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1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電器控制與PLC課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 2007 級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化 專業(yè) 73 班級(jí) 題 目 五相十拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試姓 名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 二一一年 一 月 二十 日五相十拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試一、控制要求：1五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有五個(gè)繞組: A、B、C、D、E ,正轉(zhuǎn)順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB反轉(zhuǎn)順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB2用五個(gè)開關(guān)控制其工作：1 號(hào)開關(guān)控制其運(yùn)行 ( 啟 / 停 )。2 號(hào)開關(guān)控制其低速運(yùn)行 (轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 0.5 秒)。3 號(hào)開關(guān)控制其中速運(yùn)行 (轉(zhuǎn)過一個(gè)步
2、距角需 0.1 秒)。4 號(hào)開關(guān)控制其低速運(yùn)行 (轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 0.03 秒)。5 號(hào)開關(guān)控制其轉(zhuǎn)向 ( ON 為正轉(zhuǎn)，OFF 為反轉(zhuǎn) )。二、課題要求：1按題意要求, . I/O編址,畫出控制梯形圖。2對(duì)梯形圖程序、硬件接線圖加以說明。3. 完成課程設(shè)計(jì)說明書輸入輸出編址控制步進(jìn)電機(jī)的個(gè)輸入開關(guān)及控制A、B、C、D、E五相繞組工作的輸出端在PLC中的I/O編址如表1所示。表1 I/O地址分配表輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)元件名稱符號(hào)地址編碼元件名稱符號(hào)地址編碼啟/停開關(guān)SB1I0.0A繞組AQ0.00.5s低速運(yùn)行開關(guān)SB2I0.1B繞組BQ0.10.1s中速運(yùn)行開關(guān)SB3I0.2C繞組CQ0.20.0
3、3s高速運(yùn)行開關(guān)SB4I0.3D繞組DQ0.3控制轉(zhuǎn)向開關(guān)QSI0.4E繞組EQ0.4選擇PLC類型根據(jù)上圖的I/O分配表通過查閱手冊(cè)選擇S7-200 CPU222基本單元（8入/6出）1臺(tái) PLC外部接線圖PLC外部接線圖的輸入輸出設(shè)備、負(fù)載電源的類型等的設(shè)計(jì)就結(jié)合系統(tǒng)的控制要求來(lái)設(shè)定。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用五相十拍控制外部接線圖如圖31所示。圖1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用五相十拍控制外部接線圖 控制流程圖由于上述具體控制要求，可作出步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)的程序框圖，如圖32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為4個(gè)模塊進(jìn)行編程，即模塊1：步進(jìn)速度選擇；模塊2：起動(dòng)、停止；模塊3：
4、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)；模塊4：移位控制功能模塊；模塊:5：A、B、C、D、E五相繞組對(duì)象控制。然后，將各模塊進(jìn)行連接，最后經(jīng)過調(diào)試、完善、實(shí)現(xiàn)控制要求。首次選擇步進(jìn)速度啟/停正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)位移寄存器賦初值低速中速高速發(fā)出位移脈沖執(zhí)行位移位移輸出控制電機(jī)步進(jìn)十拍計(jì)數(shù)開始 NY 圖2 控制流程圖 梯形圖程序設(shè)計(jì)步進(jìn)控制設(shè)計(jì)采用移位指令進(jìn)行步進(jìn)控制。首先指定移位寄存器MW0，按照五相十拍的步進(jìn)順序，移位寄存器的初值見表2。表2 移位寄存器初值 M1.1 M1.0 M0.7 M0.6 M0.5 M0.4 M0.3 M0.1 M0.01 0 0 0 0 0 0 0 0每右移1位，電機(jī)前進(jìn)一個(gè)布距角（一拍），完成十拍后
5、重新賦初值其中M1.2、M1.3、M1.4、M1.5、M1.6和M1.7始終為“0”。據(jù)此，可作出移位寄存器輸出狀態(tài)及步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)繞組的狀態(tài)真值表，如表1、2所示。從而得出五相繞組的控制邏輯關(guān)系式：正轉(zhuǎn)時(shí)A相 Q0.0=M1.1+M0.3+M0.2+M0.1+M0.0B相 Q0.1=M1.1+M1.0+M0.7+M0.1+M0.0C 相Q0.2=M1.1+M1.0+M0.7+M0.6+M0.5D相 Q0.3=M0.7+M0.6+M0.5+M0.4+M0.3E相 Q0.4= M0.5+M0.4+M0.3+M0.2+M0.1反轉(zhuǎn)時(shí)A相 Q0.0=M1.1+M1.0+M0.7+M0.6+M0.0B
6、相 Q0.1=M1.1+M1.0+M0.2+M0.1+M0.0C相 Q0.2=M0.4+M0.3+M0.2+M0.1+M0.0D相 Q0.3=M0.6+M0.5+M0.4+M0.3+M0.2E相 Q0.4=M1.0 +M0.7+M0.6+M0.5+M0.4表1 移位寄存器輸出狀態(tài)及步進(jìn)電機(jī)繞組狀態(tài)真值表（正轉(zhuǎn)）移位寄存器MW0正轉(zhuǎn)M1.1M1.0M0.7M0.6M0.5M0.4M0.3M0.2M0.1M0.0ABCDE10000000001110001000000000110000100000000111000010000000011000001000000011100000100000001
7、1000000100010011000000010010001000000001011001000000000111000表2 移位寄存器輸出狀態(tài)及步進(jìn)電機(jī)繞組狀態(tài)真值表（反轉(zhuǎn)）移位寄存器MW0反轉(zhuǎn)M1.1M1.0M0.7M0.6M0.5M0.4M0.3M0.2M0.1M0.0ABCDE100000000011000010000000011001001000000010001000100000010011000010000000011000001000000111000000100000110000000010001110000000001001100000000000111100 梯形圖設(shè)計(jì)
8、 啟停使用單按鈕控制。梯形圖設(shè)計(jì)如下，首先，按SB2(SB3或SB4)初次選擇一種步進(jìn)速度， 五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度由定時(shí)器T33控制，把三個(gè)值50、10、3分別送到VW100可得到低速、中速、高速三種速度。再按SB1，M2.0得電，移位寄存器賦初值，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，且定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，到設(shè)定值時(shí)，T33得電動(dòng)作，移位寄存器值右移一位，C21計(jì)數(shù)一次，然后T33重新計(jì)時(shí)。計(jì)數(shù)十次后動(dòng)作C21使移位寄存器重新賦值，依次循環(huán)。QS控制正反轉(zhuǎn)，ON時(shí)I0.4得五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，OFF時(shí) I0.4失電五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為反轉(zhuǎn)。再按一下SB1，C20動(dòng)作，M20失電，C21復(fù)位電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 語(yǔ)句表 設(shè)計(jì)總結(jié)通
9、過這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視。在課程設(shè)計(jì)過程中我了解到，PLC并不是一門單一的編程技術(shù)，它是一門系統(tǒng)專業(yè)課程。PLC可以廣義的認(rèn)為是一臺(tái)背嵌入操作系統(tǒng)的高可靠性PC機(jī)。首先需要精深PLC本身的編程語(yǔ)言梯形圖、語(yǔ)句表語(yǔ)言。達(dá)到這個(gè)水平你只能讀懂編好的程序，并可以設(shè)計(jì)一些工程需要程序。在一些大型程序中還需要用到數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)，PLC入門很快但要不斷進(jìn)取努力。最后感謝在大學(xué)三年半期間，傳授我知識(shí)的老師們，感謝在學(xué)習(xí)和生活上給予我
10、幫助的同學(xué)們，沒有他們的幫助就沒有我今天的成績(jī)。參考文獻(xiàn)1張萬(wàn)忠，劉明芹.電氣與plc控制技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社，20032程子華，PLC原理與實(shí)例分析.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，20063廖常初，PLC編程及應(yīng)用.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，20054高欽和，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)及其設(shè)計(jì)實(shí)例.北京:高等教育出版社，20045李緩，PLC原理與應(yīng)用.北京：北京郵電大學(xué)出版社，20056 林明星，電氣控制及可編程序控制器M .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20047 周淑珍、高鴻斌, PLC分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，20048 王玉中, 電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).河南：河南科學(xué)技術(shù)出版社，200
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