電器控制與PLC課程設計五相十拍步進電動機控制程序的設計與調試

鄭州航空工業(yè)管理學院電器控制與PLC課程設計課程設計說明書 2007 級 電氣工程及其自動化 專業(yè) 73 班級 題 目 五相十拍步進電動機控制程序的設計與調試姓 名 學號 指導教師 二一一年 一 月 二十 日五相十拍步進電動機控制程序的設計與調試一、控制要求：1五相步進電動機有五個繞組: A、B、C、D、E ,正轉順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB反轉順序: ABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEABAB2用五個開關控制其工作：1 號開關控制其運行 ( 啟 / 停 )。2 號開關控制其低速運行 (轉過一個步距角需 0.5 秒)。3 號開關控制其中速運行 (轉過一個步距角需 0.1 秒)。4 號開關控制其低速運行 (轉過一個步距角需 0.03 秒)。5 號開關控制其轉向 ( ON 為正轉，OFF 為反轉 )。二、課題要求：1按題意要求, . I/O編址,畫出控制梯形圖。2對梯形圖程序、硬件接線圖加以說明。3. 完成課程設計說明書輸入輸出編址控制步進電機的個輸入開關及控制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地址分配表輸入點輸出點元件名稱符號地址編碼元件名稱符號地址編碼啟/停開關SB1I0.0A繞組AQ0.00.5s低速運行開關SB2I0.1B繞組BQ0.10.1s中速運行開關SB3I0.2C繞組CQ0.20.03s高速運行開關SB4I0.3D繞組DQ0.3控制轉向開關QSI0.4E繞組EQ0.4選擇PLC類型根據上圖的I/O分配表通過查閱手冊選擇S7-200 CPU222基本單元（8入/6出）1臺 PLC外部接線圖PLC外部接線圖的輸入輸出設備、負載電源的類型等的設計就結合系統(tǒng)的控制要求來設定。步進電動機采用五相十拍控制外部接線圖如圖31所示。圖1步進電動機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，可作出步進電機在運行時的程序框圖，如圖32所示。以工作框圖為基本依據，結合考慮控制的具體要求，首先可將梯形圖程序分為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；模塊3：正轉、反轉；模塊4：移位控制功能模塊；模塊:5：A、B、C、D、E五相繞組對象控制。然后，將各模塊進行連接，最后經過調試、完善、實現控制要求。首次選擇步進速度啟/停正轉或反轉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步進十拍計數開始 NY 圖2 控制流程圖 梯形圖程序設計步進控制設計采用移位指令進行步進控制。首先指定移位寄存器MW0，按照五相十拍的步進順序，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，電機前進一個布距角（一拍），完成十拍后重新賦初值其中M1.2、M1.3、M1.4、M1.5、M1.6和M1.7始終為“0”。據此，可作出移位寄存器輸出狀態(tài)及步進電機正反轉繞組的狀態(tài)真值表，如表1、2所示。從而得出五相繞組的控制邏輯關系式：正轉時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反轉時A相 Q0.0=M1.1+M1.0+M0.7+M0.6+M0.0B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)及步進電機繞組狀態(tài)真值表（正轉）移位寄存器MW0正轉M1.1M1.0M0.7M0.6M0.5M0.4M0.3M0.2M0.1M0.0ABCDE100000000011100010000000001100001000000001110000100000000110000010000000111000001000000011000000100010011000000010010001000000001011001000000000111000表2 移位寄存器輸出狀態(tài)及步進電機繞組狀態(tài)真值表（反轉）移位寄存器MW0反轉M1.1M1.0M0.7M0.6M0.5M0.4M0.3M0.2M0.1M0.0ABCDE100000000011000010000000011001001000000010001000100000010011000010000000011000001000000111000000100000110000000010001110000000001001100000000000111100 梯形圖設計 啟停使用單按鈕控制。梯形圖設計如下，首先，按SB2(SB3或SB4)初次選擇一種步進速度， 五相步進電動機的速度由定時器T33控制，把三個值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，電機開始轉動，且定時器開始計時，到設定值時，T33得電動作，移位寄存器值右移一位，C21計數一次，然后T33重新計時。計數十次后動作C21使移位寄存器重新賦值，依次循環(huán)。QS控制正反轉，ON時I0.4得五相步進電動機正轉，OFF時 I0.4失電五相步進電動機為反轉。再按一下SB1，C20動作，M20失電，C21復位電機停止轉動。 語句表 設計總結通過這次設計實踐。我學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質，在沒有做實踐設計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視。在課程設計過程中我了解到，PLC并不是一門單一的編程技術，它是一門系統(tǒng)專業(yè)課程。PLC可以廣義的認為是一臺背嵌入操作系統(tǒng)的高可靠性PC機。首先需要精深PLC本身的編程語言梯形圖、語句表語言。達到這個水平你只能讀懂編好的程序，并可以設計一些工程需要程序。在一些大型程序中還需要用到數據庫的知識，PLC入門很快但要不斷進取努力。最后感謝在大學三年半期間，傳授我知識的老師們，感謝在學習和生活上給予我?guī)椭耐瑢W們，沒有他們的幫助就沒有我今天的成績。參考文獻1張萬忠，劉明芹.電氣與plc控制技術.北京:化學工業(yè)出版社，20032程子華，PLC原理與實例分析.北京:國防工業(yè)出版社，20063廖常初，PLC編程及應用.北京: 機械工業(yè)出版社，20054高欽和，可編程控制器應用技術及其設計實例.北京:高等教育出版社，20045李緩，PLC原理與應用.北京：北京郵電大學出版社，20056 林明星，電氣控制及可編程序控制器M .北京：機械工業(yè)出版社，20047 周淑珍、高鴻斌, PLC分析與設計應用.北京：電子工業(yè)出版社，20048 王玉中, 電氣控制及PLC應用技術.河南：河南科學技術出版社，20069 孫平, 可編程序控制器原理及應用，北京：高等教育出版社，200310 張新軍,電氣控制與PLC技術及應用.濟源：濟源職業(yè)技術學院出版社，200611 張進秋主編.可編程控制器原理及應用實例M.北京：機械工業(yè)出版社，200412 江秀漢、湯楠主編.可編程序控制器原理及應用.西安：西安電子科技大學出版，20013 陳新華主編.電工技術與可編程序控制器實踐.北京：機械工業(yè)出版社，200214 賀哲榮，石帥軍 流行PLC實用程序及設計 西安電子科技大學出版社15 阮友德 電氣控制與PLC實訓教程 人民郵電出版社16 宋君烈 可編程控制器實驗教程 東北大學出版社17 李俊秀 可編程控制器應用技術 化學工業(yè)出版社