PLC步进顺序控制指令的教法
[摘要] 采用实例与教材讲练结合的方法，使学生既有感性的认识又有理性的体会，再以“十字路口交通信号灯”进行完整演示编程方法和步骤，目的是尽快使学生掌握先进的步进顺控指令编程方法。
[关键词] 步进顺控指令编程方法教法
引言：在给学生讲授PLC步进顺控指令的编程过程中，发现普遍存在一种畏难的情绪。因为很多有关PLC编程类的题材大部分偏向讲解“启保停”的编程方法，有关步进顺控编程方法往往都是介绍简单的实例，所举例子也多数是使用单流程和选择性的方法。一般要等程序完毕后才能停机，（当然也有的工艺有这样的要求，若发生非正常情况有的就不能等），而非正常关机的状态下，重新开机时常发生程序错乱，实际上步进顺控编程设计是一种先进的设计方法。它与“启保停”的编程方法比较，其最大的特点是易于阅读，如加于详细的指导，在有一定的基础上被指导者是很容易接受，同时设计周期短、效率高。而一些较为复杂的自动控制也常采用步进顺控指令编程。故高级维修电工掌握该编程方法显的尤为重要。本人在指导高级工步进顺控指令编程过程中，逐步探索总结一些经验。下面就以“十字路口交通信号灯”采用三菱可编程序控制器PLC的步进顺控指令编程实例谈一下指导过程。
一、掌握步进顺控指令编程常用的软元件及其功能
步进顺控指令编程中常用软元件及指令有：状态元件S、步进触点指令STL、置位指令SET、复位指令RST、区间复位指令ZRST、步进返回指令RET、特殊辅助继电器M8002、M8013和其它常用输入、输出软元件及其指令。其中属于步进指令的有STL、RET二个，这些指令一般在”启保停的编程方法”中基本没出现过，学生对其实际并不了解，若单课堂讲解的方法，并不是很快能够掌握。于
是设计了一套实例电路板，配上PLC 、电脑和相关的按钮、接触器等，供学生现场实践后再配合讲解。
1、置位指令SET 、复位指令RST
由学生动手，将图1程序用电脑编写好输入PLC ，进行运行观察。并指出该电路没有自锁回路，当外部
的信号使X1闭合时，置位指令SET 驱动输出继电器线圈Y0闭合，从而驱动外部的接触器闭合。当X1断开时，接触器仍处于接通状态。这就说明SET 指令具有自保持功能，使其维持接通状态。当需要停车时，外部的信号使X2闭合，此时复位指令RST 使输出继电器Y0线圈断开，接触器立即由接通状态变为断开，
并不再吸合。可见RST 具有使线圈断开复位的功能，并维持断开的状态。
2、M8002指令
M8002为初时脉冲继电器，其动合接点在PLC 电源闭合时扫描一个周期。
图2是采用M8002来取代启动用的输入常开接点。学生将该图用电脑编写好程序输入PLC 中，当PLC 转入运行状态时，外部的接触器立即闭合，学生立即感知到它没经过启动这一环节，而是开机通电的瞬间自动闭合的。当外部的信号使X2闭合时，复位指令RST 使Y0线圈断电，从而使外部的接触器立即断开，并不再吸合。要想重新启动只有对电源关机重新启动，才能出现上述现象。这更说明M8002只有在开机的瞬间产生一个周期的脉冲使Y0置位，而过了这时间可以认为它是处于断电状态。
3、状态元件S 、步进触点指令STL 、步进返回指令RET
状态元件S 是用于编制顺序控制指令的一种编程元件，可以用它来代表加
END
RST Y0X2
X1SET Y0图1
SET Y0M8002X2
RST Y0END
图2
工过程的各步，它与步进顺控触点指令STL 配合使用。步进返回指令RET 是用于步进结束的指令，表示状态S 流程结束，用于返回主程序（左母线）的指令。由学生将图3用电脑编写好程序输入PLC 中，投入运行通过学生观察，得出结论后再进行讲解。
当PLC 处于运行状态时，M8002瞬间发出一个扫描周期的脉冲, 置位指令SET 将状态元件S0激活。此时STL S0的常开接点接通。接于Y0的负载被驱动，外接接触器吸合。同时T0开始计时，3S 后T0的常开接点闭合，置位指令SET 将状态元件S20激活。可见S20的激活是受到T0常开接点的制约，这就是所说的转移条件。只有条件满足，步S0才能转移到步S20，此时由步S0控制的外接接触器断开。在这同时STL S20常开接点接通，接于Y1的负载外接接触器吸合。这一点往往是学生迷惑的地方，应指出，在二相连的步序间实行转移时，如果步的后
面都是OUT 指令时，在转换的过程中，意味着前一步的结束，后一步的开始。此时电路已结束。在结束电路的末端应设置RET 指令，要求学生删除RET 指令。一删除立即出现“程序语法错误”，PLC 不执行指令。可见末端一定要设置RET 指令，但不要每一步都设置。同时应指出，梯形图中STL S0（或STL S20）在接通的状态下，可视为左母线移到了STL S0（或STL S20）的常开接点的右侧，形成了临时小母线，所以在与状态元件的右侧相连的起始触点，要使用
END
RET
Y1
Y0T0 K30
SET S20
T0
S0
SET S0
M8002图3
S20
LD、LDI指令，若是线圈则直接用OUT指令。这一点应给于特别的强调，以免在后续的编程时出错。图3要想重新启动只有对电源关机并重新启动。
二、在编程过程中难于理解的问题及有关停车方法
1、置位与不置位的区别
置位与不置位的区别，往往是学生学习时的难点，最容易忽略和出错的地方。图3与图4的区别在于：图4中的Y0采用置位指令SET，而在图3中则采用的
是线圈输出指令OUT，其它则一样。将
指令输入PLC就会发现，图3中的Y0
与Y1是采用线圈输出，KM1与KM2之
间产生了切换。而图4则3S后转移到
S20步，Y0的负载KM1仍保持着吸合，
并由于STL S20接通，接于Y1的负载
被驱动，外接接触器KM2立即吸合，实
质是二个接触器（或Y0、Y1输出线圈）
先后闭合并同时都保持着吸合。应强调
图4之所以与图3不同，主要是Y0采
用的是置位方法，应特别注意。同时它
也是停车时必须要考虑的问题。
2、ZRST指令、自由停车、循环运行
图5是一个较完整的步进顺控梯形图，将程序输入PLC并运行观察。然后进行讲解。
其工作过程是：当PLC置于运行状态时，M8002瞬间产生一个脉冲，将状态元件S0置位，并把S20---S21状态元件进行复位。同时STL S0常开接点被接
通，若X1没有信号，PLC则处于待机状态。X1在这里就是所说的原点条件，只要满足原点条件（即外部的启动按钮或限位开关，一旦闭合）X1的常闭接点闭合，置位指令SET将S20置位。STL S20的常开接点被接通，接于Y0后的负载KM1被驱动吸合。同时定时器T0线圈接通开始计时，3S后定时器T0常开接点闭合，SET将S21置位。此时接于Y0的负载KM1停机。而STL S21常开接点被接通，接于Y1的负载KM2被驱动吸合。在这同时定时器T1线圈接通开始计时，3S后承担转移条件的定时器T1常开接点闭合，接通了状态元件S20的线圈，此时步被转移第三梯级的STL S20开始了循环运行。当然步也可以转移到第二梯级的STL S0位置，进入待机状态。此时应提醒学生步向上或向下隔位转移时，应采用OUT指令，而不采用SET置位指令，这一点学生往往容易忽略。若要停车，按下外部停止按钮X0的常开接点接通，此时运行在任意位置的状态元件都被复位，使PLC处于待机状态。按常理运行的设备应有急停机设置，在设置停机功能时应考虑到输出继电器Y有没有置位运
行，如果有也应对其进行复位，否则被置位的
元件是停不下来。这一点往往也是学生所考虑
不到的问题。而有的设备则应考虑停机后复位
于原点的问题，这些可由学生自行探讨。
三、状态流程图
状态流程图是描述控制系统的动作过程、功
能和特性的一种图形。它不涉及具体的技术细
节，但它却可在不同专业的人员之间进行技术交流；它是设计PLC顺序控制程序的有力工具。状态流程图如图6所示：
也
可
以
转
移
到
S
图6
它主要由状态任务、状态转移条件和状态转移方向组成。例：有二台电动机，第一台开机3S后自动停机，紧接着第二台启动，经过3S第二台自动停机，同时第一台又自动开机，如此循环运行。分析要求，可以发现二台电动机的运行，有先有后，运行的先后并循环均受定时器T0和T1的制约。它们分别各工作一个周期，其工作的顺序又是相连的阶段。这样就可把它看成二道不同的工序相连，或者如编程语言所说的由二个状态组成，用状态元件S20、S21表示，如图单框中所示。而在S20的上方有用双框所显示的则是初始状态（用S0---S9）的表示，初始状态一般是处于等待起动命令时用。每一个顺序功能图至少应有一个初始状态，与初始状态并行横线是停车复位设置。状态是由上至下或从左至右运行过程，用直线将它们有向连接起来。如S20步到S21步中间的短横线表示转移的条件（这里是以定时器为转移条件），只有条件满足，状态才能从上一步转移到下一步，与步横向连线，如S20所对应的是Y0、T0其所表示的含义是当系统运行到S20时，称该步为活动状态，相应Y0、T0动作被执行。同理运行到S21时该步则变为活动状态（而S20则处于不活动状态，相应的步被停止执行），相应的Y1、T1被执行。其转换条件是T1，条件一旦满足将转向S20状态，进入循环过程。根据需要步也可以转入S0完成了单流程工作并处于待机状态。图5的梯形图，就是根据图6状态流程图转化而来。要求学生掌握状态流程图的绘制及它们间的转换。
四、步进顺控指令编程与步骤
1、PLC在步进顺控指令自动控制编程中，常用的编程方法有单流程、选择性流程和并行性流程的编程方法，至于选用那一种编程方法由工艺控制要求决定。但不管采用那一种方法编程，其方法和步骤大体如下：
①根据控制要求，列出PLC的I/O分配表，画出PLC接线图。
②将整个工艺控制过程按工作先后步骤进行分解，每一步对应一个状态，每一个状态的动作要求和作用心中要有数，并根据条件确定转移和转移方向。
③画出控制系统的流程图。
④将流程图转换为梯形图。
2、编程实例
例：十字路口交通信号灯控制系统，其要求如下；启动SB1开关合上后，南北红灯亮30S，同时东西绿灯亮25S后，闪烁3S灭，东西黄灯亮2S，然后，东西红灯维持30S，同时南北绿灯亮25S后，闪烁3S灭，南北黄灯亮2S。如此循环。按SB2，系统停止运行。要求用步进顺控指令编程。编程过程如下：先将工作要求整理成如下表所示，理清思路。
表1 信号灯控制的具体要求如下表：
观察表1可以发现，该线路实际为东西、南北二路并列运行的照明线路，如东西路绿灯亮25S后，转为闪烁3S，又切换为黄灯亮2S, 紧接着红灯亮30S。而南北的红灯先亮30S，转为绿灯亮25S，又转为绿灯闪烁3S，最后黄灯亮2S，二路灯在总时间上刚好吻合，它适合采用并行性分支流程的编程方法。确定了编程方法，后面的编程思路就可围绕它展开。步骤如下：
（1）列出I/O分配表、画出PLC接线图。
表2 I/O分配表
图7 十字路口交通信号灯控制系统的接线图
南北黄灯
南北绿灯面北红灯东西红灯
东西黄灯东西绿灯FX2N
FU2
COM
Y4Y5
Y3Y2
Y1Y0
HL6HL5HL4HL3HL1HL2COM
X0X1
PE
N L V
~220V
FU1SB2
SB1图8 流程图
K300K250K30K20
（2）将整个工艺控制流程按工作先后步骤进行分解，每一步对应一个状态。每一个状态的动作要求和作用做到心中有数，并确定转移条件和转移方向。
按步进顺控编程要求，每一个顺序流程图至少应有一个初始状态，故将S0设为初始状态。初始状态一般是处于等待启动命令（或停止复位）时用，其后
往往是启动按钮，所以无法实现自动循环，为此应增设循环起始S10状态。同时将二路并列运行从这里进行分支。第一分支：东西路，用状态S20，该状态动作为绿灯亮25S(Y0)，转移条件为定时器T0；用状态S21, 控制绿灯闪烁3S(Y0)，转移条件为T1，设状态S22为黄灯亮2S(Y1)，转移条件为T2，设状态S23为红灯亮30S （Y2），转移条件为T3，使状态S24进入等待汇合。第二分支：南北路用状态S30，该状态动作为红灯亮30S(Y3)，转移条件为定时器T4；用状态S31, 控制绿灯亮25S(Y4)，转移条件为T5，设状态S32为绿灯闪烁3S(Y4)，转移条件为T6，设状态S33为黄灯亮2S （Y5），转移条件为T7，使状态S34进入等待汇合。状态S24、S34汇合后转移S10进入循环。
（3）按上述思路，画出控制系统的流程图。
在图8流程图中，学生最容易迷惑的是分支与汇合的问题。
应给于解析：分支的含义是在状态S10后，将电路分为二条支路
同时工作，分别运行状态S24
和状态S34进入等待和汇合的过程，然后转入状态S10进入循环过程
（4）将流程图转换为梯形图。
在跟学生讲解的过程中，用中文标示如上图9所示的方法，在每一个地方进行标注，指出分支、汇合时的梯形图处理，并解析M8013为每秒发一脉冲形成闪烁控制（也可以要求学生采用定时器等其它方法，进行对闪烁电路的修改）。
图9 梯形图
X0停止
返回
END
分支合并T7
转移条件T7 K20
Y5南北黄灯定时
南北黄灯
Y4T6 K30M8013(脉冲)
转移条件
T6
T6南北绿灯闪烁定时
T5
转移条件
T5 K250
Y4南北绿灯定时
南北绿灯
T4
Y3T4 K300
转移条件
南北红灯定时
南北红灯第二分支东西红灯定时
东西红灯
东西黄灯定时
东西黄灯
转移条件
转移条件
转移条件
东西绿灯闪烁定时
M8013(脉冲)
转移条件
东西绿灯定时
T3
T2
T1
T1T0
T3 K300
Y2T2 K20
Y1Y0
T1 K30T0 K250
Y0东西绿灯第一分支
第二分支
第一分支
并行分支启动
区间复位RET SET S10
S34
S24SET S34S33
S32
SET S33
S31
SET S32
SET S31
S30
S23
S22
S21
S20
S10S0
X1M8002(初始脉冲)
SET S24
SET S23
SET S22
SET S21
ZRST S10 S34SET S30
SET S20SET S10
SET S0
然后引导学生口述指令，对错误处进行指正。同时要求学生亲自现场接线操作，然后进行线路通电验证。
五、结束语
自从采用实例电路，进行实践与讲解相结合的指导方法，学生的学习兴趣有了很大程度的提高。通过实物观察系统的运行，则使学生有深刻的感触，在其过程增加些简单易懂的练习，普遍很快就能领会、熟练掌握常用编程指令及其功能。所以在随后较难的的编程例子如：小车装卸料自动往返控制、机械手模拟控制、剪床自动控制等的编程训练中，学生均能独立完成课题。收到了极其良好的效果，也达到了教学的目的。
参考文献:
[1] 梁耀光、余文烋主编，《现代电工新技术教程》，广东省职业技能鉴定指导中心，2005，8；
[2]《可编程序控制器及其应用》第二版，中国劳动社会保障出版社，2007，3。
1、主程序先正转，等到正转完了就中断，中断中接通个辅助触点（），当闭合，住程序中的反转开始运做。这样子就OK了。 2、用PTO指令让OR 高速脉冲，另一个点如做方向信号，就可以控制正反转了，速度快慢就要控制输出脉冲周期了，周期越短速度越快，如果你速度很快的话请考虑缓慢加速，不然它是启动不了的，如果方向也变的快的话就要还做一个缓慢减速，不然它振动会蛮厉害，而且也会失步。 3、程NETWORK 1 // 用于单段脉冲串操作的主程序（PTO） // 首次扫描时，将映像寄存器位设为低 // 并调用子程序0 LD R 1 CALL SBR_0 NETWORK 1 // 子程序0开始 LD MOVB 16#8D SMB67 // 设置控制字节： // - 选择PTO操作 // - 选择单段操作 // - 选择毫秒增加 // - 设置脉冲计数和周期数值 // - 启用PTO功能 MOVW +500 SMW68 // 将周期设为500毫秒。 MOVD +4 SMD72 // 将脉冲计数设为4次脉冲。 ATCH INT_0 19 // 将中断例行程序0定义为 // 处理PTO完成中断的中断。 ENI // 全局中断启用
PLS 0 // 激活PTO操作，PLS0 =》 MOVB 16#89 SMB67 // 预载控制字节，用于随后的 // 周期改动。 NETWORK 1 // 中断0开始 // 如果当前周期为500毫秒： // 将周期设为1000毫秒，并生成4次脉冲 LDW= SMW68 +500 MOVW +1000 SMW68 PLS 0 CRETI NETWORK 2 // 如果当前周期为1000毫秒： // 将周期设为500毫秒，并生成4次脉冲 LDW= SMW68 +1000 MOVW +500 SMW68 PLS 0序注释 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关PLC产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城。
PLC控制步进电机的实例(图与程序) ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，X1闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！
·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。 ·V+，GND：为驱动器直流电源端子，也有交流供电类型。 ·A+，A-，B+，B-分别接步进电机的两相线圈。
顺序功能图，亦称功能流程图或状态转移图，是一种图形化的功能性说明语言，专用于描述工业顺序控制程序，也是 IEC61131-3的标准编程语言。使用它可以对具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程，一些高档的PLC提供了用于SFC编程的指令，但一些低档的 PLC并不支持SFC编程语言。 顺序功能图主要由“状态”和“转移”等基本元素组成。通过这些基本元素的不同组合，可以表达各种各样的复杂顺序控制逻辑，控制规律的表达简洁明了。 状态有时也称步，是系统一个相对稳定的阶段，在这阶段内系统的参量保持不变。系统的参量一旦发生变化，则认为系统转移到了一个新的状态。状态包括初始状态和工作状态，一个系统至少要有一个初始状态，初始状态用双线矩形框表示，工作状态用矩形框表示，工作状态一般都有相对应的动作。每个状态都有一个编号，通常用PLC内部的状态元件来保存状态。 当系统的参量发生变化到了一个新的状态，则认为系统状态发生了转移。转移由连接两个状态之间的有向线段和垂直于此线段的短横线段组成，短横线段表示发生转移的条件。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有 10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关PLC产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/8614247509.html,。
物理与电子工程学院 《PLC原理与应用》 课程设计报告书 设计题目：基于PLC的电动机顺序起动/停止控制设计专业：自动化 班级：XX 学生姓名:XX 学号:XXXX 指导教师：XX 2013年12月17日
物理与电子工程学院课程设计任务书 专业：自动化班级： 2班
本文介绍了基于电力拖动的3台电动机的顺序启动停止的设计方案。我们运用其原理的思路是：用三套异步电机M1、M2和M3，顺序启动、停止控制电路是在一个设备启动之后另一个设备才能启动运行的一种控制方法，常用于主、辅设备之间的控制，我们使用了PLC进行控制，当按下SB1时，电动机M1会立即启动，而M2会延迟几秒启动，再延迟几秒M3启动。当按下SB2时。电动机M3会停止，而M2会延迟几秒钟停止，再延迟几秒M1会停止。用PLC进行控本设计两台电动机的顺序启动/停止可以运用到生活的各个方面这也充分体现了PLC在当今社会对生活的重要之处。本设计在顺序控制的基础上采用PLC对电动机的控制通过合理的选择和设计提高了电动机的控制水平使电动机达到了较为理想的控制效果。根据顺序功能图的设计法联系到现实做出了本设计两台电动机顺序启动/停止控制的PLC系统设计。 关键词：接触器；PLC控制；顺序启停
1 课程设计背景 (1) 1.1 课程设计的定义 (1) 1.2 课程设计的目的及意义 (1) 1.3 可编程逻辑控制器简介 (1) 2 基于PLC的电动机顺序起动/停止控制设计的硬件设计 (3) 2.1 控制对象及要求 (3) 2.2 硬件选型 (3) 2.3 系统I/O分配 (4) 2.4 PLC端子接线图 (5) 3基于PLC的电动机顺序起动/停止控制设计的软件设计 (5) 3.1 编程软件介绍 (5) 3.2 程序流程图 (8) 3.3程序调试 (8) 4心得体会 (8) 参考文献 (9) 附录 (10)
摘要: 设计一种基于PLC的步进电机控制系统, 通过微型变速箱将步进电机角位移转化为直线位移, 进而带动直线 伸缩机构运行。该系统结构简单、性能稳定、经济价值和使用效果突出, 能够满足毫米级精确位移的使用需求。 关键词: PLC; 步进电机; 驱动器; 脉冲；方向。 目录 第1章绪论 (1) 1.1 设计背景 (1) 1.2 系统设计的任务 (3) 1.3 本章小结 (3) 第2章步进电机及PLC简介 (4) 2.1 步进电机简介 (4) 2.2 PLC的发展概述 (8) 2.3 PLC技术在步进电机控制中的应用 (8) 2.4 本章小结 (10) 第3章PLC控制步进电机工作方式的选择 (11) 3.1 常见的步进电机的工作方式 (11) 3.2 步进电机控制原理 (12) 3.3 PLC控制步进电机的方法 (12) 3.4 PLC控制步进电机的设计思路 (13)
3.5 本章小结 (15) 第4章FX2N控制步进电机硬件设计 (16) 4.1 三菱FX2nPLC的介绍 (16) 4.2 步进电机的选择 (18) 4.3 步进电机驱动电路设计 (20) 4.4 PLC驱动步进电机 (21) 4.5步进电机驱动器的使用说明 (22) 4.6 I/O接线图 (24) 4.7 本章小结 (25) 第5章控制系统的程序设计 (26) 5.0 本设计相关指令介绍 (26) 结论 (31) 参考文献 (32) 致谢 (33) 附录 (34)
第1章绪论 1.1 设计背景 步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机，传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。可是在人类社会进入自动化时代的今天，传统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制系统的要求。为适应这些要求，发展了一系列新的具备控制功能的电动机系统，其中较有自己特点，且应用十分广泛的一类便是步进电动机。 步进电动机的发展与计算机工业密切相关。自从步进电动机在计算机外围设备中取代小型直流电动机以后，使其设备的性能提高，很快地促进了步进电动机的发展。另一方面，微型计算机和数字控制技术的发展，又将作为数控系统执行部件的步进电动机推广应用到其他领域，如电加工机床、小功率机械加工机床、测量仪器、光学和医疗仪器以及包装机械等。任何一种产品成熟的过程，基本上都是规格品种逐步统一和简化的过程。现在，步进电动机的发展已归结为单段式结构的磁阻式、混合式和爪极结构的永磁式三类。爪极电机价格便宜，性能指标不高，混合式和磁阻式主要作为高分辨率电动机，由于混合式步进电动机具有控制功率小，运行平稳性较好而逐步处于主导地位。最典型的产品是二相8极50齿的电动机，步距角1.8°／0.9°（全步／半步）；还有五相10极50齿和一些转子100齿的二相和五相步进电动机，五相电动机主要用于运行性能较高的场合。到目前，工业发达国家的磁阻式步进电动机已极少见[1]。 步进电动机最大的生产国是日本，如日本伺服公司、东方公司、SANYO DENKI 和MINEBEA及NPM公司等，特别是日本东方公司，无论是电动机性能和外观质量，还是生产手段，都堪称是世界上最好的。现在日本步进电动机年产量（含国外独资公司）近2亿台，德国也是世界上步进电动机生产大国。德国B.L.公司1994年五相混合式步进电动机专利期满后，推出了新的三相混合式步进电动机系列，为定子6极转子50齿结构，配套电流型驱动器，每转步数为200、400、1000、2000、4000、10000和20000，它具有通常的二相和五相步进电动机的分辨率，还可以在此基础上再10细分，分辨率提高10倍，这是一种很好的方案，充分运用了电流型驱动技术的功能，让三相电动机同时具有二相和五相电动机的性能。与此同时，日本伺服公司也推出了他们的三相混合式步进电动机。该公司阪正文博士研制了三种不同的永磁式三相步进电动机，即HB型（混合式）、RM性（定子和混合式
毕业论文(设计) 2010－2011学年度 机电工程系系机电一体化专业 班级班学号 课题名称两台电动机顺序控制的PLC系统学生姓名 指导教师 20010年12月2日
目录 课题、摘要、关键词---------------------------------------- 3 1. 电动机的选择、维护及常见故障---------------------------------- 3 1.1电动机的选型------------------------------------------------- 3 1.2电动机的维护------------------------------------------------ 4 1.3 电动机常见故障---------------------------------------------- 4 2.PL C特点------------------------------------------------------- 4 3. 两台电动机顺序控制PLC方案的选择-------------------------------- 6 4. 两台电动机顺序控制的运行原理、参考程序及梯形图指令表-------------- 7 4.1两台电动机顺序控制的运行原理------------------------------- 7 4.2两台电动机顺序控制的电路图----------------------------------- 7 4.3两台电动机顺序控制的梯形图-------------------------------- 7 4.4两台电动机顺序控制的梯形图指令表程序------------------------- 8 4.5两台电动机顺序控制的梯形图指令表---------------------------- 9 4.6两台电动机顺序控制的参考------------------------------------9 小结----------------------------------------------------------10 参考文献-------------------------------------------------------10 致谢----------------------------------------------------------12
PLC 控制步进电机的接法与实例程序 ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S 控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX 系列PLC 单元能同时输出两组100KHZ 脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A 点停止，X1闭合动作到B 点停止，接线图与动作位置示
例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A 点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D 8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！ ·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。
P L C控制步进电机的实例(图与程序)
PLC控制步进电机的实例(图与程序) ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，X1闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。
·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！ ·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。
PLC顺序控制设计法编制梯形图的四种方式 季汉棋 江苏省盐城市中等专业学校224005 摘要：本文通过一个实例,归纳总结了顺序控制设计法四种编程方式的思路和特点,并对它们进行了比较。 关键词：PLC,梯形图,顺序控制,起保停电路,步进梯形指令,移位寄存器,置位复位指令。 可编程控制器PLC外部接线简单方便,它的控制主要是程序的设计,编制梯形图是最常用的编程方式,使用中一般有经验设计法,逻辑设计法,继电器控制电路移植法和顺序控制设计法,其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法,功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。这是一种先进的设计方法,对于复杂系统,可以节约60%--90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准（GB6988.6—86）。有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是：起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。本文以三菱公司F1系列PLC为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。 例如：某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是：当回转工作台不转且钻头回转时,若传感器X400检测到工件到位，钻头向下工进Y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关X401时，计时器T450计时，4秒后快退Y431到上接近开关X402,就回到了原位。功能表图见图1。 一、使用起保停电路的编程方式 起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。 二、使用步进梯形指令的编程方式 步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器S来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令SET置位，
Plc200控制电机 这是网上擂台的题目：一台电动机要求在按下起动按钮后，电动机运行10秒，停5秒，重复3次后，电动机自动停止。同时设置有手动停机按钮和过载保护。编写梯形图控制程序。PLC可以随便选用，要有相关说明。注意：要有PLC控 制电路和I/O分配表。 1、硬件选择：一台PLC(S7-200)、一个交流接触器Z0（控制电机运行）、2个 按钮开关(SB1、SB2)及1个过流继电器(FR)，电路图如下：（不包括粉色虚线 框部分） 2、编程：用不同思路，可编出几种不同的控制方案，都可实现该项目要求。（1）、最简单的编程方案，就是选用5个通电延时定时器：其3个定时10秒，用于电机启动运行，另2个定时5秒，使电机停。具体编程也有二种方式，见下图：
上图中的方案一与方案二，同用5个定时器，完成同样的功能。 方案一是这样编程：按下启动按钮（I0.0），使断开。在此过程中，M0.0、MO. 2、M0.4都是10秒的导通时间，用它们去控制Q0.7，其彼此间隔时间为5秒（即M0.1、M0.3的通导时间）。?8?1延时?8?1M0.0=1，T101得电开始延时， 延时10秒，T101吸合使M0.1=1、M0.0=0，使T101断电，而T102得电开始延时，5秒后T102得电吸合，使M0.2=1，M0.1=0。。。直到T105得电 方案二是这样编程：按下启动按钮（I0.0），使 M0.0=1，T101得电开始延时，延时10秒，T101吸合，使T102得电开始延时，延时5秒，T102吸合，使T10 3得电开始延时。。。直至T105得电延时，延时10秒后动作，使M0.0=0，M0. 0=0使T101—T105皆断开，程序结束。用M0.0的常开触点与T101的常闭触点 串联，用T102的常开触点与T103的常闭触点串联，用T104的常开触点与T10 5的常闭触点串联，三者再并联后去驱动Q0.7，可达到同样的控制作用， 由上图可见，由于编程方法不同，其方案二用的指令比方案一少，显然：方案 二优于方案一。 （2）、用二个定时器(T101、T102)和一个字节存储器(MB1)编程也可实现同样 功能： 按下启动按钮，使MB1=0、M0.0=1，M0.0=1使T101得电开始延时，10秒T101 吸合使T102得电吸和，延时5秒，T102吸合，其常闭点断开，使T101、T102 失电断开，T101又得电延时。。。形成振荡器，T102每吸合一次，使MB1加1，
洛阳理工学院 课题设计 三台电动机的顺序启动 班级：B140432 专业：电气工程及其自动化 姓名：吴勇（B14043227) 指导老师：吕光
三台电动机的顺序启动 摘要 本设计运用三台电动机的连续或间歇运动来输送各种轻重不同的物品，既可输送各种散料，也可输送各种纸箱、包装袋等单件重量不大的件货，用途广泛。它的控制形式也多种多样，本设计运用plc制，由于PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优点，是目前工业自动的首选控制装置，故本设计中采用PLC集中控制的办法，本设计中利用PLC简单可视化的程序，采用了手动的控制方式。 设计要求; （1）某一生产线有7台电机，分别由M1、M2等电动机拖动， （2）自动控制时，按下SB20按钮，机器人的供给指令（Y0)被置为ON。在机器人完成移动部件并返回出发点后给指令（Y0)被置为OFF.当操作面板上的X24被置为ON,传送带正传。 关键词: PLC 电动机继电保护
目录 前言 (2) 第一章 plc概况 (3) 第二章设计方案 (4) 2．1 PLC控制 (4) 2．2控制要求 (4) 第三章硬件的设计 (5) 3．1 PLC选型 (5) 3．1．1 PLC的特点 (5) 3.1．2 PLC的组成结构 (5) 3．2主回路 (6) 3．2．1 热继电器 (7) 3．2．2空气开关 (7) 3．2．3接触器 (7) 3.2.4 电动机 (7) 第四章软件的控制设计 (8) 4．1控制要求 (8) 4．1．1 设计的控制要求 (8) 4．1．2I/O接线图 (8) 4．1．3 I/O分配表 (9) 4. 2程序设计流程图 (10) 4．2．1根据逻辑表达式梯形图绘制出梯形图 (11) 4. 2. 2仿真图形 (13) 4．3 系统调试及问题解决 (13) 第五章设计总结 (14) 心得体会 (14)
PLC顺序控制设计法编制梯形图的四种方 式 季汉棋 江苏省盐城市中等专业学校224005 摘要：本文通过一个实例,归纳总结了顺序控制设计法四种编程方式的思路和特点,并对它们进行了比较。 关键词：PLC,梯形图,顺序控制,起保停电路,步进梯形指令,移位寄存器,置位复位指令。 可编程控制器PLC外部接线简单方便,它的控制主要是程序的设计,编制梯形图是最常用的编程方式,使用中一般有经验设计法,逻辑设计法,继电器控制电路移植法和顺序控制设计法,其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法,功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。这是一种先进的设计方法,对于复杂系统,可以节约60%--90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准（GB6988.6—86）。有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是：起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。本文以三菱公司F1系列PLC为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。 例如：某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是：当回转工作台不转且钻头回转时,若传感器X400检测到工件到位，钻头向下工进Y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关X401时，计时器T450计时，4秒后快退Y431到上接近开关X402,就回到了原位。功能表图见图1。 一、使用起保停电路的编程方式 起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。 二、使用步进梯形指令的编程方式
P L C控制步进电机的实例(图与程序) ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，X1闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！
·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。 ·V+，GND：为驱动器直流电源端子，也有交流供电类型。 ·A+，A-，B+，B-分别接步进电机的两相线圈。
PLC控制步进电机应用实例 基于PLC的步进电机运动控制 一、步进电机工作原理 1. 步进电机简介 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单 2. 步进电机的运转原理及结构 电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A…与齿5相对齐，（A…就是A，齿5就是齿1） 3. 旋转 如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力，以下均同）。如B相通电，A，C相不通电时，
齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。如A相通电，B，C相不通电，齿4与A 对齐，转子又向右移过1/3て 这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。如按A，C，B，A……通电，电机就反转。由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 步进电机的静态指标术语 拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半步）。 4. 步进电动机的特征 1) 运转需要的三要素：控制器、驱动器、步进电动机
PLC 控制步进电机的应用案例1（利用PLSY 指令） 任务： 利用PLC 作为上位机，控制步进电动机按一定的角度旋转。控制要求：利用PLC 控制步进电机顺时针2周，停5秒，逆时针转1周，停2秒，如此循环进行，按下停止按钮，电机马上停止（电机的轴锁住）。 1、系统接线 PLC 控制旋转步进驱动器，系统选择内部连接方式。 2、I/O 分配 X26——启动按钮，X27——停止按钮；Y1——脉冲输出，Y3——控制方向。 3、细分设置 在没有设置细分时，歩距角是1.8 0，也即是200脉冲/转，设置成N 细分后，则是200*N 脉冲/转。假设要求设置5细分，则是1000脉冲/转。 4、编写控制程序 控制程序可以用步进指令STL 编写，用PLSY 指令产生脉冲，脉冲由Y1输出，Y3控制方向。 5、脉冲输出指令（PLSY ）的使用 PLSY K1200D1Y0 [S1.] [S2.][D.]X10 Y0 脉冲输出指令PLSY 用来产生指令数量的脉冲。[S1.]用来指定脉冲频率（2~20000Hz ）， [S2.]指定脉冲的个数（16位指令的范围为1~32767，32位指令则为1~2147483647）。如果指定脉冲数为0，则产生无穷多个脉冲。指定脉冲输出完成后，完成标志M8029置1。如上图所示，当X10由ON 变为OFF 时，M8029复位，停止输出脉冲。若X10再次变为ON 则脉冲从头开始输出。 注意：PLSY 指令在程序中只能使用一次，适用于晶体管输出类型的PLC 。
6、控制流程图 S0 S20 S21 S22 S23 M8002 X26 启动 （M0）正转 M8029 （T0 K50）停5秒 T0 （M1） （Y3）反转 M8029 （T1 K20）停2秒 T1 7、梯形图程序（参考）
实验名称：步进电机正反转的PLC控制 一、实验目的 了解步进电机运转的基本原理和步进电机控制系统的基本组成，熟练运用梯形图语言进行编程，掌握用PLC控制系统控制步进电机正反转的方法。 二、实验要求 1)通过查找相关资料和教师讲解了解步进电机运转的基本原理和步进电机 控制系统的基本组成； 2)以实验室西门子SIMATIC S7-200为硬件设备，认识掌握用PLC控制系统 控制步进电机正反转的方法； 3)学习STEP7-Micro/WIN4.0软件，运用梯形图语言进行编程。 三、实验设备 1)西门子SIMATIC S7-200 PLC硬件系统 2)西门子SIMATIC S7-200 PLC编程软件STEP7-Micro/WIN4.0 3)SH全系列步进电机驱动器SH-3F075 四、实验原理 1、PLC控制系统I/O分配表
2、PLC电气接线图 24 伏 电 源 步 进 电 机 步 进 电 机 驱 动 器 7-200 图1 PLC电气接线图 3、程序代码（梯形图） 图2 电机停止梯形图 (1)按下停止键，I0.0接通，脉冲输出功能关闭，电机停止。
图3 电机正转梯形图 (2)按下正转键，I0.1接通，方向电平复位，脉冲输出功能PWM输出脉冲周 期为2000um，脉宽为1000um的脉冲，电机正转。 注：寄存器说明 SM77.0 PWM update cycle time value 0 = no update; 1 = update cycle time SM77.1 PWM update pulse width time value 0 = no update; 1=update pulse width SM77.3 PWM time base select 0 = 1 us/tick; 1 = 1ms/tick SM77.4 PWM update method: 0 = asynchronous update, 1 = synchronous update SM77.6 PWM mode select 0 = selects PTO; 1 = selects PWM SM77.7 PWM enable 0 = disables PWM; 1 = enables PWM SMW78 ：PWM cycle time value (range: 2 to 65535) SMW80 ：PWM pulse width value (range: 0 to 65535)
1.引言 可编程序控制器，是集计算机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，简称PLC。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。 以PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优点，是目前工业自动化的首选控制装置。故本设计中采用PLC集中控制的办法，利用PLC 简单可视化的程序，对3台电动机实现顺序起停控制，可以通过手动实现，也可以通过延时实现自动起停控制，延时时间可以在线设置，并通过指示灯显示各电动机的运行状态。本设计广泛应用在港口、电厂、煤矿、钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业的生产线。既可以运送散状物料，也可以运送成件物品。还可应用于装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动机械。 通过本设计对所学的PLC知识综合巩固应用，巩固练习运用组态软件及组态设计，提高对PLC控制系统的设计、安装和调试能力。 2. PLC选型
FX1S控制步进电机的实例(图与程序) 此主题相关图片如下，点击图片看大图： ·采用绝对位置控制指令(DRVA)，大致阐述FX1S控制步进电机的方法。由于水平有限，本实例采用非专业述语论述，请勿引用。 ·FX系列PLC单元能同时输出两组100KHZ脉冲，是低成本控制伺服与步进电机的较好选择！ ·PLS+，PLS-为步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-为步进驱动器的方向信号端子。 ·所谓绝对位置控制(DRVA),就是指定要走到距离原点的位置，原点位置数据存放于32位寄存器D8140里。当机械位于我们设定的原点位置时用程序把D8140的值清零，也就确定了原点的位置。 ·实例动作方式：X0闭合动作到A点停止，X1闭合动作到B点停止，接线图与动作位置示例如左图(距离用脉冲数表示)。 ·程序如下图：(此程序只为说明用，实用需改善。) 以下内容为需要回复才能浏览 ·说明： ·在原点时将D8140的值清零(本程序中没有做此功能) ·32位寄存器D8140是存放Y0的输出脉冲数，正转时增加，反转时减少。当正转动作到A点时，D8140的值是3000。此时闭合X1，机械反转动作到B点，也就是-3000的位置。D8140的值就是-3000。 ·当机械从A点向B点动作过程中，X1断开(如在C点断开)则D8140的值就是200，此时再闭合X0，机械正转动作到A点停止。 ·当机械停在A点时，再闭合X0，因为机械已经在距离原点3000的位置上，故而机械没有动作！
·把程序中的绝对位置指令(DRVA)换成相对位置指令(DRVI)： ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X0，则机械正转3000个脉冲停止，也就是停在了原点。D8140的值为0 ·当机械在B点时(假设此时D8140的值是-3000)闭合X1，则机械反转3000个脉冲停止，也就是停在了左边距离B点3000的位置(图中未画出)，D8140的值为-6000。 ·一般两相步进电机驱动器端子示意图： ·FREE+，FREE-：脱机信号，步进电机的没有脉冲信号输入时具有自锁功能，也就是锁住转子不动。而当有脱机信号时解除自锁功能，转子处于自由状态并且不响应步进脉冲。 ·V+，GND：为驱动器直流电源端子，也有交流供电类型。 ·A+，A-，B+，B-分别接步进电机的两相线圈。 此主题相关图片如下，点击图片看大图： PLC技术网(htt)-可编程控制器技术门户 此主题相关图片如下，点击图片看大图： PLC技术网(htt)-可编程控制器技术门户 原作者要求注明出处，我加了，但不是广告，帮主注意了： 来自：https://www.doczj.com/doc/8614247509.html,/ [此
S7-200系列PLC顺序控制指令讲解 顺序控制指令形式 顺序控制指令是PLC生产厂家为用户提供的可使功能图编程简单化和规范化的指令。S7—200 PLC 提供了三条顺序控制指令，它们的STL形式、LAD形式和功能如表7.13所示。 表7.14 顺序控制指令的形式及功能 STL LAD功能操作对象 LSCR bit 顺序状态开始S（位） SCRT bit 顺序状态转移S（位） SCRE 顺序状态结束无 CSCRE 条件顺序状态结束无 从上表中可以看出，顺序控制指令的操作对象为顺控继电器S，也把S 称为状态器，每一个S的位都表示功能图中的一种状态。S的范围为：即S0.0～S31.7。 从LSCR指令开始到SCRE指令结束的所有指令组成一个顺序控制继电器(SCR)段。LSCR指令标记一个SCR段的开始，当该段的状态器置位时，允许该SCR段工作。SCR段必须用SCRE指令结束。当SCRT指令的输入端有效时，一方面置位下一个SCR段的状态器S，以便使下一个SCR段工作；另一方面又同时使该段的状态器复位，使该段停止工作。由此可以
总结出每一个SCR程序段一般有三种功能： (1)驱动处理：即在该段状态器有效时，处理相应的工作；有时也可能不做任何工作； (2)指定转移条件和目标：即满足什么条件后状态转移到何处； (3)转移源自动复位功能：状态发生转移后，置位下一个状态的同时，自动复位原状态。 顺序控制指令的应用 液压动力滑台在自动机床中被广泛采用，这里以液压动力滑台控制为例来说明顺序功能图设计方法以及顺序控制指令的使用方法。 液压动力滑台在实际工作时的运动过程一般是：快进——工进——快退。其运动过程由快进、工进、快退三个电磁阀控制，控制系统PLC各I/O功能及地址分配如表7.15所示。机床液压滑台控制系统如图7.50所示。 表7.15 液压动力滑台控制系统PLC I/O地址分配