三相六拍步进电机PLC控制设计和调试

三相六拍步进电机PLC控制设计和调试《机电⼀体化系统设计》课程设计三相六拍步进电机PLC控制设计和调试的设计⽬录第⼀章绪论 (4)1.1研究的现状 (4)1.2PLC控制步进电机发展的趋势 (5)1.3本设计的⽬的、意义 (5)1.4⼩结 (5)第⼆章三相六拍步进电机的PLC控制和要求 (6)2.1可编程控制器的⼯作原理 (6)2．2步进电机的⼯作原理及其控制要求 (9)2.2.1⼯作原理 (9)2.2.2控制要求 (11)2.2.3步距⾓的细分 (12)2．3PLC控制系统所需I/O点数的确定和存储器容量的估算 (13)2．4PLC控制系统所需机型的选择 (14)2．5PLC控制系统的设计思想 (15)第三章实验调试和结果分析 (15)3.1PLC控制系统中I/O端⼦接线图及I/O地址分配表 (15)3.1.1 步进电机I/O分配表 (15)3.1.2 I/O端⼦接线图 (16)3.1.3 步进电机控制流程图 (18)3.2梯形图 (19)3.3指令语句表 (22)3.4实验的时序图 (25)3.5实验调试中遇到的问题及解决⽅案 (27)3.6⼩结 (27)第四章．论⽂总结及展望 (29)4.1论⽂总结 (29)4.2⼯作展望 (30)致谢 (31)参考⽂献 (32)摘要充分发挥PLC的功能，最⼤限度地满⾜被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的⾸要前提，这也是设计中最重要的⼀条原则。

本设计是⽤PLC做三相六拍步进电机的控制核⼼，⽤按钮开关的通断来实现对步进电机正、反转控制，⽽且正、反转切换⽆须经过停车步骤。

其次可以通过对按钮的控制来实现对⾼、中、低速度的控制。

关键词：PLC控制三相六拍步进电机电机正反转第⼀章绪论1.1研究的现状⽬前对于对步进电机的控制存在精度和价格⽅⾯的⽭盾。

因为⾼精度的实时演算需要较⾼性能的DSP芯⽚，成本较⾼。

因此现在的控制⽅法是采⽤⼤量的硬件电路。

这种控制⽅法的精度不但较低，且成本较⾼。

江西理工大学应用科学学院西门子PLC 课程设计专 业： 自动化 班 级： 姓 名：学 号：设计报告格式20分设计内容60分10分 10分 总计得分封面 3页面布局 5目录格式 3图表质量 4间距、行距、字体6工艺过程分析 8系统控制要求 8 I/O 分配 5设备选型 5电气原理图 系统程序设计 10动手实践能力 10总印象评分 10主电路 8控制电路 8外围接线图 82011年06月21日目录第1章绪论 (1)1.1 课题介绍及研究意义 (1)1.3 课题内容 (2)1.4 课题要求 (2)1.5 分析工艺流程 (2)第2章系统方案设计 (4)2.1方案原理分析 (4)2.2可行性研究 (4)第三章控制系统的I/O及地址分配 (5)第四章电气控制系统原理图 (6)4.1主电路图 (6)4.2 控制电路图 (6)4.3 外端子接线图 (6)第五章系统程序 (7)第六章有关步进电机的使用 (12)第七章总结 (15)7.1总结 (15)7.2参考文献 (15)第1章绪论1.1 课题介绍及研究意义三相六拍步进电动机是一典型单定子、径向分组、反应式伺服电机。

它与普通电机一样，分为定子和转子两部分，其中定子又分为定子铁芯和定子绕组。

定子铁芯由电工钢片叠压而成。

定子绕组绕制在定子铁芯上，六个均匀分布齿上的线圈，在直径方向上相对的两个齿上的线圈串连在一起，构成一相控制绕组。

三相步进电机可构成三相控制绕组，若任一相绕组通电，便形成一组定子磁极。

在定子的每个磁极上，即定子铁芯上的每个齿上开了五个小齿，齿槽等宽，齿间夹角为9º，转子上没有绕组，只有均匀分布的40个小齿，齿槽等宽，齿间夹角为9º，与磁极上的小齿一致。

此外，三相定子磁极上的小齿在空间位置上依次错开1/3齿距。

当A相磁极上的小齿与转子上的小齿对齐时，B相磁极上的齿刚好超前或滞后转子齿轮1/3齿距角，C相磁极上的齿刚好超前或滞后转子齿轮2/3齿距角。

现代控制技术及PLC控制课程设计姓学班专院名号级业别机电机械电子工程机械工程学院指导教师2013年7月5日内容摘要步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。

目前,比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。

但采用单片机控制, 不仅要设计复杂的控制程序和I/O 接口电路, 实现比较麻烦, 而且对工业现场的恶劣环境适应性差,可靠性不高。

使用PLC可编程控制器实现三相六拍步进电动机驱动，可使步进电动机东芝的抗干扰能力强，可靠性高，同时，由于实现了模块化结构，是系统结构十分灵活，而且编程语言简短易学，便于掌握，可以进行在线修改，柔性好，体积小，维修方便。

本设计是利用PLC做三相六拍步进电动机的控制核心，用按钮开关的通断来实现对步进电机正,反转控制，而且正，反转切换无须经过停车步骤。

其次可以通过对按钮的控制来实现对高，低速度的控制。

充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计最重要的一条原则。

本设计更加便于实现对步进电机的制动化控制。

目录1引言 (1)2系统总体方案设计 (2)2.1系统硬件配置及组成原理 (2)2.2 方案原理分析 (3)2.3 可行性研究 (3)2.4 设计思想 (3)3 控制系统设计 (4)3.1 控制程序图及软件模块 (4)3.2 梯形图程序设计与梯形图 (5)3.3 三相六拍步进电机控制语句表 (9)3.4 PLC接线图与主电路图 (10)4 5心得体会 (11)参考文献 (12)引言课题内容用PLC控制三相六拍电动机，控制要求如下：1.三相步进电动机有三个绕组：A,B,C,正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A2.要求能实现正，反转控制，而且正，反转切换无须经过停车步骤。

3．就有两种转速：1号开关合上，则转过一个步距角需0.5秒。

目录第一章分析题目要求 (2)1.1 课题内容 (2)1.2 课题要求 (2)1.3 分析工艺流程 (2)第二章控制系统的I/O及地址分配 (4)第三章电气控制系统原理图 (5)3.1主电路图 (5)3.2 控制电路图 (5)3.3 外端子接线图 (5)第四章系统程序 (6)第五章有关步进电机的使用 (11)第六章总结 (14)6.1总结 (14)6.2参考文献 (15)第一章分析题目要求1.1 课题内容用PLC控制三相六拍步进电机，其控制要求如下：1．三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A2．要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。

3．具有两种转速：1号开关合上，则转过一个步距角需0.5秒。

2号开关合上，则转过一个步距角需0.05秒。

1.2 课题要求1．按题意要求，画出PLC端子接线图、控制梯形图。

2．完成PLC端子接线工作，并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。

3. 完成课程设计说明书。

1.3 分析工艺流程本课题要求步进电机是三相六拍运行三相六拍正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA三相六拍反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB所以我们可以根据通电的顺序，给相应的相序分配相应的地址，按照控制的要求我们就可以给出相应的控制程序。

该控制系统的控制原理图如下1-1：图1-1 系统控制原理图所以由以上控制系统的要求可以给出控制系统的程序流程图1-2:图1-2 程序控制流程图第二章控制系统的I/O及地址分配本控制系统的输入/输出信号的名称，代码及地址编号如表2-1第三章电气控制系统原理图3.1主电路图参照《电器与PLC控制技术试验指导书》实验16 三相步进电机的模拟控制，可以知道，我们可以用PLC直接去控制电机。

所以主电路是非常简单的，这里不再画出。

3.2 控制电路图控制电路由于用到的输入都是直接接在PLC上的，其控制过程相对比较简单。

课韪一基于PLC的三相六拍步进电动机控制程序设计一、课题内容：用PLC控制三相六拍步进电机，其控制要求如下：1．三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A2．要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。

二、课题要求：1．按题意要求，对PLC进行选型，画出PLC端子接线图。

2．完成梯形图控制程序设计，完成调试。

3. 完成课程设计书。

课韪二艺术彩灯造型的PLC控制某艺术彩灯造型演示板如图所示，图中A、B、C、D、E、F、G、H为八只彩灯，呈环形分布，控制要求如下（灯的点亮顺序）将启动开关S1合上，八只彩灯同时亮1s，即ABCDEFFH同时亮1s，接着八只彩灯按逆时针方向轮流各亮1s，即A亮1s→B亮1s→C亮1s→D亮1s→E亮1s→F亮1s→G亮1s →H亮1s;接下来八只彩灯又同时亮1s,即ABCDEFFH同时亮1s，然后八只彩灯按顺时针方向轮流各亮1s，即H亮1s→G亮1s→F亮1s→E亮1s→D亮1s→C亮1s→B亮1s→A亮1s。

然后按此顺序重复执行，按下停止开关S2，所有灯灭。

课题三全自动洗衣机PLC控制一、课题内容：全自动洗衣机运行框图及梯形图控制程序的编制，并画出硬件接线图。

二、控制要求：（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，关水（2）2秒后开始洗涤（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒（4）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒（5）开始清洗，重复（1）～（4），清洗两遍（6）清洗完成，报警3秒并自动停机（7）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）课题四病床呼叫器的PLC控制一、任务描述某住院病房有14个房间，每个房间有4张床，病床编号由房间号和床号组成，分别为011、012、013、014、021、022、 (141)142、143、144。

一、引言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。

有人将其称为现代工业控制的三大支柱（即PLC，机器人，CAD/CAM）之一。

目前可编程序控制器（Programmable Controller）简称PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，为工业自动化提供了有力的工具。

二、PLC的基本结构PLC采用了典型的计算机结构，主要包括CPU、RAM、ROM 和输入/输出接口电路等。

如果把PLC看作一个系统，该系统由输入变量-PLC-输出变量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的信号均作为PLC的输入变量，它们经PLC外部端子输入到内部寄存器中，经PLC内部逻辑运算或其它各种运算、处理后送到输出端子，它们是PLC的输出变量，由这些输出变量对外围设备进行各种控制。

三、控制方法及研究1、FP1的特殊功能简介(1) 脉冲输出FP1的输出端Y7可输出脉冲，脉冲频率可通过软件编程进行调节，其输出频率范围为360Hz～5kHz。

(2) 高速计数器（HSC）FP1内部有高速计数器，可同时输入两路脉冲，最高计数频率为10kHz，计数范围-～+。

(3) 输入延时滤波FP1的输入端采用输入延时滤波，可防止因开关机械抖动带来的不可靠性，其延时时间可根据需要进行调节，调节范围为1ms～128ms。

(4) 中断功能FP1的中断有两种类型，一种是外部硬中断，一种是内部定时中断。

2、步进电机的速度控制FP1有一条SPD0指令，该指令配合HSC和Y7的脉冲输出功能可实现速度及位置控制。

速度控制梯形图见图1，控制方式参数见图2，脉冲输出频率设定曲线见图3。

图1 速度控制梯形图图2 控制方式参数图3 脉冲输出频率设定曲线3、控制系统的程序运行图4 控制系统原理图图4是控制系统的原理接线图，图4中Y7输出的脉冲作为步进电机的时钟脉冲，经驱动器产生节拍脉冲，控制步进电机运转。

现代控制技术及PLC控制课程设计姓名学号班级机电专业机械电子工程院别机械工程学院指导教师2013年7月5日内容摘要步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。

目前,比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。

但采用单片机控制, 不仅要设计复杂的控制程序和I /O 接口电路, 实现比较麻烦, 而且对工业现场的恶劣环境适应性差, 可靠性不高。

使用PLC可编程控制器实现三相六拍步进电动机驱动，可使步进电动机东芝的抗干扰能力强，可靠性高，同时，由于实现了模块化结构，是系统结构十分灵活，而且编程语言简短易学，便于掌握，可以进行在线修改，柔性好，体积小，维修方便。

本设计是利用PLC做三相六拍步进电动机的控制核心，用按钮开关的通断来实现对步进电机正,反转控制，而且正，反转切换无须经过停车步骤。

其次可以通过对按钮的控制来实现对高，低速度的控制。

充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计最重要的一条原则。

本设计更加便于实现对步进电机的制动化控制。

目录1引言 (1)2系统总体方案设计 (2)2.1系统硬件配置及组成原理 (2)2.2 方案原理分析 (3)2.3 可行性研究 (3)2.4 设计思想 (3)3 控制系统设计 (4)3.1 控制程序图及软件模块 (4)3.2 梯形图程序设计与梯形图 (5)3.3 三相六拍步进电机控制语句表 (9)3.4 PLC接线图与主电路图 (10)4 心得体会 (11)5 参考文献 (12)引言课题内容用PLC控制三相六拍电动机，控制要求如下：1.三相步进电动机有三个绕组：A,B,C,正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A2.要求能实现正，反转控制，而且正，反转切换无须经过停车步骤。

3．就有两种转速：1号开关合上，则转过一个步距角需0.5秒。

江汉大学物理与信息工程学院数电课程设计报告课题名称：三相六拍步进电机控制设计指导老师：***专业：电子信息工程专业学号：XXXXXXXx姓名：XX目录一、设计要求二、设计方案三、设计原理A、步进电机B、环形分配器C、步进电机驱动电路四、总电路图五、设计总结一、设计要求1、设计三相六拍环形分配器，使电机能正转、反转和保持；2、设计时钟电路（可使用手动），使时钟频率f=1—50连续可调；3、设计电机驱动电路，使电机在时钟脉冲和控制信号的控制下正常运转。

二、设计方案如上图所示整个电路分为三大模块：时钟电路、环形分配器、步进电机驱动电路。

通过EN、DR 信号来控制电机正转、反转、停转。

三、设计原理1、步进电机a、步进电机（三相六拍）结构及工作原理上图为（三相六拍）步进电机的结构图。

步进电机控制主要有三个重要参数即转速、转过的角度和转向。

由于步进电机的转动是由输入脉冲信号控制，所以转速是由输入脉冲信号的频率决定，而转过的角度由输入脉冲信号的脉冲个数决定。

转向由环形分配器的输出通过步进电机A、B、C相绕组来控制，环形分配器通过控制各相绕组通电的相序来控制步电机转向，步进电机的特点是来一个电脉冲，转一个步距角，控制脉冲频率可以控制电机转速，改变脉冲顺序来改变方向。

b、步进电机的工作方式步进电机A、B、C相绕组的通电顺序：正转（即RD为高电平）A→AB→B→BC→C→CA→AA、B、C绕组电平变化顺序：100→110→010→011→001→101→100反转（即RD为低电平）A→AC→C→CB→B→BA→AA、B、C绕组电平变化顺序：100→101→001→011→010→110→100每来一个cp脉冲，转子转过30度（360/12），改变三相线圈的通电顺序即可改变电机转动方向。

2、环形控制器根据三相六拍步进电机工作原理可以得到下图：令，可得到环形分配器的状态方程和驱动方程，其卡诺图如下所示：选用D触发器根据上图有：其逻辑图为：其仿真电路为：3、步进电机驱动电路如下图所示是步进电动机一相的驱动电路，L是电动机绕组，晶体管VT可以认为是一个无触点开关，它的理想工作状态应使电流流过绕组L的波形尽可能接近矩形波。

学号2014216444《电气控制与可编程控制技术》课程设计（2014级本科）题目：三相六拍步进电机PLC控制系统的设计系（部)院:物理与机电工学院专业：能源与动力工程作者姓名：周正峰指导教师：单乐职称：助教完成日期: 2 0 1 7 年 7月13日目录目录 (2)摘要 (3)第一章可编程程序控制器（PLC） (4)1.1 PLC的定义 (4)1.2 PLC的特点 (5)1.3 步进电机的特点 (5)第二章系统总体方案设计 (7)2.1三相六拍步进电机的控制要求 (7)2.2方案原理分析 (7)第三章PLC控制系统设计 (8)3.1输入输出编址 (8)3.2选择PLC的类型 (8)3。

3 PLC外部接线图 (9)3.4控制流程图: (9)3.5梯形图程序设计 (10)3.6语句表 (14)3.7 主电路图 (16)3.8元件布置图 (16)3.9程序的运行及调试 (17)总结 (19)参考文献 (20)摘要步进电机就是一种控制精度极高的电机，在工业上有着广泛的应用。

步进电机具有快速启停、精确步进和定位等特点，所以常用作工业过程控制机及仪表仪器的控制原件。

基于PLC控制的步进电机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点。

矩角不易丢失。

改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现。

本文主要介绍采用可编程控制器（PLC）对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。

本文详细的介绍了PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件的设计方法.其内容主要包括I/O分配表、PLC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、原件清单及语句表。

本文设计过程中使用了十六移位寄存器，大大简化了程序的设计,使程序更简凑，方便了设计。

关键词：PLC；梯形图；三相六拍步进电机第一章可编程程序控制器（PLC）1.1 PLC的定义可编程控制器（Programmable Controller）简称PC，但个人计算机（Personal Computer）也简称PC，为了区别,人们仍习惯称可编程控制器为PLC(Programmable Logical Controller).国际电工委员会（International Electrical Committee）于1987年颁布了可编程控制器的标准及其定义：“可编程控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

摘要目前世界上发达国家生产和使用的数量日益增多,它作为工业控制器广泛地应用于冶金生产、汽车制造、石油化工、轻工食品、能源、交通等几乎所有工业领城。

其控制方法也从简单的单机开关量控制向过程控制、数字控制和多机网络控制方向发展。

传统电器控制, 使用最多的电器是继电器, 而且继电器控制采用固定接线, 很难适应产品机型的更新换代。

生产线承担的加工对象改变后, 加工控制程序随之改变要求。

对于大型自动化生产线的控制系统使用的继电器数很多, 这些有触点的电器工作频率较低, 在频繁动作的情况下, 寿命较短, 容易造成系统故障, 使生产运行的可靠性、稳定性降低。

使用比可编程控制器实现三相六拍步进电机驭动, 可使步进电机动作的抗干扰能力强、可靠性高, 同时, 由于实现了模块化结构, 使系统构成十分灵活, 而且编程语言简单易学, 便于掌握。

可以进行在线修改,柔性好, 体积小, 维修方便。

步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。

目前,比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。

但采用单片机控制, 不仅要设计复杂的控制程序和I /O 接口电路, 实现比较麻烦,而且对工业现场的恶劣环境适应性差, 可靠性不高。

基于PLC 控制的步进电机具有设计简单, 实现方便, 定位精度高, 参数设置灵活等优点, 在工业过程控制中使用, 可靠性高, 监控方便。

下面介绍一种基于PLC 的步进电动机PTO 控制的方法。

目录摘要 (1)第一章步进电动机 (2)1.1 步进电机基础 (3)1.1.0 步进电机的主要特性 (3)1.1.1 三相六拍步进电机 (4)第二章三相六拍步进电动机控制程序的设计 (5)2.1 程序设计的基本思路 (5)2.1．1 三相六拍步进电机的控制要求 (6)2.1.2 控制程序框图及软件模块 (6)2.2 梯形图程序设计 (7)2.2．1 输入惭出编址 (7)2.2．2 状态真值表 (8)2．3 梯形图程序 (8)2.4 三相六拍步进电机控制语句表 (12)2.5 步进电机的I／O分配 (13)第三章 (14)3.1 程序的分析与比较 (14)3．1.0 简捷性 (14)3．2 柔性化 (14)3．2．1 步进速度的变化 (14)3．2．2 从三相六拍到五相十拍 (15)第四章总结 (16)参考文献 (16)第一章步进电动机1.1 步进电机基础步进电动机主要用于开环控制系统，也可用于闭环控制系统。