畢業(yè)設(shè)計論文基于plc的步進(jìn)電機(jī)的控制-資料下載頁
2025-06-28 10:30本頁面
【正文】 176。， A相通電時定轉(zhuǎn)子齒展開圖畫圓圈的地方，176。，實(shí)現(xiàn)齒對槽了。磁力線是沿轉(zhuǎn)子N端→A(1)S磁極→導(dǎo)磁環(huán)→A(3)N磁極→ 轉(zhuǎn)子S端→轉(zhuǎn)子N端，成一閉合曲線。當(dāng)A相斷電B相通電時，磁極2產(chǎn)生N極性，吸合離它最近的S極轉(zhuǎn)子7齒，176。，實(shí)現(xiàn)磁極2和轉(zhuǎn)子齒對齒，B相繞組通電定轉(zhuǎn)子齒展開圖如圖5所示，此時磁極3和轉(zhuǎn)子齒有1/4齒距的錯位。依次類推若繼續(xù)按四拍的順序通電，轉(zhuǎn)子就按順時針方向一步一步地轉(zhuǎn)動，176。，176。，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一圈需要360176。/176。=200個脈沖。如圖46所示。在轉(zhuǎn)子S極端也是同樣道理,當(dāng)繞組齒對齒時,176。[5]。圖45 A相通電時定轉(zhuǎn)子齒展開圖圖46 B相繞組通電定轉(zhuǎn)子齒展開圖 驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置，驅(qū)動器的SW1SW3分別設(shè)置為：ON、ON、ON，SW5SW8分別設(shè)置為ON、OFF、ON、ON，即細(xì)設(shè)定為800步/圈。具體參數(shù)參照附錄。 PLC控制步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)最重要的就是要產(chǎn)生出符合要求的控制脈沖。西門子PLC本身帶有高速脈沖計數(shù)器和高速脈沖發(fā)生器，其發(fā)出的頻率最大為10KHz，能夠滿足步進(jìn)電動機(jī)的要求。對PLC提出兩個特性要求：一是在此應(yīng)用的PLC最好是具有實(shí)時刷新技術(shù)的PLC，使輸出信號的頻率可以達(dá)到數(shù)千赫或更高。其目的是使脈沖能有較高的分配速度，充分利用步進(jìn)電機(jī)的速度響應(yīng)能力，提高整個系統(tǒng)的快速性。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)動要求。利用PLC輸出脈沖信號，通過驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。原理框圖如圖47所示：圖47 控制框圖環(huán)形分配程序?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)各相繞組的通電順序進(jìn)行環(huán)形脈沖分配，從而控制接到步進(jìn)電機(jī)兩相繞組的直流電源的依次通、斷，形成旋轉(zhuǎn)磁場，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)各相繞組的通電順序按 ：A+—B+—A—B導(dǎo)通斷開時，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)按A—B+—A+—B 依次導(dǎo)通、斷開時，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，即步進(jìn)電機(jī)可以按兩相四拍工作。每當(dāng)步進(jìn)電機(jī)走一步，環(huán)形脈沖分配程序的步數(shù)減一，當(dāng)步數(shù)減為零時，停止環(huán)形脈沖分配，等待下一次的脈沖輸入。控制部分的由外部開關(guān)決定，：圖48 PLC控制接線圖如圖4410所示圖49 接線實(shí)物圖1圖410 接線實(shí)物圖本設(shè)計希望通過控制PLC的2個開關(guān)實(shí)現(xiàn)以下功能：1）起動電機(jī)，使其實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)10圈后自動停止；2）按反轉(zhuǎn)啟動按鈕，使其實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)10圈后自動停止啟動主程序，則可在此時選擇電機(jī)轉(zhuǎn)動方向，若電機(jī)轉(zhuǎn)動，則無法改變；電機(jī)停止時選擇電機(jī)轉(zhuǎn)動方向，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動到設(shè)定的10圈后，電機(jī)自動停止。本設(shè)計中的輸入/輸出點(diǎn)地址分配地址如表41所示：表41 I/O端口分配表輸入點(diǎn)符號輸出點(diǎn)符號啟動信號START脈沖輸出信號方向選擇信號方向控制信號 控制電機(jī)方向轉(zhuǎn)動。=1，則電機(jī)逆時針轉(zhuǎn)動。=0，電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動。程序如下：//設(shè)置轉(zhuǎn)動方向LDN //若電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)A //且轉(zhuǎn)向開關(guān)置于1S , 1 //逆時針轉(zhuǎn)動LDN //若電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)AN //且轉(zhuǎn)向開關(guān)置于0R , 0 //順時針轉(zhuǎn)動 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圖412圖413 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)計方法和研制過程，包括硬件設(shè)計、軟件設(shè)計以及系統(tǒng)組態(tài)等方面。硬件電路用西門子PLC、驅(qū)動器和步進(jìn)電機(jī)設(shè)計而成。軟件程序用PLC梯形圖和語句表語言寫成。在本次設(shè)計中，利用軟硬件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)工作狀態(tài)的控制。利用PLC輸出的脈沖和方向信號，改變對步進(jìn)電機(jī)繞組的通電方式和通電順序，來準(zhǔn)確控制步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等工作狀態(tài)。通過設(shè)定不同計時器的數(shù)值，來改變步進(jìn)電機(jī)的工作頻率。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)自動化技術(shù)水平，加速了機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。參考文獻(xiàn)[1] 劉順禧，《電氣控制技術(shù)》，北京：北京理工大學(xué)出版社，1995[2] 束長保，《PLC應(yīng)用實(shí)踐》，東南大學(xué)出版社，[3] 張如萍，《 電氣控制與PLC》，無錫科技職業(yè)學(xué)院，2011.[4] 羅宇航主編，《流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計》， 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.[5] 鄧星鐘等編著 《機(jī)電傳動與控制》（第四版）. 華中科技大學(xué)出版社2007年7月第4版[6] 宋伯生編著 《PLC編程理論、算法及技巧》. 機(jī)械工業(yè)出版社 2005年7月[7] 吳作明編著 《PLC開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例詳解》. 北京航空航天大學(xué)出版社 [8] 程明編著 《微特電機(jī)及系統(tǒng)》. 中國電力出版社 2009年6月[9] 李明編著 《電機(jī)與電力拖動》. 電子工業(yè)出版社出版致謝在本次設(shè)計中，機(jī)電學(xué)院的武彩霞老師給我提供了良好的設(shè)計條件和細(xì)心的指導(dǎo)。導(dǎo)師前瞻性的科學(xué)思維、寬廣的專業(yè)知識和兢兢業(yè)業(yè)的工作精神，令我敬佩，使我受益匪淺。在導(dǎo)師的指導(dǎo)和幫助下，我順利地完成了這次設(shè)計任務(wù)，在此向武老師致以最誠摯的感謝！雖然畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)完成了，但是，由于自己所學(xué)的知識有限，在很多方面還不夠全面，我希望在以后的工作和專業(yè)發(fā)展中，導(dǎo)師能繼續(xù)給以指導(dǎo)和幫助。同時，在與機(jī)電學(xué)院的王爽同學(xué)一起做實(shí)驗(yàn)時，早期由于基礎(chǔ)不扎實(shí)，會有很多問題，王爽同學(xué)都耐心的幫助我，在此表示衷心的感謝。最后，我要感謝我的父母在這三年中給予我的默默支持，以及母校無錫科技職業(yè)學(xué)院在這三年中給我提供了舒適的學(xué)習(xí)生活環(huán)境以及濃厚的學(xué)術(shù)氛圍。感謝老師們課堂上激情洋溢的教學(xué)，生活中無微不至的照顧，也感謝同學(xué)們?nèi)陙韺ξ覍W(xué)習(xí)，生活上的幫助。附錄電氣性能說明單位最小值典型值最大值輸出電流A2輸入電源電壓VDC122436控制信號輸入電流mA71016步進(jìn)脈沖頻率KHz100脈沖低電平時間μs5表01 的電氣性能表電流輸出設(shè)定輸出峰值電流（A）SW1SW2SW3ONONONOFFONONONOFFONOFFOFFONONONOFFOFFONOFFONOFFOFFOFFOFFOFF表02 DMD402A 電流輸出設(shè)定表細(xì)分設(shè)定步數(shù)/圈MicroSW5SW6SW7SW82001ONONONON4002OFFONONON8004ONOFFONON16008OFFOFFONON320016ONONOFFON640032OFFONOFFON1280064ONOFFOFFON25600128OFFOFFOFFON表03 DMD402A細(xì)分設(shè)定表輸入信號接口功能符號標(biāo)記功能詳細(xì)說明PLS步進(jìn)脈沖信號下降沿有效，每當(dāng)脈沖由高變低時電機(jī)走一步?！艿碗娖健?≤高電平≤,脈沖寬度DIR方向控制信號改變電機(jī)方向。≤低電平≤,≤高電平≤,脈寬VCC輸入信號光電隔離正端接+5V供電電源，+5V～+24均可驅(qū)動，高于+5V需接限流電阻。EN電機(jī)釋放信號有效（低電平）時關(guān)斷電機(jī)線圈電流，驅(qū)動停止工作，電機(jī)處于自由狀態(tài)。表04
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