【導讀】為核心控制步進電機，及其相關(guān)外圍電路組成的控制電路設計。開關(guān)按鈕的控制來實現(xiàn)對步進電機的方向，以及對高、中、低速的控制。系統(tǒng)必須有必要的安全保護措置，如短路保護，過載保護等。具有了良好的分析問題、解決問題的能力。本論文程序流程編制具有獨特性、并符合實際控制要求。該生對相關(guān)的專業(yè)知識掌握較好。隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC. 為了不和PERSONALCOMPUTER混淆，仍習慣稱為PLC。目前PLC已經(jīng)在智能化、網(wǎng)絡化方面取得了很好。的發(fā)展，并且現(xiàn)今已出現(xiàn)SOFTPLC，更是PLC領(lǐng)域無限的發(fā)展前景。充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計中最重要的一條原則。斷來實現(xiàn)對步進電機正、反轉(zhuǎn)控制，而且正、反轉(zhuǎn)切換無須經(jīng)過停車步驟。

　　

【正文】 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 14 第四章控制系統(tǒng)設計 三相六拍步進電機的控制要求 對三相六拍步進電機的控制，主要為兩個方面：三相繞組的接通與斷開順序控制以及步進速度的控制。即：正轉(zhuǎn)順序： A— AB— B— BC— C— CA— A；反轉(zhuǎn)順序： A— AC— C— CB— B— BA— A 以及每個步距角 (每個箭頭 )的行進速度。圍繞這兩個主要方面，可提出具體的控制要求如下： (1)可正轉(zhuǎn)起動或反轉(zhuǎn)起動； (2)運行過程中，正反轉(zhuǎn)可隨時不停機切換； (3)步進兩種速度可分為高速、低速兩檔，并可隨時手控變速； (4)停止時，應對移位寄存器清零，使每次起動均從 A相開始。 控制程序框圖及軟件模塊 由上述具體控制要求，可作出步進電機在起動運行時的程序框圖，如圖 1所示。以工作框圖為基本依據(jù)，結(jié)合考慮控制的具體要求，首先可將梯形圖程序分成 4個模塊進行編程，即模塊 1：步進速度選擇；模塊 2：起動、停止和清零；模塊 3：移位步進控制功能模塊；模塊 4： A、 B、 C 三相繞組對象控制。然后，將各模塊進行連接，最后經(jīng)過調(diào)試、完善、實現(xiàn)控制要求 [9]。 曹祥：基于 PLC 三相六拍步進電機的控制系統(tǒng)設計 15 圖 41 步進電機控制程序流程圖 CPU 的選擇 本次設計要求正反轉(zhuǎn)和高低速控制共五個輸入接口，控制 A,B， C 三相繞組三個輸出接口，所以選用 CPU222,六個輸入，四個輸出滿足控制要求 [11]。 輸入輸出編址 控制步進電機的歌輸入開關(guān)及控制 A,B,C 三相繞組工作的輸出端在 PLC 中的 I/O編址如表 21 所示。 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 16 表 41 編址 輸入端 編址 輸出端 步進電機正轉(zhuǎn)啟動按鈕 控制 A 相繞組 步進電機反轉(zhuǎn)啟動按鈕 控制 B 相繞組 停止及清零按鈕 控制 C 相繞組 低速開關(guān) 高速開關(guān) 狀態(tài)真值表 采用位移指令進行步進控制。每右移 1位，電機前進一個步距角，據(jù)此，可作出位移寄存器輸出狀態(tài)及步進電機正反轉(zhuǎn)繞組的狀態(tài)真值表，從而得出三相繞組的控制邏輯關(guān)系式； 正轉(zhuǎn)時 A相 =++ B相 =++ C相 =++ 反轉(zhuǎn)時 A相 =++ B相 =++ C相 =++ 位移寄存器輸出狀態(tài)及步進電機繞組狀態(tài)真值表 表 42 位移寄存器 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) A B C A B C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 步進電機的 I／ O 分配 曹祥：基于 PLC 三相六拍步進電機的控制系統(tǒng)設計 17 圖 44 硬件連接線路圖 圖 45 三相電動機控制電路 梯形圖程序 根據(jù)程序模塊及三相繞組的控制邏輯關(guān)系，即可編寫出梯形圖控制程序， 如圖 2所示。其中 Network l～ 3對應模塊 1； Network 4~6 對應模塊 2； Network 7 12 對應模塊 3； Network l3～ 16對應模塊 4。 必須注意，在進行各模塊的連接時，應充分考慮各模塊功能之間的聯(lián)鎖關(guān)系、 CPU 串行掃描的工作方式對各指令執(zhí)行結(jié)果的影響以及可隨時進行正反轉(zhuǎn)切換和步進變速的要求。經(jīng)過調(diào)試、運行，該程序完全滿足控制要求 [10]。 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 18 曹祥：基于 PLC 三相六拍步進電機的控制系統(tǒng)設計 19 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 20 曹祥：基于 PLC 三相六拍步進電機的控制系統(tǒng)設計 21 圖 42 步進電機梯形圖控制程序 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 22 三相六拍步進電機控制語句表 曹祥：基于 PLC 三相六拍步進電機的控制系統(tǒng)設計 23 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 24 圖 43控制語句表 曹祥：基于 PLC 三相六拍步進電機的控制系統(tǒng)設計 25 第五章 論文總結(jié)及展望 論文總結(jié) 這次課程設計對我們而言是對所學課程內(nèi)容掌握情況的一次自我驗證，對所學知識的綜合應用能力檢驗，它培養(yǎng)和訓練了我們的編程以及調(diào)試能力，進而提高了我們對學習和應用相關(guān)專業(yè)知識的興趣。通過本次設計我們的能力得到了鍛煉，因而有著極其重要的意義。 我們本次課程設計的內(nèi)容是三相六拍步進電動機控制程序的設 計與調(diào)試，針對現(xiàn)在的PLC 技術(shù)，實現(xiàn)一些設計。我們還應該加強 PLC 語句的練習，要能夠運用自如。此外還應掌握 PLC 的外部接線方法。 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驗數(shù)據(jù)，取得了一定的成績。但是在這次課程設計過程中也遇到了不少的問題和困難。比如剛開始時組員之間任務分配不均，導致組員之間的工作量不均勻；當我們大家在一起討論時，常會發(fā)生意見分歧；還有很重要的一點就是大家的基礎(chǔ)知識不夠扎實，使得設計進度緩慢，必須不斷的在書本上學習新的知識來彌補不足等。但幸運的是，隨著課程設計的逐步進行，我們 對種種問題進行了研究解決，最終才獲得了預期的研究成果。 因此，課程設計這樣的集體任務光靠個人是無法完成好的，必須通過團隊的合作和努力才能取得勝利，合理的讓團隊成員分擔責任也是我們完成設計任務的重要保障。在團隊工作中，團結(jié)是必備要素，要團結(jié)就是要讓我們在合作的過程中，把團隊利益放在第一位；不斤斤計較；多討論，少爭論；會諒解對方；從而取得事半功倍的效果。 工作展望 通過對該課程設計的認識和了解，我們了解了西門子 s7200系列 PLC 的優(yōu)點和特點，并懂得了一些以前不懂或不熟練的語句。如果我們能夠?qū)⑦@些收 獲應用于今后的課題研究，學習實踐中，將成為我們一筆寶貴的無形財富。本次設計在不利用外界電路的條件下，只利用 PLC 中的觸點即對步進電機的正反轉(zhuǎn)和速度進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。 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 26 參考文獻 [1] 林春方．可編程控制器原理及其應用．上海交通大學出版社， 2020 [2] 常斗南．可編程序控制器原理? 應用? 實驗．機械工業(yè)出版社， 1998 [3] 廖常初． PLC基礎(chǔ)及應用．機械工業(yè)出版社， 2020 [4] 史國生．電氣控制與可編程控制器技術(shù)．化學工業(yè)出版社， 2020 [5] 阮友德．電氣控制與 PLC實訓教程．人民郵電出版社， 2020 [6] 肖明耀． PLC原理與應用．中國勞動社會保障出版社， 2020 [7] 劉寶廷．步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)．哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1997 [8] 王鴻枉．步進電機控制技術(shù)入門．同濟大學出版社， 1990 [9] 常初主 .可編程序控制器應用技術(shù) .重慶：重慶大學出版社， 2020 [10] 唐介 .電機拖動與控制基礎(chǔ) .北京 :高等教育出版社 ,2020 [11] 鄧興中 .機電傳動控制 .武漢：華中科技大學出版社， 2020 [12] 廖曉鐘 .電力電子技 術(shù)與電氣傳動 .北京：北京理工大學出版社， 2020 曹祥：基于 PLC 三相六拍步進電機的控制系統(tǒng)設計 27 致謝 課程設計結(jié)束了，但我們一起奮斗的精神和這份經(jīng)歷將會成為我們?nèi)松缆飞弦环輰氋F的財富。本課題在選題及進行過程中得到了孔德志老師的悉心指導?？椎轮纠蠋煻啻螏椭覀兎治鏊悸?，開拓視角，在我們遇到困難的時候給予了我們很大的支持和鼓勵。孔德志老師嚴謹求實的治學態(tài)度，堅韌務實的工作精神，將使我們終生受益。在脈寬調(diào)制過程中，我們還得到了劉永華老師的耐心指導和幫助。在此，我們謹向孔德志老師和劉永華老師致以最誠摯的 謝意和最崇高的敬意。