下载文档原格式
本文介绍了本实验旨在完成使用PLC（Programmable Logic Controller）控制步进电机的整步运行、正反转运行、快慢速运行以及定位运行。
文中指出本次使用的编程思想主要为模块化设计即为完成任务可对程序划分为主程序及子程序。
由于步进电机需要脉冲来运行，所以本程序使用PTO高速脉冲输出脉冲。
在定位程序中则应用到中断子程序命令。
另外，本文为更好的阐述实验内容，加入了与之前完全不同的方式的对比实验。
在对比试验中则应用计时器来完成步进电机的脉冲产生，另步进电机的各种功能则使用了一般的设计方式来实现。
二者完成完全相同的功能。
关键词：PLC 步进电机 PTO高速脉冲1 实验内容 (1)1.1实验任务 (1)1.2实验要求 (1)2 实验设备 (2)2.1步进电机简介 (2)2.2 PLC简介 (2)3 设计过程 (3)3.1设计思想 (3)3.2程序设计 (4)4 对比实验 (12)4.1对比程序思想 (12)4.2对比程序 (14)谢辞 (15)参考文献 (16)1实验内容1.1实验任务本次实验要求改变PLC脉冲输出信号的频率，实现步进电机的速度控制。
同时按下K1、K2、K3按钮，步进电机进行整步运行。
按下慢/快按钮，电机慢/快速运行。
用PLC 输出脉冲的个数，实现步进电机的精确定位。
在整步运行状态下，设脉冲数为一固定值，并用计数器进行计数，实现电机的精确定位控制。
按下停止按钮，系统停止工作。
1.2实验要求本设计要求使用步进电机。
选用的步进电机为二项混合式，供电电压24VDC，功率30W，电流1.7A，转矩0.35NM，步矩角1.8º/0.9º,并配有细分驱动器，实现细分运行，减少震荡。
本设计要求选用PLC设计出输出频率可变的控制程序，实现对步进电机的速度、方向、定位、细分等控制功能。
本设计旨在培养综合设计能力、创新能力、分析问题与解决问题的能力。
掌握PLC 控制的步进电机控制系统的构成及设计方法；掌握PLC控制程序设计、调试的方法。
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。
毕业设计（论文）报告题目基于PLC的步进电机的控制基于PLC的步进电机的控制摘要：小型PLC在编程，IO扩展，通讯接口，开关量和模拟量的调节以及一些特殊功能模块如高速计数输入和脉冲输出的应用上已经基本满足用户的需求了。
但随着应用需求及关联产品技术性能的提升，PLC将继续得已完善和发展。
本文主要论述了步进电机的原理及驱动方法，并在S7-200 PLC的基础上，对步进电机进行控制。
本设计选用PLC控制两相混合式步进电机，在PLC编程的基础上用按钮开关控制步进电机的启动、正转、反转等基本功能。
关键词：S7-200 PLC 两相混合式步进电机PLC编程Control of stepping motor based on PLCAbstract: In the field of programming, IO expansion, Communication interface, adjustments of switches and simulation and some special function modules such as the application of requirements and related technical performance.This article chiefly discusses the principle and driven approach of the stepping motor, and the S7-200 PLC. The article is about , it can function as:start,positive rotation，inversion.Key words: S7-200 PLC two-phase ，功耗小于25V A。
武汉理工大学华夏学院课程设计报告书题目：可编程控制器系名：信息工程系专业班级：自动化1093姓名：张幸威学号：10212409323指导教师：乔志刚2012 年 1 月 6 日课程设计任务书学生姓名：张幸威专业班级：自动化1093指导教师：乔志刚工作单位：信息工程系自动控制教研室题目：基于PLC的步进电机的开环控制系统设计一．初始条件1.给出步进电机的基本工作原理、工作方式及其控制方法；2.给出实际调试用步进电机的驱动放大电路原理图；3.给出用于系统调试用的S7-300PLC、计算机、调试用步进电机及其驱动放大电路；4.给出PLC的编程软件STEP 7。
二．要求完成的主要任务1. 设计要求⑴根据课程设计指导书给出的步进电机工作原理、工作方式及其控制方法，设计PLC控制系统，要求实现：①在步进电机的单四拍、双四拍、单双八拍工作方式中至少选择一种工作方式进行控制。
②能够实现步进电机的起动和停止、正转和反转及改变转速。
（详细控制要求见课程设计指导书）⑵要求用线性化编程和结构化编程两种编程方法来实现该控制逻辑。
在结构化编程中，同一种通电方式的正反转使用同一个FC，在OB1中调用同一个FC实现正反转控制。
2. 说明书撰写要求内容要求一般要求包括如下内容：⑴目录编制课程设计的目录，目录的各级标题按照章节顺序排列，最多列到三级标题即可，如1.1.1。
⑵引言课程设计正文前的简短介绍。
包括本课题的设计目的、设计的主要过程及主要的设计内容。
⑶电路设计要求画出PLC的输入/输出接线图。
⑷PLC硬件组态要求列出硬件组态表。
⑸PLC编程元件的地址分配首先对输入/输出点进行地址分配，然后对其他编程元件也进行地址分配，如位存储器M，定时器T，计数器C等。
编程中要使用符号地址，所以在OB1中要编辑符号表（包括输入继电器、输出继电器、定时器及位存储器（或叫辅助继电器），在FC1中要编辑变量声明表。
⑹编写控制程序要求：①编写线性化程序；②在结构化编程中分别编制OB1和FC1；③在程序段中添加注释。
基于PLC的步进电机控制系统设计机械电子专业 XXX指导教师 XXX摘要：以德国西门子公司小型可编程逻辑控制器S7—200为中央处理单元，以步进电机作为控制对象。
介绍了PLC的概念原理以及控制的优点，步进电机的概念及工作原理，现状以及发展方向。
PLC 与步进电动机一起结合起来有很高的研究价值与意义。
本文在介绍步进电机控制特点的基础上,重点研究了步进电机的控制策略。
设计了控制系统的硬件方案，并编写了相应的控制流程，测试了实际控制效果，并提出相应的整改措施，达到更加合理高效的目标。
对于使用步进驱动器的步进控制系统，控制器对步进电机的控制关键在于控制脉冲信号的产生。
介绍了使用该控制器产生控制脉冲信号的多种不同实现方法，进而实现对步进电机不同控制方法。
关键词：可编程逻辑控制器；步进电机；控制策略；控制流程The Research Of Stepper Control Method Motor Based On PLCStudent majoring in Machinery and electronics specialty XXXTutor XXXAbstract：With small Germany Siemens S7-200 programmable logic controller of the central processing unit, with stepping motor as control object. This paper introduces the concept of PLC principle and advantage of the control, the concept and working principle of stepper motor, the current situation and development direction. PLC combined with stepper motor has a high research value and significance. In this paper, based on the introduction to the characteristics of the stepper motor control, step motor control strategies are researched. Design the hardware of the control system scheme, and write the corresponding control process, test the actual control effect, and puts forward the corresponding rectification measures, achieve more reasonable and efficient. For using stepper drive stepper control system, the controller of stepper motor control is the key to control the generation of pulse signal. This paper introduces the control using the controller a variety of different implementation methods of the pulse signal, then the method to realize different control the stepper motor.Key words:Programmable logic controller; Stepping motor; The control strategy; Control the process引言伴随着经济的快速发展，科技的日新月异，产品更新换代周期缩短，生产效率有了更高的要求，特别是计算机技术的广泛的推广和普及，信息产业发挥了它无与伦比的优越性和高效性，其中可编程逻辑器件就有了更多的用武之地。
摘要本文主要阐述了三相三拍步进电动机结构和步进电机原理，以及对步进电机的调速和正反转的研究。
采用PLC基本逻辑指令和常用指令的方法对步进电机调速很正反转控制。
步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。
步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其速度与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。
所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序，便可控制步进电机的输出位移量、速度和方向。
步进电机具有较好的控制性能，其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，因而得到了广泛的应用。
SummaryThis paper describes the structure of three-phase three-beat stepper motors and stepper motor principle,and the stepper motor speed control and reversing research. Using PLC basic logic instructions and common method of instruction is reversing the stepper motor speed control.Stepper motor is a pulse signal into a linear displacement or angular displacement of the actuator.The output of the stepper motor displacement is proportional to the number of input pulses,the speed and unit time input pulses (ie pulse frequency)is proportional to its steering and pulse distribution phase stepper motor winding phase sequence of the.So long as the control command pulse number, frequency and phase sequence of the motor windings are energized,the output can be controlled stepper motor displacement, velocity and direction.Stepper motor has good control performance, and its start,stop,reverse and other changes in the way of any operation can be completed within a few pulses, and the availability of high control accuracy,and have been widely used。
课程设计任务书分院信息科学与工程学院专业自动化学生姓名学号设计题目步进电动机的控制内容及要求：1.在步进电机单元完成本课设；2.使用接通延时定时器（TON）完成本次试验；3.进行I/O分配；4.设计I/O接线图；5.完成试验的调试。
进度及安排：1．熟悉步进电机单元（2天）；2. 根据步进电机单元分配I/O接口并进行设计（1天）；3. 按照课程设计要求利用接通延时定时器（TON）设计梯形图，完成设计的要求实现对步进电机的控制（1天）。
4. 编写设计说明书，完成设计书（2天）。
指导教师（签字）：年月日分院院长（签字）：年月日摘要步进电机是一种控制精度极高的电机，一种基于脉冲控制的电气元件在工业上有着广泛的应用。
随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程序控制器有了突飞猛进的发展，其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围，它与计算机有效结合，可进行模拟量控制，具有远程通信功能等。
论文在简要介绍步进电机的工作原理和控制原则之后,对采用可编程控制器（PLC）对步进电机进行控制的设计方法进行了介绍。
实际应用表明了设计的有效性。
本次课程设计根据传统步进电机控制中的不足和缺点,将PLC直接控制技术运用于步进电机的控制。
该系统解决了传统控制技术中的各部分硬件的设计、选型、接口匹配往往要花费设计者一很大的精力和劳动,接口信号的匹配以及各器件的质量等对整个系统的可靠性影响很大等缺点。
根据PLC控制步进电机的控制特点及其原理,把软件控制和硬件电路互相结合起来,形成整体的控制,有效的克服了它们的缺点而发挥了它们的优势。
本文详细阐述了该系统中PLC(西门子)直接控制步进电机的实现方法、系统的各部件的组成、各部件的连接情况。
本文主要介绍了西门子S7-200在步进电机控制方面的应用。
关键词：步进电机；可编程逻辑控制器（PLC）；西门子S7-200目录1 概述 (1)2 可编程逻辑控制器 (2)2.1 PLC的定义 (2)2.2 PLC的功能 (2)2.3 PLC的特点 (3)2.4 PLC的基本组成 (3)2.5 PLC的工作原理 (4)2.6 S7-200PLC系统的基本组成 (5)3 硬件设计 (7)3.1 控制要求 (7)3.2 可编程序控制器的控制系统设计 (7)3.2.1 PLC控制系统的设计原则 (7)3.2.2 PLC控制系统的设计内容及步骤 (7)3.2.3 接通延时定时器（TON） (8)3.3 选择PLC型号 (9)3.3.1 I/O点数的估计 (9)3.3.2 用户存储器容量的估算 (10)3.3.3 CPU功能与结构的选择 (10)3.3.4 机型选择 (10)3.4 系统设计流程示意图 (11)3.5 I/O分配表 (12)3.6 I/O接线 (12)4 软件设计 (13)4.1 程序设计的主要内容 (13)4.2 程序设计的步骤 (13)4.3 设计梯形图 (14)4.3.1 梯形图编程语言概述 (14)4.3.2 梯形图指令程序 (15)4.4 设计语句表 (16)5 调试 (18)6 结束语 (19)参考文献 (20)1 概述可编程逻辑控制器（PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
V ol .37N o.1J an.2021赤峰学院学报(自然科学版)J our nalofChi f eng U ni ver s i t y (N at ur alSci ence Edi t i on)第37卷第1期2021年1月0引言在生产制造流水线中,经常需要使用定位装置或机械手臂等加工设备来实现生产元件的组装,尤其是对于精度要求较高的组装器件,更需要根据控制要求,选取高精度的电机进行精确控制来减小误差。
本设计采用西门子S7-200系列的PLC 来控制步进电机[1,2],西门子S7-200PLC 具有逻辑性强、编程控制简单的特点[3,4],而步进电机可以通过驱动脉冲来控制电机的角度和速度,进而达到了减小误差和精确控制的目的。
1系统总体设计基于PLC 控制的步进电机电路图如图1所示。
控制电路主要由三个部分构成,第一部分是电路的核心处理单元,由西门子S7-200系列PLC 构成,本设计就是通过设置PLC 高速脉冲发生器的参数来产生频率不同的高速脉冲从而实现电机控制;第二部分是由步进电机驱动板构成,步进电机驱动板主要用来给步进电机提供相应的时序电流和驱动电压;第三部分是由步进电机构成的执行机构,有了足够电压和电流的步进电机经过PLC 传输来的不同频率、不同脉冲数的控制信号来达到对自身运行速度及角度的调节,实现了步进电机的驱动。
2系统硬件设计2.1PLC 概述以前,工业控制主要都是人工手动控制,成本高还不稳定。
近年来,越来越多可靠性高,实用性强的智能控制器投入到工业生产中,可以有效减低成本,还可以使工业生产稳定化。
PLC 就是其中优秀可靠的产品之一。
PLC 是一种数字运算智能设备[5],主要由输入模块、中央处理模块、存储器、通信接口模块、输出模块、拓展接口模块、电源等硬件部分组成。
PLC 的核心是中央处理单元,它可以在内部执行各种运算,计时以及计数等操作的指令,并将运算后的指令通过相应的输出接口实现对外部受控单元的控制。
基于PLC步进电机控制系统摘要：随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。
研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。
步进电机是将电脉冲信号变换成机械角位移的一种装置，每个脉冲使转轴步进一个步距角增量，输出角位移与输入脉冲数成正比，转速与输入脉冲成正比，转速与输入脉冲频率成正比。
步进电机的控制方式简单，属于开环控制，且无累积定位误差，有较高的定位精度，而PLC作为一种工业控制微机，是实现电机一体化的有力工具，因此基于PLC的步进电机控制技术已广泛用于数字定位控制中。
本控制系统的设计，由硬件设计和软件设计两部分组成。
其中，硬件设计主要包括步进电机的工作原理、步进电机的驱动电路设计、PLC的输入输出特性、PLC的外围电路设计以及PLC与步进电机的连接与匹配等问题的实现。
软件设计包括主程序以及各个模块的控制程序，最终实现对步进电机转动方向及转动速度的控制。
本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。
关键词：步进电机、PLC、转速控制、方向控制Stepping motor control system based on PLC Abstract:With the development of microelectronics and computer 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 open-loop control, and no accumulation of positioning error, a high positioning accuracy,and the PLC as an industrial control computer, 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: Stepper motor, PLC, speed control, direction control毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
（完整版）基于PLC的步进电动机的控制系统毕业设计基于PLC的步进电动机的控制系统学院：继续教育学院专业：机械设计制造及自动化学生姓名：吴延东指导教师：张辉2014 年8 月毕业设计（论文）答辩成绩评定专业毕业设计（论文）第答辩委员会于年月日审定了班级学生的毕业设计（论文）。
设计（论文）题目：设计（论文）共页。
毕业设计（论文）答辩委员会意见：成绩：专业毕业设计（论文）答辩委员会主任委员（签字）摘要本课题使用PLC为西门子S7-200 CN系列PLC-CPU224XPCN AC/DC/RLY。
其基本情况为：CPU224XPCN，24VDC电源，24VDC 输入，24VDC输出，6ES7 214-2AD23-0XB8，集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。
22K字节程序和数据存储空间，6个独立的高速计数器(100KHz)，2个100KHz的高速脉冲输出，4个上升沿和4个下降沿边沿中断，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O，位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等，是具有模拟量I/O 和强大控制能力的新型CPU，用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
关键词：步进电动机PLC 正反转与加减速控制Ⅰ目录第1章引言 (1)1.1 PLC的介绍 (1)1.2步进电机的介绍 (1)第2章步进电机 (2)2.1步进电机工作原理 (2)2.1.1步进电机结构 (2)2.1.2旋转过程 (4)2.1.3力矩 (5)2.1.4步进电机的分类 (5)3.2 步进电机控制方式及运行方式 (6)3.3 脉冲和角度的关系 (7)第3章步进电机控制系统设计 (8)3.1步进电机模拟控制 (8)3.1.1控制流程分析 (8)3.1.2 I/O 分配表 (9)3.2步进电机流程图 (10)3.3步进电机接线图 (11)3.4梯形图的设计 (12)第4章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)Ⅱ第1章引言1.1 PLC的介绍可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
基于PLC的步进电动机的控制系统学院：继续教育学院专业：机械设计制造及自动化学生姓名：吴延东指导教师：张辉2014 年8 月毕业设计（论文）答辩成绩评定专业毕业设计（论文）第答辩委员会于年月日审定了班级学生的毕业设计（论文）。
设计（论文）题目：设计（论文）共页。
毕业设计（论文）答辩委员会意见：成绩：专业毕业设计（论文）答辩委员会主任委员（签字）摘要本课题使用PLC为西门子S7-200 CN系列PLC-CPU224XPCN AC/DC/RLY。
其基本情况为：CPU224XPCN，24VDC电源，24VDC输入，24VDC输出，6ES7 214-2AD23-0XB8，集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。
22K字节程序和数据存储空间，6个独立的高速计数器(100KHz)，2个100KHz的高速脉冲输出，4个上升沿和4个下降沿边沿中断，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O，位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等，是具有模拟量I/O 和强大控制能力的新型CPU，用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
关键词：步进电动机PLC 正反转与加减速控制Ⅰ目录第1章引言 (1)1.1 PLC的介绍 (1)1.2步进电机的介绍 (1)第2章步进电机 (2)2.1步进电机工作原理 (2)2.1.1步进电机结构 (2)2.1.2旋转过程 (4)2.1.3力矩 (5)2.1.4步进电机的分类 (5)3.2 步进电机控制方式及运行方式 (6)3.3 脉冲和角度的关系 (7)第3章步进电机控制系统设计 (8)3.1步进电机模拟控制 (8)3.1.1控制流程分析 (8)3.1.2 I/O 分配表 (9)3.2步进电机流程图 (10)3.3步进电机接线图 (11)3.4梯形图的设计 (12)第4章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)Ⅱ第1章引言1.1 PLC的介绍可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，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，充分利用微处理器的优点。
可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。
另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器，适合批量生产。
由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。
目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。
1.2步进电机的介绍步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
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(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
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；同时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。
步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。
第2章步进电机2.1步进电机工作原理2.1.1步进电机结构步进电机结构剖面图如图3.1所示。
图3.1步进电机结构剖面图电机转子均匀分布着40个小齿，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、2/3，(相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以表示)，即A相与齿1相对齐，B相与齿2向右错开1/3，C相与齿3向右错开2/3，A'与齿5相对齐，(A'就是A，齿5就是齿1)，定转子的展开图如图3.2所示。
图3.2定转子的展开图2.1.2旋转过程如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，此时齿3与C偏移为1/3。
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，此时齿4与A偏移为1/3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，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，向右旋转。
如按A、C、B、A……通电，电机就反转。
其通电状态如图3.3所示。
图3.3通电状态图由此可见，电机的位置和速度由通电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。
而方向由通电顺序决定。
不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。
往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A这种导电状态，这样将原来每步1/3改变为1/6。
甚至于通过二相电流不同的组合，使其1/3变为1/12，1/24，这就是电机细分驱动的基本理论依据。
不难推出：电机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m，2/m……(m-1)/m，1。
并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是旋转的物理条件。
2.1.3力矩电机一旦通电，在定转子间将产生磁场(磁通量Ф)当转子与定子错开一定角度产生力F与(dФ/dθ)成正比，其磁通量Ф=Br*S，Br为磁密，S为导磁面积，F与L*D*Br成正比，L为铁芯有效长度，D为转子直径，R为磁阻。
力矩=力*半径力矩与电机有效体积*安匝数*磁密成正比(只考虑线性状态)。
因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。
2.1.4步进电机的分类步进电机分为永磁式(PM)、反应式(VR)、混合式(HR)三种。
永磁式一般为二相，转矩和体积都很小，步距角一般为7.5°或15°；反应式一般为三相，实现大转矩输出，步距角为1.5°；混合式兼具永磁式和反应式的优点，分二相和五相，二相步距角为1.8°，无相步距角为0.72°。
3.2 步进电机控制方式及运行方式36BF003型步进电动机的三个绕组分别用A、B、C表示。
三拍运行时，正转通电顺序为A→B→C→A…，反转通电顺序为C→B→A→C…；或正转通电顺序为AB→BC→CA→AB…，反转通电顺序为AC→CB→BA→A C…。
六拍运行时，正转通电顺序为A→AB→B→BC→C→CA→A…；反转通电顺序为A→AC→C→CB→B→BA→A…。
36BF003型步进电动机的运行状态如表3.1所示。
表3.1 步进电动机的运行状态3.3 脉冲和角度的关系(1) 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/M*Z*K式中，M为定子绕组相数；Z为转子齿数；K为通电方式系数，当M相M拍通电时，K=1，当M相2M拍通电时，K=2。
本课题所用为三相电机，由参数表可以推算出它的齿数J3=360度/3*3=40个或J6=360度/6*1.5=40个(2) 频率关系和转速的关系n=60f/M*Z*K式中，M、Z、K同上；n为每分钟转速 r/min；当M相M拍通电时，K=1，当M 相2M拍通电时，K=2。
第3章步进电机控制系统设计3.1步进电机模拟控制3.1.1控制流程分析控制要求：当按钮开关拨到单步时，必须每按一次起动，电机才能旋转一个角度；当按钮开关拨到连续时，按一次起动，电机旋转，直到按停止；当按钮开关拨到三拍时，旋转的角度为3度；当按钮开关拨到六拍时，旋转角度为1.5度；当按钮开关拨到正转时，旋转按顺时针旋转；当按钮开关拨到反转时，旋转按逆时针旋转；当单步要转到连续或连续转到单步，可以通过停止也可以直接转换；(通过编程)当三拍要转到六拍或六拍要转到三拍，可以通过停止也可以直接转换；(通过编程)当正转要转到反转或反转要转到正转，可以通过停止也可以直接转换(通过编程)。
此设计使用开环控制步进电机。
传统的控制系统框图如图3.1所示。
指令图3.1 传统的控制系统框图而本课题使用PLC为西门子S7-200 CN系列PLC---CPU224XPCN AC/DC/RLY，可以直接输出脉冲驱动36BF003型电机运行，指令可通过程序代替，而“变频信号源”、“脉冲分配器”、“脉冲放大器”则全部由PLC替代，进而取代了具有以上四项功能的驱动器，使得控制十分简单，所以本课题的控制框图可简单用图3.2表示。
图3.2 基于PLC的步进电机控制系统框图3.1.2 I/O 分配表I/O分配表如表3.1.2所示。
表3.1.2 I/O分配表3.2步进电机流程图图3.2 三相步进电机控制流程图3.3步进电机接线图图3.3 步进电机实时接线图3.4梯形图的设计第4章结论通过PLC控制三相、五相步进电机运行在本课题实验中得以实现，其中控制三相步进电机时，可以选择手动开关和自动开关，实现电机在单步和连续工作方式的情况下正反转运行，其中也可以实现三拍和六拍的步进时序。
在设计过程中，遇到了较多困难，诸如程序的编写，包括循环移位指令的使用、调速指令的采用等等，不仅自己查阅书籍资料，而且还向老师同学请教，最终这些问题得以解决。
当今通过PLC发脉冲来控制步进电机运行，这种方式在工业生产多个领域广泛的应用，比如磁头定位系统，数控机床，线切割机等领域。
利用步进电机较准确的定位和能输出一定大小的力矩等特点，已成为位置定位控制系统中首选的控制手段。
随着电力电子、DSP及计算机等多种技术的发展，目前在步进电机控制系统中有细分功能、节能功能的驱动器技术得以广泛的使用，使得PLC 控制步进电机这一控制方式不断完善和发展。
参考文献[1] 陈建明. 电气控制与PLC应用[M]. 北京：电子工业出版社，2006.[2] 廖常初. PLC基础及应用[M]. 北京：机械工业出版社，2004.[3] 刘保录. 电机拖到与控制[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2006.[4] 西门子公司编. SIMATIC S7-200系统手册[M]. 北京：机械工业出版社，2002.[5] 李美珠. PLC编程及应用[M]. 北京：机械工业出版社，2005.[6] 张海根. 机电传动控制[M]. 北京：高等教育出版社，2001.[7] 邓星钟. 机电传动控制[M]. 第三版，武汉：华中科技大学出版社2001.[8] 袁顺平，孙志承. 西门子PLC与工业网络技术[M]. 北京：机械工业出版社，2005.[9] 廖常初. PLC编程及应用[M]. 北京：机械工业出版社，2007.[10] 周万珍，高鸿斌. PLC分析与设计应用[M]. 北京：电子工业出版社，2004.[11] 张万忠，刘明芹. 电器与PLC控制技术[M]. 北京：化学工业出版社，2003.[12] 殷洪义. 可编程序控制器选择﹑设计与维护[M]. 北京：机械工业出版社，2003.[13] 杨青杰. 三菱FX系列PLC应用系统设计指南[M]. 北京：机械工业出版社，2008.[14] 王永华. 现代电气及可编程控制技术[M]. 北京：北京航空航天大学，2002.[15] 吴中俊. 可编程控制器原理及应用[M]. 北京：机械工业出版社，2003.[16] 马小军. 可编程控制器及应用[M]. 南京：东南大学出版社，2007.[17] 谢克明，夏路易. 可编程控制器原理与程序设计[M]. 北京：电子工业出版社，2002.致谢随着秋天的到来，毕业设计也即将划上一个圆满的句号，在这近一个学期的毕业设计期间，我经历了很多，有苦恼也有欢乐，在对课题的研究过程中我付出了许多辛勤的汗水，同时也学到了许多知识，收获了一笔可贵的人生财富，这些都使我受益匪浅。
