基于plc的步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-19 13:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 目資料保存在U盤中，以便完成設(shè)計報告及答辯查驗）1月4日—1月5日44145答辯1月6日4414指導(dǎo)老師簽字： 2011 年12 月27 日系主任簽字：設(shè)計目的⑴ 了解步進電機的工作原理及步進電機的開環(huán)控制原理。⑵ 綜合應(yīng)用所學(xué)PLC知識設(shè)計基于PLC的步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)；⑶ 通過自行編程調(diào)試掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。步進電機原理簡述步進電動機是一種將數(shù)字式電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械角位移的機電元件，每一個脈沖信號可以使步進電機前進一步，轉(zhuǎn)過的角度與控制脈沖的個數(shù)呈嚴(yán)格的正比關(guān)系。其運行速度與控制脈沖頻率呈嚴(yán)格的正比關(guān)系，正是這個特點，使其可以和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合，成為比較理想的執(zhí)行元件。步進電機主要應(yīng)用于開環(huán)位置控制系統(tǒng)中。目前步進電機在數(shù)控機床、計算機外圍設(shè)備、鐘表、包裝機械、食品機械中得到廣泛的應(yīng)用。步進電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。以二相步進電機為例，定子上有兩組相對的磁極，每對磁極纏有同一繞組，形成一相。定子和轉(zhuǎn)子上分布著大小、間距相同的多個小齒。當(dāng)步進電機某一相通電形成磁場后，在電磁力的作用下，轉(zhuǎn)子被強行推動到最大磁導(dǎo)率（或最小磁阻）的位置。步進電機接收到一個脈沖信號，就驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)過一個步距角θ，對于一個m相n拍的步進電機來說，每走完n拍，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個齒距角φ，所以齒距角φ與步距角θ的關(guān)系為：從控制原理上，步進電機可以分為反應(yīng)式、永磁式和混合式步進電機三大類；按照控制繞組的相數(shù)可以分為兩相、三相、四相……。⑵ 本設(shè)計中涉及到的步進電機主要參數(shù)① 相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)，用ｍ表示。② 拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)，或指步進電機走過一個齒距角所需脈沖數(shù)，用ｎ表示。③ 齒距角：步進電動機的轉(zhuǎn)子上均勻地分布著許多小齒，相鄰兩個小齒的中心線間的角度稱為齒距角，用φ表示。④步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，步進電機轉(zhuǎn)過的角位移，用θ表示。⑶ 本設(shè)計中用到的步進電機本設(shè)計中用到的步進電機為兩相步進電機。該步進電機轉(zhuǎn)子共有50個齒，176。，相電壓為5V。⑷ 步進電機驅(qū)動電路本設(shè)計中用到的步進電機的驅(qū)動電路圖如圖1所示圖 1 兩相步進電機驅(qū)動電路圖圖中TL1～TL6對應(yīng)的是面板上的插孔。圖中標(biāo)注的A及，B及分別表示步進電機的定子的兩相繞組的四個端子。⑸ 兩相步進電機的通電方式：①單四拍通電方式：每次只有一相繞組通電，四拍構(gòu)成一定循環(huán)。兩相繞組按照A—B———A的次序輪流通電。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子齒距。② 雙四拍通電方式：每次有兩相繞組同時通電，兩相控制繞組按AB—B——A—AB的次序輪流通電。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度與單四拍相等都是轉(zhuǎn)子齒距，但與單四拍的空間定位不重合。③ 單、雙八拍的通電方式：上兩種通電方式的循環(huán)拍數(shù)等于4，稱為滿步通電方式。若通電方式等于8，稱為半步通電方式，即按A—AB—B—B————A—A的次序通電。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子齒距。⑹ 在上述通電方式中，改變通電的循環(huán)方向即可改變步進電機的轉(zhuǎn)動方向，改變通電的頻率，即可改變步進電機的轉(zhuǎn)速。控制要求： ⑴ 能夠?qū)崿F(xiàn)步進電機的起動和停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)及改變轉(zhuǎn)速。⑵
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