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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。
P L C控制步进电机的应用案例Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998PLC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 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）的使用脉冲输出指令PLSYM8029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7、梯形图程序（参考）8、制作触摸屏画面PLC控制步进电机的应用案例2（利用定时器T246产生脉冲）任务：利用步进电机驱动器可以通过PLC的高速输出信号控制步进电机的运动方向、运行速度、运行步数等状态。
其中：步进电机的方向控制，只需通过控制U/D-端的On和Off就能决定电机的正传或者反转；将光耦隔离的脉冲信号输入到CP端就能决定步进电机的速度和步数；控制FREE信号就能使电机处于自由转动状态。
1、系统接线系统选择外部连接方式。
PLC控制左右、旋转、上下步进驱动器的其中一个。
CP+端、U/D+端——+24VDC； CP-——Y0；U/D-——Y2；PLC的COM1——GND；A、A-——电机A绕组；B、B-——电机B绕组2、I/O分配X0—正转/反转方向，X1—电机转动，X2—电机停止，X4—频率增加，X5—频率减少；Y0—脉冲输出，Y2—方向。
用FX1S 实现PLC控制步进电机的实例(图与程序)原创2018-01-26 工控教练工控教练FX1s是晶体管型PLC，有两个脉冲输出端子，分别是Y0 和Y1，能同时输出两组100KHZ的脉冲。
PLS+，PLS-是步进驱动器的脉冲信号端子，DIR+，DIR-是步进驱动器的方向信号端子。
本次实例的动作方式：当正转开关X0 闭合时，电机动作到A 点停止；当反转开关X1 闭合时，电机动作到B 点停止。
1·绝对位置控制(DRVA)，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：正转开关X0 闭合时，电机动作到A 点停止；反转开关X1 闭合时，电机动作到B 点停止。
2 三菱FX系列PLC绝对位置控制指令DRVA应用：绝对位置控制指令DRVA的格式：DRVA D0 D2 Y0 Y2 *D0：目标位置，可以是数值或是寄存器，也就是PLC要输出的脉冲个数。
*D2：输出脉冲频率，可以是数值或是寄存器。
也就是PLC输出的脉冲频率，也就是速度*Y0：脉冲输出地址，只能是Y0或Y1。
*Y2：方向控制输出，正向是ON或是OFF，反向是OFF或是ON （根据所控制执行元件设置来确定）3下面是PLC程序的梯形图：(此程序只为说明用，实用需改善。
)·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。
摘要对可编程序控制器的步进电机控制系统进行设计,阐明了可编程序控制器及步进电机的结构和工作原理，同时给出了可编程序控制器控制步进电机电气控制系统的硬件组成和软件设计，包括可编程序控制器输入输出接线图、梯形图、程序设计和步进电机的驱动电路。
提出基于PLC的四相八拍步进电机控制的方案,介绍了控制系统的设计方案及其软硬件的实现方法，实现对四相步进电机的启动,停止控制、正反转控制。
方法简单易行,编程容易,可靠性高。
关键字：步进电动机 PLC 梯形图驱动电路目录1 引言 (4)2课题分析 (4)2.1 任务分析 (4)2.2 方案设计 (4)3 反应式步进电机 (6)3.1 步进电机的结构 (6)3.2 步进电机的工作原理 (7)4 可编程器件FX2N-32MR (8)4.1 FX2N-32MR的结构 (8)4.2 FX2N-32MR的工作原理 (8)5 硬件设计 (8)5.1 I/O端口 (8)5.2 I/O端子连接线 (9)5.3 驱动电路 (10)6 软件设计 (11)6.1 PLC控制步进电机控制方法 (11)6.2 梯形图 (12)7 调试 (14)7.1 硬件调试 (14)7.2 软件调试 (15)7.3 运行调试 (15)8 结论 (15)9 心得体会 (15)参考文献 (16)1．引言随着微处理器、计算机和数字通信技术的发展，计算机控制已经广泛地应用在所有的工业领域。
现代社会要求制造业对市场做出迅速的反应，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有较高的可靠性和灵活性，可编程器件正是顺应这个要求，PLC已广泛应用各种机械设备和生产过程的自动化控制系统中。
步进电机是一种控制精度极高的电机。
在PLC步进电动机的控制系统中，输入到步进电动机绕组中的脉冲数或频率可以控制步进电动机的角位移和转速，在给步进电动机的各绕组输入脉冲时需要应用脉冲分配器分配脉冲。
2．课题分析2.1 任务分析步进电动机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。
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。
PLC如何控制步进电机PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用于工业控制系统中的数字计算机。
它由中央处理器、内存、输入输出模块和编程模块组成，可以实现自动化控制以及过程监控和数据采集等功能。
步进电机是一种将电信号转换为机械运动的设备，其运动是通过依次切换电机的多个绕组来实现的。
PLC可通过适当的接口电路和输入输出模块来控制步进电机的动作。
以下是PLC控制步进电机的一般步骤：1.熟悉步进电机的原理和结构：步进电机由多个绕组组成，每个绕组称为一个相。
电流通过相绕组时，会产生磁场，从而使电机转动。
2.确定步进电机的驱动方式：步进电机的驱动方式通常有两种，即单相驱动和双相驱动。
单相驱动是指一次只激活一个相绕组，而双相驱动是指一次激活两个相绕组。
3.连接PLC和步进电机：根据步进电机的引脚定义，通过适当的接口电路将PLC的输出连接到步进电机的绕组上。
这些接口电路通常由继电器、晶体管、驱动板等组成，用于增加输出电流的驱动能力。
4.编写PLC程序：使用PLC的编程软件，编写控制步进电机的程序。
根据步进电机的驱动方式和需求，定义相应的输入输出变量、计时器、计数器和状态触发器等。
通过逻辑语句和函数块，实现步进电机的控制逻辑。
5.配置PLC的输入输出模块：根据实际连接情况，配置PLC的输入输出模块。
将步进电机的输入信号与PLC的输入模块相连，将步进电机的输出信号与PLC的输出模块相连。
6.调试和测试：在PLC上加载编写好的程序，对步进电机进行调试和测试。
通过监视和分析PLC的输入输出变量，检查步进电机的运动和状态是否符合预期。
7.优化和改进：根据实际的运行情况，不断优化和改进步进电机的控制程序。
可以通过修改控制逻辑、增加运动规划算法、调整驱动参数等方式改善步进电机的运动精度和稳定性。
总结起来，PLC可以通过适当的接口电路和输入输出模块来控制步进电机的动作。
通过编写PLC程序，并配置输入输出模块，可以使步进电机按照预定的路线和速度运动。
