC controlling the twophase hybrid stepping motor. With the switch button, it can function as: start,positive rotation， inversion. Key words: S7200 PLC. twophase hybrid stepping motor, PLC programming. 基于 PLC 的步進(jìn)電機(jī)的控制 iii 目錄 第一章 緒論 ................................................................................................................. 1 概述 .....................................................................................................................1 S7200PLC 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ...............................................................2 論文的主要研究工作 .........................................................................................3 第二章 西門子 S7200 PLC ....................................................................................... 4 PLC 的產(chǎn)生 ..........................................................................................................4 PLC 的特點(diǎn) .......................................................................................................4 編程方法簡單易學(xué) .................................................................................4 硬件配套齊全，用戶使用方便 .............................................................5 通用性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng) .............................................................................5 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) .....................................................................5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 .....................................................5 維修工作量小，維修方便 ......