【正文】 LC普及與系列化階段。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有PLC結(jié)構(gòu)形式取得了市場(chǎng)認(rèn)可，得以迅速發(fā)展。1970—1980年，PLC結(jié)構(gòu)定型階段?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)”。1987年2月，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）頒布的可編程控制器（PLC）標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。1968年，美國(guó)GM（General Motors）公司首次公開招標(biāo)要求制造商為其裝配線提供一種新型的通用程序控制器，并提出了著名的十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，即著名的“GN十條”。汽車生產(chǎn)流水線的更換越來(lái)越頻繁，原有的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)就經(jīng)常需要重新設(shè)計(jì)安裝，這不但造成巨大浪費(fèi)，而且新系統(tǒng)的安裝費(fèi)時(shí)，從而延長(zhǎng)了汽車的設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期。到了20世紀(jì)60年代以后，美國(guó)汽車制造業(yè)為適應(yīng)市場(chǎng)需求不斷更新汽車型號(hào)，要求及時(shí)改變相應(yīng)的加工生產(chǎn)線。該系統(tǒng)存在一些缺陷。由用戶編寫程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，再通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出（I/O）來(lái)控制各種生產(chǎn)過(guò)程。本系統(tǒng)采用FX2N系列PLC作為控制單元，通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)有以下功能：1. 步進(jìn)電機(jī)的啟?？刂?．步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制3. 步進(jìn)電機(jī)的加速控制4. 步進(jìn)電機(jī)的減速控制5. 步進(jìn)電機(jī)通電方式改變的控制第二章 PLC概述 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展可編程控制器PC（Programmable Controller）是由美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)（NEMA）命名的，但是PC又可表示為個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer），為了區(qū)別，人們常把可編程控制器稱為PLC（Programmable Logic Controller）。，為更簡(jiǎn)捷完善的多軸位置控制的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，對(duì)位置理論及其實(shí)現(xiàn)、位置控制在實(shí)際工程的應(yīng)用都有很大的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。 本文的主要目的及意義，對(duì)三菱系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、系統(tǒng)配置和梯形圖編程進(jìn)行一次嘗試，為今后的更好地開發(fā)三菱系統(tǒng)的工程應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。 ，利用三菱系統(tǒng)高速、大存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)靈活等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了更簡(jiǎn)便的數(shù)控位置的PLC控制。 本文的工作目的及意義畢業(yè)設(shè)計(jì)做了以下工作：，包括PLC及步進(jìn)電機(jī)的主要應(yīng)用，實(shí)際的需求。PLC 控制的步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)應(yīng)用于組合機(jī)床自動(dòng)生產(chǎn)線上的數(shù)控滑臺(tái)控制，可省去該單元的數(shù)控系統(tǒng)，使該單元的控制系統(tǒng)成本降低70%~90%，甚至只占用自動(dòng)線控制單元 PLC的3~5 個(gè) I/O 接口及小于1KB的內(nèi)存?？删幊炭刂破鳎ê?jiǎn)稱 PLC）以其通用性強(qiáng)、可靠性高、指令系統(tǒng)簡(jiǎn)單、編程簡(jiǎn)便易學(xué)、易于掌握、體積小、維修工作少、現(xiàn)場(chǎng)接口安裝方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè) 自動(dòng)控制中。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛?；旌鲜讲竭M(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式步進(jìn)電機(jī)和反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但噪聲和振動(dòng)都很大。同時(shí)通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的，目前比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR)、永磁式步進(jìn)電機(jī)(PM),混合式步進(jìn)電機(jī)(HB)和單相式步進(jìn)電機(jī)等。也就是說(shuō):當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)就按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電控制中一種常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的原理是通過(guò)對(duì)每相線圈中的電流和通電順序切換來(lái)使電機(jī)作步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、永磁材料技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成就。無(wú)論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是在日常生活中，都大量地使用著各種各樣的電動(dòng)機(jī)。通過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，比如它的結(jié)構(gòu)非常緊湊，它的功能很多，穩(wěn)定性強(qiáng)，速率較快，最主要的是它的價(jià)位不高，因此不管是目前還是今后的很長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi)，該系統(tǒng)都能夠發(fā)揮出非常明顯的意義，它的存在必將帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步。當(dāng)前時(shí)期，該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)水平以及運(yùn)算速率等都明顯的強(qiáng)化了，此時(shí)已經(jīng)不再是單純的用來(lái)進(jìn)行邏輯控制了，更多的是用到過(guò)程控制之中。以后市場(chǎng)必然會(huì)高度開放，這已經(jīng)被大多數(shù)生產(chǎn)廠家意識(shí)到了，形成了長(zhǎng)時(shí)期妥協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程，而且這一過(guò)程還在繼續(xù)。工藝在發(fā)展的時(shí)候，生產(chǎn)廠家為了獲得更多的市場(chǎng)份額，不斷展開激烈的競(jìng)爭(zhēng)。近年來(lái)信息技術(shù)發(fā)展很快，用戶對(duì)開放性有著更多的需求，而且此時(shí)的互聯(lián)網(wǎng)也在迅速發(fā)展。大多的品牌都有與它們的設(shè)備相對(duì)應(yīng)的平臺(tái)甚至軟件，將其有效的結(jié)合在一起，能夠顯著的提升系統(tǒng)的綜合服務(wù)能力，而且節(jié)省投資，得到良好的控制體系，目前，PLC+網(wǎng)絡(luò)+IPC+CRT 的模式被大規(guī)模應(yīng)用。PLC 的自診斷占 18％，批量控制占26％，運(yùn)動(dòng)控制占 40％，過(guò)程控制占 58％，應(yīng)用機(jī)械控制占 87％ PLC的應(yīng)用前景PLC制造商通過(guò)收購(gòu)和聯(lián)合大量的軟件企業(yè)和發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前它的應(yīng)用范圍非常廣，比如：通用和專用機(jī)械，汽車制造，機(jī)床與工具，立體倉(cāng)庫(kù)，控制設(shè)備制造、控制與裝置儀表，環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，可編程控制器作為國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的大量領(lǐng)域發(fā)揮十分重要的作用。從技術(shù)上來(lái)看，隨著目前電腦等優(yōu)秀的科學(xué)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到 PLC 上面，因此我們堅(jiān)信不久的將來(lái)，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)算速率更快，容量更加龐大，更為先進(jìn)的產(chǎn)品。隨著工藝不斷發(fā)展，現(xiàn)今它的控制活動(dòng)已經(jīng)能夠從原先的單一化邏輯控制發(fā)展到如今的持續(xù)性控制。這項(xiàng)系統(tǒng)是專門用于工藝生產(chǎn)工作的數(shù)控系統(tǒng)，它把電腦科技和自控工藝等技術(shù)有效的融合在一起，它是目前行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，它的穩(wěn)定性很高。當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)高速發(fā)展的社會(huì)，目前的半導(dǎo)體工藝和電腦科技非常發(fā)達(dá)，PLC 借助這些技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)可以非常好的處理網(wǎng)絡(luò)接口了。本系統(tǒng)具有智能性、實(shí)用性及可靠性的特點(diǎn)。其中，硬件設(shè)計(jì)主要包括步進(jìn)電機(jī)的工作原理、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、PLC的輸入輸出特性、PLC的外圍電路設(shè)計(jì)以及PLC與步進(jìn)電機(jī)的連接與匹配等問(wèn)題的實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)將步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)用于控制數(shù)控機(jī)床滑臺(tái)。使轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個(gè)步距角增量，輸出角位移與輸入脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與輸入脈沖頻率成正比。太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院—畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書基于PLC步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，它廣泛用于打印機(jī)、電動(dòng)玩具等消費(fèi)類產(chǎn)品以及數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療器械等機(jī)電產(chǎn)品中，其在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。研究步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)，對(duì)提高控制精度和響應(yīng)速度、節(jié)約能源等都具有重要意義。步進(jìn)電機(jī)的控制方式簡(jiǎn)單，屬于開環(huán)控制，且無(wú)累積定位誤差，有較高的定位精度，而PLC作為一種工業(yè)控制微機(jī)，是實(shí)現(xiàn)電機(jī)一體化的有力工具，因此基于PLC的步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)已廣泛用于數(shù)字定位控制中。本控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分組成。軟件設(shè)計(jì)包括主程序以及各個(gè)模塊的控制程序，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制。關(guān)鍵詞?。翰竭M(jìn)電機(jī)、PLC、轉(zhuǎn)速控制、方向控制IStepping motor control system based on PLC AbstractWith the development of microelectronics and puter technology, the stepper motor is increasing demanded, which is widely used in printers, electric toys and other consumer products, and CNC machine tools, industrial robots, medical equipment and other electrical machinery products, and is applied in the national economy in various fields. Researching of stepper motor control system to improve the control accuracy and response speed, energy conservation is so important.Stepper motor is a device which will transform electrical pulses into mechanical angular displacement so that Shaft of each pulse to a step angle stepping increment, SO output angular displacement is proportional to the input pulses, speed is proportional to the input pulse speed and speed is proportional to input pulse frequency. Stepper motor control is simple, is openloop control, and no accumulation of positioning error, a high positioning accuracy,and the PLC as an industrial control puter, is a powerful tool for the integration of the motor, Therefore, the stepper motor control based on PLC technology has been widely used for digital positioning control.The control system consists of hardware and software design of two parts. Among them, the hardware design includes the working principle of stepper motor, stepper motor drive circuit design, PLC input and output characteristics, PLC and PLC external circuit connection with the stepper motor and matching Problem. Software design, including the main program and each module of the control program, ultimately realizes on the stepper motor rotation direction and rotation speed control This system has the intelligence, practicality and reliability features.Keywords?。篠tepper motor, PLC, speed control, direction controlII目錄基于PLC步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) I摘要 IStepping motor control system based on PLC IIAbstract II第一章 緒論 1 PLC的發(fā)展及應(yīng)用前景 1 可編程控制器（PLC）的發(fā)展趨勢(shì) 1 可編程控制器（PLC）的應(yīng)用領(lǐng)域 1 PLC的應(yīng)用前景 1 提出問(wèn)題 2 機(jī)床滑臺(tái)類型及控制 3 本文的工作目的及意義 3 本文的主要目的及意義 3 系統(tǒng)功能 4第二章 PLC概述 5 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展 5 PLC的產(chǎn)生及定義 5 PLC的發(fā)展 6 PLC的特點(diǎn)與功能 7 PLC的特點(diǎn) 7 PLC的功能 7 PLC的結(jié)構(gòu) 8 PLC的編程語(yǔ)言 8 梯形圖 9 語(yǔ)句表 11 順序功能圖 11第三章 步進(jìn)電機(jī)概述 12 步進(jìn)電機(jī)工作原理 12 步進(jìn)電機(jī)的特性 12 步進(jìn)電機(jī)的分類 13 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的直流供電電源的確定 13 步進(jìn)電機(jī)使用時(shí)的注意事項(xiàng) 14 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分原理及一些相關(guān)說(shuō)明 14 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 15 18第四章 總體方案設(shè)計(jì) 19 19 19 進(jìn)給方向控制 19 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 PLC控制系統(tǒng)的接地方法 20 20 21 21 步進(jìn)電機(jī)的換向控制 22 本章小結(jié) 22第五章 數(shù)控滑臺(tái)的設(shè)計(jì) 23 23 機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算 23第六章 設(shè)計(jì)硬件電路 36 硬件電路總體分析 36 36 36 38第七章 軟件設(shè)計(jì) 44 可編程控制器（PLC）的工作原理 44 47（PLC）提供的編程語(yǔ)言 47 PLC編程中難點(diǎn)介紹 49 49 49 PLC梯形圖 I/O分配表 50第8章 GX Developer軟件程序模擬運(yùn)行 51 程序運(yùn)行圖文說(shuō)明 51結(jié)論 68附錄 69流程圖 69控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 69參考文獻(xiàn) 71參考資料 71參考論文 72外文文獻(xiàn) 74中文翻譯 78致謝 81第1章 緒論 PLC的發(fā)展及應(yīng)用前景PLC 工藝自從出現(xiàn)一直到今天，已經(jīng)由最初的接線邏輯發(fā)展到了儲(chǔ)存邏輯，目前被大量的應(yīng)用到眾多的行業(yè)之中?？傮w來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)工藝很受行業(yè)人士的喜歡。此外，它還具有強(qiáng)大的抗干擾能力，編程步驟簡(jiǎn)單，而且