可编程序控制器PLC课程设计
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步进电机控制刀具库中刀具的取放控制可编程序控制器实训
福州大学至诚学院
本科生课程设计
题 目： 可编程序控制器实训
姓 名：
学 号：
系 别： 电气工程系
专 业： 电气工程及其自动化
年 级：
指导教师：
目 录
1. 课程设计任务书………………………………………………2
2. 实训项目实施方案及实现……………………………………3
3. 调试中的问题与解决方法-------------------------------------------13
4. 心得体会………………………………………………………13
5. 参考文献………………………………………………………13 1. 课程设计任务书
1.1课程设计任务一：步进电机控制
要求：
设计一个三相双三拍环形分配器控制脉冲进而控制步进电机运行。
该程序应具有：
1．能实现电机正反转驱动控制
2．频率控制分四档：快速、中速、慢速、单步
3．可实现定步控制。
说明：
步进电机是电流在线圈中按顺序切换而使电机转轴作步矩式转的电机 。切换是由输入驱动的脉冲信号来完成的，每给驱动电路一个脉冲，电机转轴就按要求旋转一定的角度。故这种电机可以用输入的脉冲数来控制电机的转角，并且转速由脉冲的频率决定。
步进电机可分为3相、4相、5相线圈型等，对于步进电机还有三种励磁方式：
1、相励磁：通常按顺序依次激励一个线圈。
2、双相励磁：通常按顺序依次激励两个线圈（本实验用本励磁方式）见下图。
3、单——双相励磁：它是上面两种方法的综合，其特点是高分辨率：
1 2 3 4 5 6
S1 1 1 0 0 1
S2 1 1 1
S3 0 0 0 1 1 1
一个周期
表中的S1、 S2 、S3 分别为步进电机三相激励线圈A、B、C的控制开关。
1.2 课程设计任务二：刀具库中刀具的取放控制
要求：
按请求键PO1—PO6后，控制转盘转动，到所需刀具位置后转盘停转，取刀具、使用完（3秒钟）放回刀具，等待下一次请求。
1、 程序开始运行时初始位为S1位置；
2、 刀具的取放过程中不响应外部请求信号；
3、 根据请求位的位置系统自动判断并以最小距离的方向运行；
说明：
1、PLC输入信号：
PO1、P02、P03、P04、P05、P06分别为1、2、3、4、5、6号刀具请求信号输出插孔 DJS1
刀具库实验区计数脉冲信号
2、PLC 输出信号：
DJTD 转盘运行（或停止） DJZF 转盘正、反控制信号
QFD 刀具取（放）控制信号（“1”取刀具，“0”放刀具）
实验仪刀具库实验区如图1-1：
图1-1 刀具库实验区图 2. 实训项目实施方案及实现
2.1步进电机控制
2.1.1 I/O分配表（如表1）
表1 I/O分配表
输入 输出
快速 I0.01 A相线圈 Q:100.01
中速 I0.02 B相线圈 Q:100.02
慢速 I0.03 C相线圈 Q:100.03
单步 I0.04
停止 I0.05
启动 I0.06
转向 I0.07
定步 I0.08
2.1.2.PLC外部接线图
图2-1 PLC外部接线图
2.1.3、程序流程图
2.1.4、梯形图程序启动
按速度按钮
使D0赋值
按定步键 产生定时脉冲
循环移位
正转 反转键？
反转
按停止键 按单步键
走50步 单步运行
停止 2.2 刀具库中刀具的取放控制
2.2.1.I/O分配表（如表2）
表2 I/O分配表
输入 输出
DJS1 I:0.00 DJTD Q:100.00
P1 I:0.01 DJZF Q:100.01
P2 I:0.02 QFD Q:100.02
P3 I:0.03
P4 I:0.04
P5 I:0.05
P6 I:0.06
2.2.2.PLC外部接线图
图2-8 PLC外部接线图
2.2.3、程序流程图
图2-9 刀具库刀具取放流程图
2.2.4、梯形图程序： 上电D1
赋初值
按钮赋值到D0
D0-D1=D2
D2>3
D2<3 6-D2=D2
反转 正转 D1-D0=D2
D2<3 6-D2=D2 D2>3
正转 反转
取刀
放刀
结束 D0>D1?
Y N
D0=D1 3、调试中的问题与解决方法
3、1步进电机控制中的问题：
1、相同输出线圈两次使用，反转不能实现。将反转条件放在输出线圈前，使线圈只使用一次，问题得以解决。
2、移位寄存器的循环问题无法解决。先考虑用比较指令，与0比较后输入1给寄存器，但这样会出现全为0的输出，后改用置位的办法使问题得以解决。
3、移位寄存器复位时出错。经检查后是由于用于复位的开关之前被断开了，将移位寄存器放在新的条中，使开关与母线相连,问题得以解决。
3、2刀具取放控制中的问题：
1、按下按键后转盘无法运转。运行信号未给，在运行线圈前加上启动开关，转盘就能正常启动了。
2、转盘运行后无法停止。将计数器复位后开关接到启动线圈前，问题得以解决。
3、转盘运行步数总是慢一拍。经检查是由于先复位后才赋值，将指令顺序对调,程序修改成先赋值后复位后问题得以解决。
4、由于算法出现错误，转盘运行方向及步数有错。经过反复推敲修改调试，使计算方法变正确。
5、按相邻的按键不转动。通过添加上分指令解决。
4.心得体会
在步进电机控制任务中使用了循环移位的方法使程序较为简练，而且使用了高速计时器产生较高频率的脉冲以改变电机的转速，较好的实现了功能要求。但在刀具取放控制的任务中，思路混乱给编程造成困难，程序设计的不够合理，所以应该吸取教训，在写程序之前应先充分构思清楚，达到事半功倍的效果。
编程时遇到很多困难不能解决，想了很久也找不到错误所在，而大多数错误往往是一些细节上的问题，说以应该静下心来，仔细的检查，一定不能马虎、心急。
经过两周的PLC实训，对PLC编程有了进一步的理解，学会了编写一些实用的PLC程序，学到了不少知识。
5.参考文献
1、刘涳. 常用低压电器与可编程序控制器 . 西安电子科技大学出版社 2007.5
2、网络资源
