【正文】 鑒于本人的水平有限，本論文可能存在不足的地方，希望各位老師可以包含，對(duì)你們的指正我會(huì)非常感激。設(shè)計(jì)中，我得到了張孔昭，周航等同學(xué)的悉心指導(dǎo)和鼓勵(lì)，衷心感謝他們。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)整個(gè)大學(xué)期間學(xué)習(xí)情況的檢驗(yàn)，為我以后走向工作崗位奠定了一定的基礎(chǔ)。導(dǎo)師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、精益求精的治學(xué)態(tài)度、細(xì)心的指導(dǎo)使我在這幾個(gè)月的學(xué)習(xí)生活獲益良多，必將終身受用。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)。利用PLC輸出的時(shí)序脈沖和方向信號(hào)，改變對(duì)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)。軟件程序用PLC梯形圖語言寫成。結(jié)語在激光體積檢測系統(tǒng)傳送裝置控制中，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。圖42電機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)仿真圖圖42的與圖41功能相似，只是此時(shí)電機(jī)的運(yùn)行方向處于反向。然而由于條件有限目前只對(duì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的開關(guān)，正反轉(zhuǎn)等功能進(jìn)行仿真、調(diào)試。第四章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果本項(xiàng)目搭建體積測量系統(tǒng)的傳送控制系統(tǒng)，采用PLC控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送帶的速度調(diào)節(jié)和開關(guān)控制。 :01=自由口協(xié)議； :010=波特率為9600bps；:0=每字符八位， :00=無校驗(yàn)。 LD MOVB 9, SMB30以上代碼功能是：CPU 處于TEMP狀態(tài) =0，CPU 處于RUN狀態(tài) =1，用來在RUN狀態(tài)下啟動(dòng)自由口通訊。SMD58 專門用來存儲(chǔ)HSC2當(dāng)前計(jì)數(shù)值。每一個(gè)高速計(jì)數(shù)器使用之前必須使用HDEF指令，而且只能使用一次。HSC指令用這些控制位來組態(tài)HSC的。LD R , 255 R , 255 FILL +0, VW200, 50 以上代碼功能是：, ， 清零存儲(chǔ)器V200VB298LD MOVB 16F8, SMB57 以上代碼功能是：對(duì)高數(shù)計(jì)數(shù)器HSC2進(jìn)行初始化，具體功能為：激活HSC2，可更新CV（計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值），可更新PV（預(yù)設(shè)值），計(jì)數(shù)可改變方向，正向計(jì)數(shù)。LD O AN AN AN = 以上代碼說明：當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)控制信號(hào)輸入端 ，且此時(shí)沒有輸入有效的停止（）信號(hào)和電機(jī)反轉(zhuǎn)()信號(hào)，那么電機(jī)將處于正轉(zhuǎn)()狀態(tài)。LD T33SCRT SCRE以上代碼功能是：再經(jīng)過定時(shí)器T33定時(shí)30ms后使順控狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令SCRT有效。隨著傳送帶的傳動(dòng)，物品慢慢移動(dòng)，當(dāng)掃描儀檢測到信號(hào)2（即激光光目恰好離開物品的一瞬間）將產(chǎn)生一個(gè)下降沿(ED)信號(hào)。此時(shí)啟動(dòng)啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)器(HSC2)， CH2，VD200的信號(hào)。具體描述如下：: 復(fù)位信號(hào)有效電平,0=高電平有效；1=低電平有效: 啟動(dòng)信號(hào)有效電平,0=高電平有效；1=低電平有效: 倍率選擇,0=4*（4倍率）；1=1*（1倍率）: 計(jì)數(shù)方向控制位,0=計(jì)數(shù)減；1=計(jì)數(shù)加: 向HSC寫入計(jì)數(shù)方向,0=不更新；1=更新: 向HSC寫入新的預(yù)設(shè)值,0=不更新；1=更新: 向HSC寫入新的當(dāng)前值,0=不更新；1=更新: 使能HSC,0=高電平有效；1=低電平有效SMD58HSC2當(dāng)前計(jì)數(shù)值的設(shè)置。SMB30CPU處于RUN狀態(tài)下，SMB30（對(duì)PORT0）置01（設(shè)置控制字），完成自由口模式的使能，即對(duì)自由通訊口選擇波特率、奇偶校驗(yàn)和數(shù)據(jù)位數(shù)。從而將計(jì)數(shù)器的內(nèi)容傳送到存儲(chǔ)單元VD200輔助繼電器輔助繼電器存儲(chǔ)變量VD200存儲(chǔ)高數(shù)計(jì)數(shù)器HSC2的計(jì)數(shù)脈沖VD300存儲(chǔ)VD200的數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)。執(zhí)行菜單命令“HELP”→“CONTENTS”進(jìn)入幫助窗口，借助目錄瀏覽器尋找需要的幫助主題，窗口中的檢索部分提供了按字母順序排列的主題關(guān)鍵詞，可以查找與某一關(guān)鍵詞有關(guān)的幫助。程序中的特殊點(diǎn)可以通過輸入符號(hào)名或地址快速查找。使用這一工具生成的符號(hào)表可供所有應(yīng)用程序使用，所有工具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)參數(shù)的變化。STEP 7專業(yè)版的編程語言包括S7SCL（結(jié)構(gòu)化控制語言）、S7GRAPH（順序功能圖語言）、S7 HIGRAPH和CFC，這四種語言對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)版是可選的。 STEP7的編程功能STEP 7的標(biāo)準(zhǔn)版只配置了3種基本的編程語言[20]，梯形圖（LAD）、功能塊圖（FDB）和語句表（STL）、復(fù)制和粘貼功能。PC/PPI其實(shí)就是一根RS485/RS232的匹配電纜。 STEP7的硬件接口STEP7與windows操作系統(tǒng)的通訊方式[23]有3種： 通過PC/PPI多主站電纜直接連接； 通過帶有MPI電纜的通信處理器卡連接； 通過一塊MPI和配套的電纜相連接。STEP 7用SIMATIC管理器對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集中管理，它可以方便地瀏覽SIMATIC SMC7和WINAC的數(shù)據(jù)。STEP 7具有以下功能：硬件配置和參數(shù)設(shè)置、通信組態(tài)、編程、測試、啟動(dòng)和維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷功能等。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(shí)，停止環(huán)形脈沖分配，等待下一次的脈沖輸入。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于步進(jìn)電機(jī)是電感性負(fù)載，直流電阻很小，故接限流電阻以免脈沖電流過大損壞，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)各相繞組的通電順序按 ：…A—AB—B—BC—C—CA—A…導(dǎo)通斷開時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。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。一是在此應(yīng)用的PLC最好是具有實(shí)時(shí)刷新技術(shù)的PLC，使輸出信號(hào)的頻率可以達(dá)到數(shù)千赫芝或更高。如下圖所示：圖211步進(jìn)電機(jī)的PLC直接控制 PLC驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)西門子PLC[20]本身帶有高速脈沖計(jì)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(dòng)機(jī)的要求。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(gè)系統(tǒng)的快速性。對(duì)PLC提出兩個(gè)特性要求。有以上步進(jìn)電機(jī)的工作原理以及工作方式我們可以看出：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。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。步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量與輸入脈沖個(gè)數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與單位時(shí)間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)(即脈沖頻率)成正比，其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的各相繞組的相序有關(guān)。用PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)也具有良好的控制能力，利用其高速脈沖輸出功能或運(yùn)動(dòng)控制功能，現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。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。即把轉(zhuǎn)子位置傳感器，減速齒輪等和電動(dòng)機(jī)本體綜合設(shè)計(jì)在一起，這樣使其能方便地組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，因而具有更加優(yōu)越的控制性。隨著電動(dòng)機(jī)本身應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及各類整機(jī)的不斷小型化，要求與之配套的電動(dòng)機(jī)也必須越來越小。C 時(shí)，7分種/月擴(kuò)展模塊的數(shù)量7 個(gè)模塊最大的數(shù)字量 I/O256定時(shí)器總數(shù)256 定時(shí)器 1 ms4 定時(shí)器（T0,T32,T64,T96） 10 ms16 定時(shí)器(T1~T4,T33~T36,T65~T68,T97~100)100 ms236 定時(shí)器(T5~T31,T37~T63,T96~T95,T101~T255)計(jì)數(shù)器總數(shù)256 計(jì)數(shù)器(C1~C255) 布爾量執(zhí)行速度 每條指令傳送字的執(zhí)行速度34μs 每條指令定時(shí)器/計(jì)數(shù)器執(zhí)行速度50μs ~ 64μs 每條指令電源電源電壓允許范圍 ~ VDC(一般取24V)輸入電流 僅 CPU / 最大負(fù)載120/900 mA，24 VDC+5 V 擴(kuò)展I/O模塊電源 (最大)660 mA24 VDC 傳感器電源輸出電壓范圍 ~ VDC隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展[18]，其功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制、順序控制的范圍。（1） （2）圖210 CPU224外觀和尺寸圖該型號(hào)中央處理單元（CPU）的數(shù)據(jù)概述：1) CPU 常規(guī)規(guī)范表25 CPU 常規(guī)規(guī)范參數(shù)模塊稱及描述尺寸 W x H x D（mm）重量功耗電流供應(yīng)+5DC+2DCCPU 224 DC/DC/DC14輸入/10輸出 x 80 x 62360g7W660mA280mA2) CPU224技術(shù)規(guī)范表26