PLC控制步进电机的系统设计(毕业设计)

基于PLC步进电机控制自动门系统的设计The Design Of Step Motor Automatic Door Control System基于PLC步进电机控制自动门系统的设计[摘要]本文主要通过对自动门控制系统的功能要求和运行过程的分析，确定了自动门控制系统的总体设计方案。

自动门系统的设计主要集中在硬件和软件设计两部分。

并主要进行了自动门控制驱动和控制系统的设计。

针对自动门控制系统的特点和设计要求，采用步进电机驱动方式，通过四相八拍步进电机来精确控制自动门的开关，给设计要求创造了条件。

在控制部分，应用步进电机和可编程序控制器技术，对自动门控制系统进行了硬件和软件设计。

实现了自动门控制系统的传动和控制要求，满足了环保、高效、可靠和低成本的要求。

[关键词]步进电机；三菱可编程序逻辑控制器；自动门；超声波开关；The Design Of Step Motor Automatic Door Control SystemElectrical Engineering and Automation Specialty FENG Jia－yingAbstract: This paper through the automatic control system and the working process of the functional requirements of analysis, the automatic control system of the overall design scheme. Automatic system is mainly focused on the design of hardware and software design. The automatic control and main drive and control system design. Automatic control system for the characteristics and design requirements, adopting step-motor drive mode, through the fourth phase eight clap stepper motor to precise control of the automatic switch, create conditions for design requirements. In control, application of stepping motor and programmable controller to automatic PLC control system, the hardware and software design. Automatic control system is achieved the transmission and control requirements are met, and the environmental protection, efficient, reliable and low cost.Key words:stepper motor；three mitsubishi programmer logic controller；automatic door；ultrasonic switch；目录1 引言 (1)1.1研究的目的与意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)2 FX2系列的PLC (2)2.1 FX2 PLC的主要介绍 (2)2.2 FX2 PLC的主要编程元件 (3)3 步进电机的介绍 (4)4步进电机的自动门控制系统硬件的设计 (7)4.1本设计的任务要求 (7)4.2本设计的可行性分析 (7)4.2.1步进电机的基本参数 (9)4.2.2步进电机动态指标及术语 (10)4.2.3步进电机运动速度和正、反的控制 (11)4.3设计思想 (12)4.3 1流程图 (12)4.3 2控制过程分析 (12)4.3 3控制接线图 (13)5 步进电机控制自动门系统的软件设计 (14)5.1 I/O口分配表 (14)5.2 程序编写 (14)5.2 1梯形图 (14)5.2 2程序指令表(见附录) (17)5.2 3验证调试 (17)结束语 (18)参考文献 (19)附录 (20)致谢 (22)1 引言1.1 研究的目的与意义自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。

Ｘ３
正转
反转 启动
停止
Ｙ Ｏ
Ｙ １ Ｙ ２
控制 Ａ相
控制 Ｂ相 控制 Ｃ相
２ 系统 设 计
２ １ Ｐ Ｃ的选 型 ． Ｌ
Ｘ ４ Ｘ ５
低速 中速 高速
Ｐ Ｃ机 型选 择 的基 本 原 则 是 在 功 能满 足 要 求 的前 提 下 ． 择 最 可 Ｌ 选
单、 实用， 可解决步进 电机控制 中 还 低速运转和低速启动的问题 。
【 关键词 】 可编程控制 器； 步进电机 ； 制系统 ； 控 电路设计
０ 引 言
由于步进电机具有较好 的控制性能 ， 其启动 、 停车 、 反转及其他任 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． 因而被广 泛应用于数控 系统 中 ． 在机械制造装 备与控制 中发挥着 重要 的作用 ： 在建筑机械 及控制方 面 ， 随着 现代 建筑 向 自动 化 、 节能 化 、 息化和智能化发展需要 ， 信 步进 电机控制 技术可以应用在建 筑动 力控制 的多个方面 以实现越来越 高的控制精度要求。 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． 其输出位移量 与输入脉冲个数成正 比 ， 速度与单位时 间内输 入的 脉冲数即脉冲频率成正 比． 向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的 转 相序有关 所 以只要控制指令脉冲的频率 、 电机绕组通 电的相序及脉 冲数量 ． 便可控 制步进 电机 的输出方 向、 和位移量Ⅲ 速度 。以 Ｐ Ｃ为控 Ｌ 制核心 ． 以简 单的外 围电路程序设计 方法进行步进 电机控 制 ， 通过对 几个开关按钮控 制建立步进 电机 的正 、 反转 向 、 进位 移及转速 的控 步 制 系统 ． 具有线路 相对简单 ． 结构 紧凑 ， 价格低廉等优 点 ， 具有一定 的 实用价值

步进电机控制PLC课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解步进电机的原理、结构和应用场景；2. 学生能掌握PLC在步进电机控制中的编程方法和技巧；3. 学生了解步进电机与PLC接口的硬件连接和调试方法；4. 学生掌握步进电机速度、位置和加速度等参数的调整方法。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并实现简单的步进电机控制程序；2. 学生具备调试和优化步进电机控制系统的能力；3. 学生能够结合实际需求，选择合适的PLC和步进电机进行项目设计。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣，激发学生学习热情；2. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，提高学生的综合素质；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生在实际操作中掌握步进电机控制技术。

学生特点：学生具备一定的电气基础和PLC编程知识，对步进电机控制有一定了解。

教学要求：结合实际案例，以任务驱动的方式进行教学，注重培养学生的动手能力和创新能力。

通过本课程的学习，使学生能够将理论知识应用于实际项目中，提高学生的综合应用能力。

二、教学内容1. 步进电机原理与结构- 步进电机的分类、工作原理- 步进电机的结构特点及参数2. PLC在步进电机控制中的应用- PLC与步进电机的连接方式- 步进电机控制程序编写方法- PLC编程软件的使用3. 步进电机控制系统的设计与实现- 系统硬件设计：PLC选型、步进电机选型、接口电路设计- 系统软件设计：步进电机控制算法、PLC程序设计4. 步进电机控制系统的调试与优化- 系统调试方法与步骤- 常见问题及解决方法- 系统性能优化策略5. 实践项目案例分析- 案例一：简易步进电机控制系统设计- 案例二：复杂步进电机控制系统设计教学内容安排与进度：第一周：步进电机原理与结构第二周：PLC在步进电机控制中的应用第三周：步进电机控制系统的设计与实现第四周：步进电机控制系统的调试与优化第五周：实践项目案例分析及讨论教材章节关联：本教学内容与教材中“第三章 步进电机控制技术”和“第四章 PLC控制技术”相关章节紧密关联。

毕业设计（论文）说明书设计（论文）题目：基于PLC控制的自动供料及加工系统设计学校：函授教学站点：年级专业：姓名：毕业设计（论文）任务书论文题目：基于PLC控制的自动供料及加工系统设计要求：(时间自至）指导教师：下达时间：指导教师评语答辩评语设计说明（论文）摘要：一、设计题目基于PLC控制的自动供料及加工系统的设计（PLC在自动生产线中的应用）二、题目来源亚龙自动生产线AL335型号实验实训装置的使用三、设计的目的1）掌握自动供料及加工系统的工作原理、工作过程以及其控制操作方式。

2）掌握电气控制元件的选择与计算方法。

3）掌握电气控制系统的设计方法。

4）掌握用PLC改造电气设备的方法选择。

5）掌握PLC控制的设计方法以及编程方法。

6）掌握系统调试方法以及故障检测及排除方法。

四、设计要求结合所学内容根据要求选择合适型号的PLC，用于实施系统的PLC 控制操作。

1）完成系统的电气控制线路的设计、调试任务，能够按照要求实施电气控制操作。

2）完成PLC对自动供料及加工系统实施控制操作的设计任务，并进行程序编写以及调试，按照要求完成各项控制操作。

注意：（1）机械手各项动作的先后顺序。

（2）各种动作间联锁关系。

（3）相关动作的工作状态指示。

3）能够进行现场组态监控操作。

五、完成的任务（1）完成电气元器件的选择，电气控制线路的设计，位置分布图及安装接线图的设计及绘制。

（电气绘图软件的使用，如PCschematic 7.0，或AOTCAD2008电气绘图软件）（2）选择PLC型号,分配IO端口，设计IO电路、选择元件，绘制梯形图、编织语句表。

（3）组态软件的选择、应用，系统设计、程序编写及通讯调试工作的完成。

目录第1章绪论 (6)1.1 设计的目的和要求 (6)1.2 亚龙自动生产线概述 (6)第2章生产线简介 (9)2.1 生产线基本情况 (9)第3章电器元件、设备的选择 (11)3.1 PLC机型的选择 (11)3.2 传感器 (12)3.3 电磁阀 (14)第4章控制系统的软硬件设计 (15)4.1 控制系统的硬件设计 (15)4.2 控制系统的软件设计 (30)第5章设计小结 (38)参考文献 (40)毕业设计（论文）说明书专用纸第1章绪论1.1 设计目的及要求目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，因此PLC 在控制领域取得广泛应用。

步进电机控制PLC课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解步进电机的工作原理及特点，掌握其与PLC的连接方式；2. 学习并掌握PLC编程中与步进电机控制相关的基础知识和技能；3. 了解步进电机在不同应用场景下的控制要求，能结合实际需求进行PLC程序设计。

技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成步进电机与PLC的接线；2. 掌握使用PLC编程软件，编写并调试步进电机控制程序；3. 能够通过实验操作，观察并分析步进电机运行状态，解决实际控制过程中的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生动手实践能力，激发学生对自动化控制技术的兴趣；2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 培养学生勇于探索、积极创新的精神，增强对工程技术应用的自信心。

本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，以实用性和操作性为核心。

课程目标旨在帮助学生掌握步进电机控制PLC的相关知识，培养实际操作能力，并激发学生对自动化领域的热爱和兴趣。

通过具体的学习成果分解，为后续教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 步进电机基础知识：介绍步进电机的工作原理、结构特点及性能参数，对应教材第3章；2. PLC基础知识：回顾PLC的基本组成、工作原理及编程方法，重点掌握与步进电机控制相关的内容，对应教材第4章；3. 步进电机与PLC的连接：讲解步进电机与PLC的接线方式，包括电源、信号线等连接，对应教材第5章；4. 步进电机控制程序设计：学习并实践编写步进电机控制程序，包括启停、速度调节、方向控制等，对应教材第6章；5. 步进电机控制实验操作：开展实验操作，验证控制程序的正确性，观察并分析步进电机运行状态，对应教材第7章；6. 步进电机控制应用案例分析：分析实际应用中步进电机控制案例，了解不同场景下的控制需求，对应教材第8章。

教学内容安排和进度：第1周：步进电机基础知识学习；第2周：PLC基础知识回顾；第3周：步进电机与PLC的连接；第4周：步进电机控制程序设计；第5周：步进电机控制实验操作；第6周：步进电机控制应用案例分析及总结。

PLC步进电机控制实验报告引言在工业控制领域中，步进电机是一种常用的驱动设备。

为了实现对步进电机的精确控制，我们采用了PLC（可编程逻辑控制器）作为控制器。

本文将详细介绍PLC步进电机控制实验的步骤和结果。

实验目的本实验旨在通过PLC控制步进电机，实现对电机运动的精确控制。

具体实验目标如下： 1. 学习PLC的基本原理和编程方法； 2. 掌握步进电机的工作原理及其控制方法； 3. 设计并实施一个简单的步进电机控制系统。

实验设备本实验使用的设备包括： - PLC控制器 - 步进电机 - 电源 - 开关 - 传感器实验步骤步骤一：PLC编程1.打开PLC编程软件，并创建一个新的项目。

2.配置PLC的输入输出模块，并设置相应的IO口。

3.编写PLC的控制程序，实现对步进电机的控制逻辑。

4.调试程序，确保程序的正确性。

步骤二：步进电机的接线1.将步进电机的驱动器与PLC的输出模块连接。

2.将步进电机的电源与PLC的电源模块连接。

3.连接步进电机的传感器，以便监测电机的运动状态。

步骤三：实验验证1.通过PLC的编程软件，将编写好的程序下载到PLC控制器中。

2.打开PLC电源，确保PLC控制器正常工作。

3.通过PLC的输入模块输入控制信号，观察步进电机的运动情况。

4.通过传感器监测步进电机的运动状态，并与编写的控制程序进行比较。

实验结果通过本次实验，我们成功实现了对步进电机的精确控制。

控制程序的设计使步进电机按照预定的速度和方向运动，并且可以根据需要随时改变运动状态。

同时，通过传感器的监测，我们可以及时获取步进电机的运动信息，确保系统的稳定性和安全性。

实验总结本实验通过PLC控制步进电机，深入了解了PLC编程的基本原理和步进电机的工作原理。

通过实践，我们掌握了PLC编程的方法和步进电机控制的技巧。

在实际应用中，PLC控制步进电机具有广泛的应用前景，可以在自动化生产线、机械加工等领域中发挥重要作用。

参考文献[1] PLC步进电机控制实验教学单元.（2018）。

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，使用PLC可编程控制器实现步进电动机驱动，可使步进电动机的抗干扰能力强，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。

其主要内容如下：1了解PLC控制步进电机的工作原理2掌握PLC的硬件构成，完成硬件选型3设计PLC的控制系统4用STEP 7完成PLC的编程关键词：步进电机；PLC控制；电机正反转；高低速控制AbstractStepper motor has a quick starts and stops, precision stepping and positioning features, commonly used for industrial process control and instrumentation, PLC programmable controller stepper motor drive can stepper motor anti-interference ability, high reliability, at the same time, due to the modular structure, the system structure is very flexible, and programming languages brief to learn, easy to master, can be modified online, good flexibility, small size, easy maintenance.This design is the use of PLC built into the core of the motor control button to switch on and off to the stepper motor is the reverse control, and positive, reverse switch without having to go through the parking step. Followed by the button control to achieve the high and low speed control. Give full play to the functions of PLC as possible to meet the control requirements of the controlled object is the most important prerequisite for the design PLC control system, which is designed to the most important principle. This design is easier to achieve braking control of the stepper motor. Its main contents are as follows:An understanding of PLC control the working principle of the stepper motor2 grasp the PLC hardware structure, the completion hardware selection3 Design of PLC control system4 complete PLC programming with STEP 7Key words: Stepper motor; PLC control; motor reversing; high and low speed control目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 PLC步进驱动控制系统研究和意义 (1)1.2 国内外PLC的发展 (1)1.3 国内外步进电机的发展概况 (2)1.4 PLC步进驱动控制系统主要研究工作 (3)2 步进电机及PLC简介 (4)2.1 步进电机简介 (4)2.1.1步进电机的分类 (4)2.1.2步进电机的基本参数 (4)2.1.3步进电机的特点 (5)2.2 步进电机在工业中的应用 (5)2.3 PLC的特点 (6)2.4 PLC技术在步进电机控制中的应用 (6)3 PLC控制步进电机工作方式的选择 (8)3.1 常见的步进电机的工作方式 (8)3.2 步进电机控制原理 (8)3.2.1控制步进电机换向顺序 (8)3.2.2控制步进电机的转向 (8)3.2.3控制步进电机的速度 (8)3.3 PLC控制步进电机的方法 (9)3.4 PLC控制步进电机的设计思路 (10)4 S7-200PLC控制步进电机硬件设计 (12)4.1 S7-200PLC的介绍 (12)4.1.1硬件系统 (12)4.1.2软元件 (13)4.2 步进电机的选择 (14)4.3 步进电机驱动电路设计 (15)4.3.1驱动器的选择 (15)4.3.2步进电机驱动电路 (16)4.3.3驱动电路接口 (16)4.3.4电气原理图 (17)4.4 PLC驱动步进电机 (17)5 S7-200PLC控制步进电机软件设计 (19)5.1 STEP7-MICRO/WIN32概述 (19)5.1.1基本功能 (19)5.1.2运动控制 (19)5.1.3创建调制解调模块程序 (19)5.2 程序的编写 (21)5.3 梯形图程序设计 (22)5.3.1CPU的选择 (22)5.3.2输入输出编址 (22)5.3.3状态真值表 (22)5.4 梯形图程序 (23)6 总结 (30)6.1 全文总结 (30)6.2 不足之处及展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1绪论1.1 PLC步进驱动控制系统研究和意义基于步进电动机良好的控制和准确定位特性，被广泛应用在精确定位方面，诸如数控机床、喷绘机、工业控制系统、自动控制计算装置、自动记录仪表等自动控制领域。

PLC如何控制步进电机PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备，通过输入/输出模块对各种机电设备进行控制。

在PLC系统中，步进电机是常见的执行元件之一，它具有准确的位置控制和高的加减速性能。

本文将介绍PLC如何控制步进电机，包括步进电机的驱动方式、PLC的控制原理及步进电机控制的程序设计。

一、步进电机的驱动方式1.串行通信驱动方式：步进电机通过串行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。

首先，将PLC与串行通信模块相连，通过串行通信模块与步进电机控制器进行通信。

PLC通过串行通信模块发送指令，步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。

2.并行通信驱动方式：步进电机通过并行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。

与串行通信驱动方式类似，首先将PLC与并行通信模块相连，通过并行通信模块与步进电机控制器进行通信。

PLC通过并行通信模块发送指令，步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。

3.脉冲驱动方式：步进电机通过脉冲驱动方式与PLC进行通信和控制。

在脉冲驱动方式中，需要PLC输出脉冲信号控制步进电机。

通常情况下，PLC将脉冲信号传递给步进电机驱动器，在驱动器中产生相应的控制信号，实现对步进电机的控制。

二、PLC的控制原理PLC作为控制器，一般采用扫描运行方式。

其运行原理如下：1.输入信号读取：PLC将外部输入信号输入到输入模块中，采集输入信号，并将其从输入模块传递给中央处理器（CPU）进行处理。

2. 程序执行：CPU根据事先编写好的程序进行处理，包括数据处理、逻辑运算和控制计算等。

PLC程序一般采用ladder diagram（梯形图）进行编写。

3.输出信号控制：根据程序的执行结果，CPU将处理好的数据通过输出模块发送给外部设备，用于控制和操作外部设备。

三、步进电机控制的程序设计步进电机的控制程序主要包括参数设定、模式选择、起停控制、运动控制等部分。

下面以一个简单的例子来说明步进电机控制的程序设计过程：1.参数设定：首先需要设定步进电机的一些参数，如电机型号、步距角度、运动速度等。

基于PLC的步进电机的控制摘要：小型PLC在编程，I/O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, I/O expansion, Communication interface, adjustments of switches and simulation and some special function modules such as the application of high speed pulse input and output, the PLC has already met demands of users. But the PLC will continue to improve and develop, as the development of application requirements and related technical performance.This article chiefly discusses the principle and driven approach of the stepping motor, and how to control it based on the S7-200 PLC. The article is about how the PLC controlling the two-phase hybrid stepping motor. With the switch button, it can function as: start,positive rotation，inversion.Key words: S7-200 PLC two-phase hybrid stepping motor PLC programming目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 S7-200PLC国内外现状和发展趋势 (2)1.3 论文的主要研究工作 (3)第二章西门子 S7-200 PLC (4)2.1 PLC的产生 (4)2.2 PLC的特点 (4)2.2.1 编程方法简单易学 (4)2.2.2 硬件配套齐全，用户使用方便 (5)2.2.3 通用性强，适应性强 (5)2.2.4 可靠性高，抗干扰能力强 (5)2.2.5 系统的设计、安装、调试工作量少 (5)2.2.6 维修工作量小，维修方便 (5)2.2.7 体积小，能耗低 (5)2.3 PLC的系统构成 (6)2.3.1 主机 (6)2.3.2 I/O扩展机 (6)2.3.3 外部设备 (7)2.4高速脉冲输出功能 (7)2.4.1用于脉冲输出（Q0.0或Q0.1）的特殊存储器 (7)2.4.2 PTO的使用 (9)2.5 PLC的选择 (10)2.5.1 CPU224 (10)2.5.2 工作方式 (10)2.5.3 扫描周期 (11)2.5.4 性能简介及特点 (11)2.6 PLC技术在步进电机控制中的应用 (12)第三章步进电机 (14)3.1 步进电机的特点 (14)3.2 步进电机的基本参数 (15)3.3 步进电机的工作原理及分类 (15)3.3.1 步进电机的工作原理 (16)3.3.2 步进电机的分类 (16)3.3.3 步进电机在工业中的应用 (17)第四章S7-200 PLC控制步进电机设计 (18)4.1 步进电机的选择 (18)4.2 步进电机驱动电路设计 (19)4.2.1 驱动器的选择 (19)4.2.2 步进电机驱动技术 (19)4.2.3 驱动器参数设置 (22)4.3 PLC控制步进电机 (22)4.3.1接线实物图 (23)4.3.2 控制电机方向转动 (24)4.4 程序调试 (25)第五章论文总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)第一章绪论1.1 概述可编程控制器(简称PLC) 是一种数字运算操作的电子系统，是在20 世纪60 年代末面向工业环境由美国科学家首先研制成功的。

中北大学
信息商务学院
课程设计说明书
学生姓名：学号：
学院：机械工程与自动化学院
专业：机械设计制造及其自动化
题目：数控技术课程设计
——三相步进电机的PLC控制系统设计
指导教师：职称:
职称:
2012年12月23日
中北大学
信息商务学院
课程设计任务书
2012/2013 学年第 1 学期
学院：机械工程与自动化学院
专业：机械设计制造及其自动化
学生姓名：学号：
课程设计题目：数控技术课程设计
——三相步进电机的PLC控制系统设计起迄日期：12 月24日～12月28日
课程设计地点：机械工程与自动化学院机械工程系指导教师：
系主任：王彪
下达任务书日期: 2012年12月23日
课程设计任务书。

S7-200PLC控制步进电机设计步进电机的控制和驱动方法很多，按照使用的控制装置来分可以分为：普通集成电路控制、单片机控制、工业控制机控制、可编程控制器控制等几种。

本设计选用西门子S7-200PLC通过控制驱动器来控制步进电机。

1步进电机的选择两相混合式步进电机内部结构如图4.1所示：两相混合式步进电动机的绕组接线如图4.2所示，A、B两相绕组沿径向分相，沿着定子圆圈有8个凸出的磁极，1、3、5、7磁极属于A相绕组，2、4、6、8磁极属于B相绕组，定子每个极面上有5个齿，极身上有控制绕组。

转子由环形磁钢和两段铁芯组成部分，环形磁钢在转子中部，轴向充磁，两段铁芯分别装在磁钢的两端，使得转子轴向分为两个磁极。

转子铁芯上均匀分布50个齿，两段铁芯上的小齿相互错开半个齿距，定转子的齿距和齿宽相同。

线圈1、5、3、7串联组成A相绕组；线圈2、6、4、8串联组成B相绕组。

2 步进电机驱动电路设计步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。

驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大，使步进电机绕组按一定顺序通电，控制电机转动。

2.1 驱动器的选择本设计选用型号为2MA320的驱动器。

该型号驱动器的特点：1)供电电压DC12-36V或AC12-24V2)驱动电流0.3-2.0A3)细分精度1-128细分可选4)光隔离信号输入5)电机噪声优化功能6)可驱动任何2.0A相电流以下两相、四相混合式步进电机7)20KHz斩波频率2.2 步进电机驱动技术接口电路用光电隔离方式将运动控制器和驱动器连接起来，避免驱动器中的大电流干扰信号经地线窜入运动控制器电路。

环形分配器将脉冲及方向信号按设定的节拍方式，转换为功放管的导通和截止信号从而控制各相绕组的通电和断电。

功率放大器将电源功率转换为电机输出功率驱动负载运动。

驱动接口电路如图4.4所示：当两相控制绕组按次序轮流通电，每拍只有一相绕组通电，四拍构成一个循环。

当控制绕组有电流通过时，便产生磁动势，它与永久磁钢产生的磁动势相互作用，产生电磁转矩，使转子产生步进运动。

基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计介绍本毕业设计旨在设计基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法。

步进电机是一种常用的精密定位装置，广泛应用于工业自动化领域。

然而，由于长时间使用和其他因素，步进电机控制系统可能会出现故障，影响到正常的工作效果和生产效率。

因此，研究如何快速准确地诊断步进电机控制系统的故障，具有重要的理论和实际意义。

设计目标本设计的目标是设计一种基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法，实现以下功能：- 实时监测步进电机的运行状态和参数；- 自动诊断步进电机控制系统的故障类型和位置；- 提供故障处理建议，辅助工程师进行及时修复。

设计步骤1. 确定监测点：通过分析步进电机的工作原理和控制系统的结构，确定需要监测的重要参数和信号。

2. 选择PLC：根据步骤1的结果，选择合适的PLC控制器，并搭建步进电机控制系统的硬件平台。

3. 编写PLC程序：使用PLC编程语言，编写程序实现步进电机的控制和监测功能。

4. 故障诊断算法设计：基于步骤1的监测数据和步进电机控制系统的工作原理，设计故障诊断算法，并将其嵌入到PLC程序中。

5. 测试和优化：使用真实的步进电机和模拟故障场景，对设计的控制系统进行测试，并根据测试结果进行优化和改进。

预期成果通过设计和实现基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法，预期实现以下成果：- 实现对步进电机运行状态和参数的实时监测；- 能够准确诊断步进电机控制系统的故障类型和位置；- 提供故障处理建议，便于及时修复故障。

参考文献以下是本毕业设计可能涉及到的一些参考文献，供进一步研究和深入了解使用：1. Smith, J. K., & Johnson, M. A. (2018). PLC programming using RSLogix 5000: Understanding ladder logic and the studio 5000 environment. CRC Press.2. Gurevich, K. I., & Andronov, V. A. (2017). Control systems PLC-prn based on mathematical modeling. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 189, No. 1, p. ). IOP Publishing.以上是对基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计的简要介绍。

基于PLC步进电机控制系统的设计毕业论文基于PLC步进电机控制系统的设计毕业论文目录基于PLC步进电机控制系统的设计.............................................. I 摘要........................................................................ I Stepping motor control system based on PLC (II)Abstract ................................................................... II 第一章绪论. (1)1.1 PLC的发展及应用前景 (1)1.1.1 可编程控制器（PLC）的发展趋势 (1)1.1.2 可编程控制器（PLC）的应用领域 (1)1.1.3 PLC的应用前景 (1)1.2 提出问题 (2)1.2.1 机床滑台类型及控制 (3)1.2.2 本文的工作目的及意义 (3)1.2.3 本文的主要目的及意义 (3)1.3 系统功能 (4)第二章 PLC概述 (5)2.1 PLC的产生与发展 (5)2.1.1 PLC的产生及定义 (5)2.1.2 PLC的发展 (6)2.2 PLC的特点与功能 (7)2.2.1 PLC的特点 (7)2.2.2 PLC的功能 (7)2.3 PLC的结构 (8)2.4.1 梯形图 (9)2.4.2 语句表 (11)2.4.3 顺序功能图 (11)第三章步进电机概述 (12)3.1 步进电机工作原理 (12)3.2 步进电机的特性 (12)3.3 步进电机的分类 (13)3.4 步进电机驱动器的直流供电电源的确定 (13) 3.5 步进电机使用时的注意事项 (14)3.6 步进电机驱动器的细分原理及一些相关说明 (14) 3.7 反应式步进电机 (15)3.8本设计所用步进电机 (18)第四章总体方案设计 (19)4.1数控滑台的控制方法 (19)4.1.2进给速度控制 (19)4.1.3 进给方向控制 (19)4.2 PLC控制系统设计 (19)4.3 PLC控制系统的接地方法 (20)4.4步进电机的控制 (20)4.4.1步进电机的起停控制 (21)4.4.2步进电机的加减速控制 (21)4.4.3 步进电机的换向控制 (22)4.5 本章小结 (22)第五章数控滑台的设计 (23)5.1总体设计方案的确定 (23)5.2 机械部分设计计算 (23)第六章设计硬件电路 (36)6.1 硬件电路总体分析 (36)6.2总体设计分析图 (36)6.3电路总体设计 (36)6.4步进电机的驱动电路 (38)第七章软件设计 (44)7.1 可编程控制器（PLC）的工作原理 (44)7.2存储空间的计算 (47)7.3可编程控制器（PLC）提供的编程语言 (47)7.4 PLC编程中难点介绍 (49)7.4.1驱动电源的特殊性 (49)7.4.2用功能指令构建控制程序的有关问题 (49)7.5 PLC梯形图 I/O分配表 (50)第8章 GX Developer软件程序模拟运行 (51)8.1 程序运行图文说明 (51)结论 (68)附录 (69)1、流程图 (69)2、控制系统设计步骤 (69)参考文献 (71)1、参考资料 (71)2、参考论文 (72)外文文献 (74)中文翻译 (78)致谢 (81)第一章绪论1.1 PLC的发展及应用前景PLC 工艺自从出现一直到今天，已经由最初的接线逻辑发展到了储存逻辑，目前被大量的应用到众多的行业之中。

机电工程系基于PLC的步进电机运动控制系统设计专业：测控技术与仪器指导教师：xxx姓名: xxx _______________（2011年5月9日）目录一、步进电机工作原理 (1)1。

步进电机简介 (1)2。

步进电机的运转原理及结构 (1)3。

旋转 (1)4。

步进电动机的特征 (2)1）运转需要的三要素：控制器、驱动器、步进电动机 (2)2）运转量与脉冲数的比例关系 (2)3）运转速度与脉冲速度的比例关系 (2)二、西门子S7-200 CPU 224 XP CN (2)三、三相异步电动机DF3A驱动器 (3)1。

产品特点 (3)2。

主要技术参数 (3)四、PLC与步进电机驱动器接口原理图 (5)五、PLC控制实例的流程图及梯形图 (5)1.控制要求 (5)2。

流程图 (5)3.梯形图 (6)六、参考文献 (6)七、控制系统设计总结 (6)基于PLC的步进电机运动控制系统设计一、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）。

基于PLC的步进电机控制系统设计作者：***来源：《赤峰学院学报·自然科学版》2021年第01期摘要：本设计以西门子公司的S7-200可编程逻辑器为中央处理模块，以两相步进电机为控制对象，介绍了西门子S7-200PLC的控制原理和系统总体设计方法，并从软件设计方面详细地讲解了如何用PLC的移位指令和高速脉冲输出指令实现对步进电机的控制。

关键词：PLC;两相步进电机;步进电机驱动模块中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2021）01-0063-050 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2.1 PLC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步进电机控制实验报告PLC步进电机控制实验报告引言：在现代工业中，电机的运动控制是一个重要的环节。

PLC（可编程逻辑控制器）作为一种广泛应用于自动化领域的控制设备，被广泛应用于电机控制系统中。

本实验旨在通过使用PLC来控制步进电机，实现对电机的精确控制和定位。

一、实验目的本实验的主要目的是通过PLC来控制步进电机，实现对电机的精确控制和定位。

具体的实验目标如下：1.了解步进电机的工作原理和控制方式；2.掌握PLC的基本原理和编程方法；3.设计并实现一个简单的步进电机控制系统。

二、实验原理步进电机是一种能够将电脉冲信号转化为角位移的电动机。

它通过控制电流的方式来实现精确的位置控制。

步进电机的控制方式主要有两种：开环控制和闭环控制。

在本实验中，我们将使用开环控制的方式。

PLC是一种可编程的控制器，它可以根据预先编写的程序来控制设备的运行。

PLC的基本原理是通过输入模块接收外部信号，经过处理后，通过输出模块控制执行器的运动。

在本实验中，我们将使用PLC来控制步进电机的运动。

三、实验步骤1.准备工作：a.搭建步进电机控制系统，包括步进电机、PLC、电源等设备；b.连接电路，将PLC的输入模块与步进电机的控制信号线连接；c.编写PLC的控制程序。

2.程序设计：a.根据步进电机的控制方式，编写PLC的控制程序，包括控制信号的输出和控制逻辑的设计；b.根据实际需求，确定步进电机的运动方式和控制参数。

3.实验操作：a.将编写好的PLC程序下载到PLC设备中；b.启动PLC设备，观察步进电机的运动情况；c.根据实验需求，对步进电机的运动进行调试和优化。

4.实验结果分析：a.观察步进电机的运动情况，记录每次的位置和速度；b.根据实验数据，分析步进电机的控制效果和精度。

四、实验结果与讨论通过本次实验，我们成功地使用PLC来控制步进电机的运动。

通过对步进电机的控制参数进行调试和优化，我们实现了对电机的精确控制和定位。

步进电机plc课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习步进电机PLC（可编程逻辑控制器）的相关知识，使学生掌握步进电机的工作原理、PLC的基本组成、编程方法以及步进电机PLC控制系统的设计与调试。

1.了解步进电机的工作原理及其主要性能参数。

2.掌握PLC的基本组成、工作原理及其编程方法。

3.熟悉步进电机PLC控制系统的设计与调试。

4.能够分析步进电机的工作需求，选择合适的PLC控制器。

5.能够根据控制需求，编写相应的PLC程序。

6.能够对步进电机PLC控制系统进行调试与优化。

情感态度价值观目标：1.培养学生对新技术的兴趣和好奇心，提高学生的学习积极性。

2.培养学生团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力。

3.培养学生具备创新意识，激发学生对步进电机PLC技术的应用与发展前景的思考。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.步进电机的基本原理及其主要性能参数。

2.PLC的基本组成、工作原理及其编程方法。

3.步进电机PLC控制系统的设计与调试。

具体的教学内容安排如下：第一章：步进电机概述1.1 步进电机的工作原理1.2 步进电机的主要性能参数第二章：PLC基本组成与工作原理2.1 PLC的硬件组成2.2 PLC的工作原理2.3 PLC编程软件的使用第三章：PLC编程方法3.1 基本指令及其编程3.2 功能指令及其编程3.3 步进电机控制程序编写实例第四章：步进电机PLC控制系统设计与调试4.1 步进电机PLC控制系统设计流程4.2 步进电机PLC控制系统的调试与优化三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，包括：1.讲授法：通过讲解步进电机PLC的基本原理、编程方法等理论知识，使学生掌握相关知识点。

2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解步进电机PLC控制系统的应用，提高学生的实际操作能力。

3.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作，加深对理论知识的理解。