课程设计三相六拍步进电机plc控制系统

数字电子技术课程设计报告一、步进电机相关知识介绍步进电机是一种数字信号控制的传动机构, 若在其输入端加入一个脉冲信号, 该电动机就会转动一个角度或移动一定距离。

步进电机由转子和定子两部分组成。

在定子的6个磁极上分别绕有绕组, 对称的绕组形成一相绕组, 三相电机有A.B.C三相绕组。

每给一相绕组通电一次称为一拍。

三相六拍步进电机的工作的次序为A—AB—B—BC—C—CA—A。

步进电机每步旋转的角度大小, 称为步距角。

它是由电动机本身转子的齿数和每一个通电循环内通电节拍决定的。

本次课程设计采用转子为4个齿的步进电机, 三相六拍模式的步距角为15°。

脉冲信号按规定的方式分配给步进电机各相绕组, 使各相绕组轮流接受脉冲信号的控制, 通常是由环形分配器来实现的。

实现这种分配方式的电路称为环形分配器。

它是一个中间转换环节, 前面与脉冲振荡器相接, 后面接功率驱动器。

三者组成了步进电机的驱动电路。

环形脉冲分配器的设计是驱动电路设计的第一步, 也就是本次课程设计的重点和难点。

环形分配器目前逐步走向集成电路化, 各种相数的步进电机环形分配器的集成块市场已有出售, 但采用各种门电路和常用芯片组成的环形分配器仍普遍应用。

此次课程设计要求运用数字电路设计一个三相六拍步进电机控制器, 其意义便在于此。

二、方案设计1.电路设计要求对三相六拍步进电机的控制, 主要分为两个方面: 三相绕组的接通与断开顺序控制。

即: 正转顺序: A-AB-B-BC-C-CA-A: 反转顺序: A-AC-C-CB-B-BA-A以及每个步距角的行进速度。

围绕这两个主要方面, 可提出具体的控制要求如下：（1）可正转起动或反转起动；（2）运行过程中, 点击能够正转、反转、保持；（3）可使用手动使时钟频率f=1~50Hz, 连续可调。

2.电路用到的实验仪器74LS00*3（与非门）74LS74*2（D触发器）74LS04 *1(非门)LED灯*3+5V 电源导线若干时钟频率发生器三、总体设计原理及框图通常来说, 步进电机驱动器所要实现的功能简单来说就是控制电机的转动方向和转速。

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。

PLC的输出信号有三个，即三个输出继电器。
根据I/O端子的数量和种类，选择FX2N-16MR PLC机一台。
3.2
名称
代码
地址编号
输入
停止
SB0
X000
正转
SB1
X001
反转
SB2
X002
低速
SB3
X003
高速
SB4
X004
输出
A相
KM1
Y000
B相
KM2
Y001
C相
KM3
Y002
3.3 I/O
第四章
设
计
技
术
参
数
采用PLC构成三相六拍步进电机的电气控制系统。控制要求查阅相关文献。
设
计
要
求
1)根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。
2)根据控制要求，编制PLC控制程序
3)按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。
参
考
资
料
1、《PLC电气控制技术》漆汉宏主编机械工业出版社2008
a.A相通电b.A、B相通电c.B相通电d.B、C相通电
图1三相六拍步进电机通电时转子位置
设A相首先通电，转子齿与定子A、A′对齐（图1a）。然后在A相继续通电的情况下接通B相，这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是A、A′极继续拉住齿1、3，因此，转子转到两个磁拉力平衡为止，这时转子的位置如图1b所示，即转子从图1a位置顺时针转过了15°。接着A相断电，B相继续通电，这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐（图1c），转子从图1c的位置又转过了15°，其位置如图1d所示。这样，如果按A→AB→B→BC→C→CA→A…的顺序轮流通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角15°。电流换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。如果按A→AC→C→CB→B→BA→A…的顺序通电，则电机转子逆时针方向转动。

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。

《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 (2)1.1研究的现状 (2)1.2PLC控制步进电机发展的趋势 (3)1.3本设计的目的、意义 (3)1.4小结 (3)第二章三相六拍步进电机的PLC控制和要求 (3)2.1可编程控制器的工作原理 (3)2．2步进电机的工作原理及其控制要求 (5)2.2.1工作原理 (5)2.2.2控制要求 (6)2.2.3步距角的细分 (7)2．3PLC控制系统所需I/O点数的确定和存储器容量的估算 (7)2．4PLC控制系统所需机型的选择 (8)2．5PLC控制系统的设计思想 (8)第三章实验调试和结果分析 (9)3.1PLC控制系统中I/O端子接线图及I/O地址分配表 (9)3.1.1 步进电机I/O分配表 (9)3.1.2 I/O端子接线图 (9)3.1.3 步进电机控制流程图 (9)3.2梯形图 (9)3.3指令语句表 (9)3.4实验的时序图 (9)3.5实验调试中遇到的问题及解决方案 (9)3.6小结 (10)第四章．论文总结及展望 (10)4.1论文总结 (10)4.2工作展望 (11)致谢 (12)参考文献 (12)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。

国内为了省钱就大多数使用相对省资源的查表法，但是对于速度变化范围很大的控制来说，在低速时会由于表本身的精度原因造成稳定性变差，噪声变大的问题。

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。

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。

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。

机电工程学院课程设计说明书设计题目: 三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试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。

关键词：PLC控制;三相六拍;步进电动机;电机正反转目录引言 (1)第1章步进电动机和PLC简介 (2)1.1步进电动机 (2)1.1.1三相六拍步进电动机 (2)1.2PLC简介 (3)1.2.1可编程控器概述 (3)1.2.2 可编程控制器的定义 (3)1.2.3 PLC的特点 (3)第2章三相六拍步进电动机控制程序的设计 (5)2.1控制程序流程图及软件模块 (5)2.2梯形图程序设计 (7)2.2.1 CPU的选择 (7)2.2.2输入输出编址 (7)2.2.3状态真值表 (7)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程序的运行及调试 (14)2.6I/O接线图 (16)结论 (17)设计总结 (18)谢辞 .................................................. 错误！未定义书签。

课程设计课程名称PLC课程设计题目名称三相六拍步进电动机控制系统学生学院__自动化学院______专业班级__网络工程3班____学号___3111001381_____学生姓名____何宇航______指导教师潘运红2014年 6 月29日一、课程设计的目的与要求通过PLC课程设计，进一步掌握PLC的原理和系统设计方法。

培养和锻炼应用PLC的能力。

为今后实际应用和设计PLC系统打下良好的基础。

要求了解PLC控制系统设计的全过程，熟悉PLC系统设计的相关内容，掌握系统的方法和步骤。

主要包括：系统工艺过程和控制要求；系统分析和方案论证、系统功能图；硬件设计、程序设计；系统的调试步骤和方法二、实验内容和要求1．实验内容完成三相六拍步进电动机控制系统2．系统描述及控制要求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→A(1)用①号开关控制其运行 (ON 为启 / OFF 为停 )；②号开关控制其转向 ( ON 为正转，OFF 为反转 )，正、反转切换无须经过停车步骤；(2)2、③号开关可以控制其以两种初始速度运行：③号开关ON则以低速运行 (转过一个步距角需 2 秒)，③号开关OFF则以高速运行 (转过一个步距角需 1 秒)。

另设置按钮④，每按一次按钮④，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间在当前基础上减少0.1秒），设置按钮⑤，每按一次按钮⑤，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间在当前基础上增加0.1秒）。

调速时若转过一个步距角所需时间增至3秒则不再变化，时间减至0.5秒则不再变化。

1.2方案论证3．课题要求(1)按题意要求，分析控制系统，列出I/O分配表，画出 I/O接线图，根据系统设计需求画出顺序功能图、系统运行框图或流程图，编写控制梯形图。

(2)利用编程器输入梯形图控制程序，模拟运行，完成调试。

4．完成课程设计报告书。

《电气控制与可编程控制器技术A》课程设计报告题目：三相步进电机的模拟控制院（系）：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：2014 年6 月 3 日至2014 年 6 月 13 日华中科技大学武昌分校制《电气控制与可编程控制器技术A》课程设计任务书目录1三相步进电机的PLC控制与要求 (1)1.1控制要求 (1)1.2设计要求 (1)2步进电机及PLC的工作原理 (2)2.1步进电机简介 (2)2.2步进电机的分类 (2)2.3步进电机的基本参数 (3)2.4步进电机主要特点 (4)2.5 反应式步进电机原理 (4)2.6 PLC的工作原理 (5)2.7 GX-Developer简介 (7)3设计方案及实验调试 (9)3.1步进电机I/O口分配表 (9)3.2 I/O口端子接线图 (9)3.3 设计流程 (9)3.4 设计梯形图 (11)3.5 调试过程及问题分析 (13)课程设计总结 (14)参考文献 (15)1三相步进电机的PLC控制与要求1.1控制要求本设计要求利用PLC构成三相步进电机控制系统，完成主电路的接线，并编写三拍、六拍、单步和连续控制的程序并调试。

1.2设计要求①当钮子开关拨到单步时，必须每按一次起动，电机才能旋转一个角度；②当钮子开关拨到连续时，按一次起动，电机旋转，直到按停止；③当钮子开关拨到三拍时，旋转的角度为3度；④当钮子开关拨到六拍时，旋转的角度为1.5度；⑤当钮子开关拨到正转时，旋转按顺时针旋转；⑥当钮子开关拨到反转时，旋转按逆时针旋转；⑦当单步要转到连续，可以通过停止也可以直接转换；(通过编程)⑧当连续要单步连续，可以通过停止也可以直接转换；(通过编程)⑨当三拍要转到六拍，可以通过停止也可以直接转换；(通过编程)⑩当六拍要转到三拍，可以通过停止也可以直接转换；(通过编程)⑪当正转要转到反转，可以通过停止也可以直接转换；(通过编程)⑫当反转要转到正转，可以通过停止也可以直接转换；(通过编程)2步进电机及PLC的工作原理2.1步进电机简介步进电动机是一种将数字脉冲信号转换成机械角位移或者线位移的数模转换元件。

步进电机的plc控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解步进电机的基本原理和工作特性；2. 让学生掌握PLC在步进电机控制中的应用，包括编程、调试及故障排查；3. 让学生了解步进电机与PLC接口的技术要求及其在实际工程中的应用。

技能目标：1. 培养学生运用PLC进行步进电机控制程序编写的能力；2. 培养学生进行步进电机控制系统的调试与优化的能力；3. 培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。

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，激发学生的创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度和团队合作意识，增强学生的责任感和使命感；3. 引导学生认识到自动化技术在我国工业发展中的重要作用，增强学生的民族自豪感。

课程性质：本课程为实践性较强的专业课，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。

学生特点：学生已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的了解，但实际操作经验不足。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力，提高学生的创新意识和解决实际问题的能力。

通过本课程的学习，使学生能够独立完成步进电机PLC控制系统的设计与实施。

二、教学内容1. 步进电机原理及特性：包括步进电机的结构、工作原理、主要性能参数及其在自动化系统中的应用。

教材章节：第二章 步进电机原理与特性2. PLC控制步进电机的基础知识：介绍PLC与步进电机接口技术，步进电机控制参数设置及编程方法。

教材章节：第三章 PLC控制步进电机基础3. 步进电机PLC控制系统设计：讲解控制系统的设计步骤，包括硬件选型、软件编程、系统调试与优化。

教材章节：第四章 步进电机PLC控制系统设计4. 实践操作：安排学生进行步进电机PLC控制系统的搭建、编程、调试及故障排查，提高学生的动手能力。

教材章节：第五章 实践操作与案例分析5. 课程总结与拓展：对所学内容进行总结，探讨步进电机PLC控制技术在现代工业中的应用及发展趋势。

电气工程学院课程设计说明书设计题目：三相六拍步进电机PLC控制系统设计系别：电气工程学院年级专业：应用电子学号：学生姓名：指导教师：电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：学号学生姓名专业班级设计题目三相六拍步进电机PLC控制系统设计设计技术参数采用PLC构成三相六拍步进电机的电气控制系统。

控制要求查阅相关文献。

设计要求1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括PLC硬件配置电路。

2) 根据控制要求，编制PLC控制程序3) 按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。

参考资料1、《PLC电气控制技术》漆汉宏主编机械工业出版社20082、图书馆各类期刊文献相关数据库3、相关电气设计手册周次第一周第二周应完成内容完成全部方案设计：周一、二：查、阅相关参考资料周二至周五：方案设计周六、日：设计方案完善周一、二：完成设计说明书周三、四：绘制A1设计图纸周五：答辩考核指导教师签字基层教学单位主任签字说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科摘要步进电机广泛应用于数控机床，加工中心等各种自动化控制系统中，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，在国民经济各个领域都有应用。

PLC(可编程序控制器）是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一门新兴技术，是实现工业生产、科学研究以及其他各个领域自动化的重要手段之一，应用十分广泛，是现代工业控制的三大支柱之一。

本设计是用PLC实现三相六拍步进电机驱动过程控制，使步进电机动作的抗干扰能力强、可靠性高，而且系统构成十分灵活，便于在线修改。

关键词：步进电机PLC 三相六拍目录第一章课题任务分析 (4)1.1 三相六拍步进电机概况 (4)1.2 三相六拍步进电机的选择 (5)1.3 用PLC控制三相六拍步进电机的设计要求 (6)第二章三相六拍步进电机的驱动控制 (7)2.1 驱动电源的组成 (7)2.2 驱动电源各部分简介 (7)第三章硬件设计 (9)3.1确定I/O点数及PLC机的选择 (9)3.2 控制系统的I/O口及地址分配 (9)3.3 I/O端子接线图 (10)第四章软件设计 (11)4.1.1转速的控制 (11)4.1.2正反转控制 (11)4.1.3 状态转移图 (12)4.1.4 步进梯形图 (13)4.1.5 指令表 (19)第五章心得体会 (21)参考文献 (22)第一章课题任务分析1.1 三相六拍步进电机概况一般电机都是连续旋转，而步进电机却是一步一步转动的，故叫步进电机。

电气工程学院课程设计说明书设计题目：系别：年级专业：学号：学生姓名：指导教师：电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科摘要PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

本设计是用PLC做三相六拍步进电机的控制核心，用按钮开关来实现对步进电机正、反转运行控制，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、低速度的切换控制。

关键词：PLC控制三相六拍正反转运行高低速运行目录封皮 (1)任务书 (2)摘要 (3)目录 (4)第一章三相六拍步进电机的PLC控制及要求 (5)步进电机的工作原理 (5)三相六拍步进电机控制要求 (5)步进电机的驱动 (6)第二章参数选择 (7)三相六拍步进电机的参数选择 (7)PLC的选择 (7)功率放大电路参数选择 (7)第三章整体设计 (7)PLC的I/O端口分配表 (7)硬件接线图 (8)程序流程图 (8)状态转移图 (9)步进梯形图 (10)时序图 (12)总结 (13)参考文献 (14)评审意见表 (15)第一章三相六拍步进电机的PLC控制及要求1．1步进电机的工作原理电机的定子上有六个均布的磁极，其夹角是60º。

各磁极上套有线圈，连成A、B、C三相绕组。

转子上均布40个小齿。

所以每个齿的齿距为θE=360º/40=9º，而定子每个磁极的极弧上也有5个小齿，且定子和转子的齿距和齿宽均相同。

由于定子和转子的小齿数目分别是30和40，其比值是一分数，这就产生了所谓的齿错位的情况。

一3 相6 拍步进电动机控制程序的设计
对于3相6拍步进电动机的控制程序，可以采用以下的设计方法：
1. 确定步进电动机的相序和步进角度，以便控制程序可以正确地驱动电机。

2. 编写一个驱动程序，将相应的脉冲信号发送给步进电动机，以驱动它进行旋转运动。

3. 可以根据需要添加一些状态指示功能，如转速、位置信息等，以便更好地控制和监测步进电动机的运动情况。

4. 在程序设计过程中，需要考虑到实际的使用情况和需要控制的精度，以确保程序的运行效果和可靠性。

5. 最后，需要对程序进行测试和调试，以确保控制程序可以正确地驱动步进电动机进行运动。

1 引言1.1课程设计任务和要求课程设计任务:设计一个三相步进电机控制系统，设计一个计算机步进电机程序控制系统，可以对步进电机的转速、转向以及位置进行控制。

通过设计，掌握步进电机的工作原理、掌握步进电机控制系统的设计原理、设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。

要求完成的主要任务:（1）设计接口电路和驱动电路，对步进电机进行控制。

（2）选择控制算法，编写控制程序，实现三相步进电机在六拍工作方式下先正转90度，然后再反转60度，要求其速度可调，转向可控。

（3）写出设计说明书。

课程任务要求:（1）查阅资料，确定设计方案（2）选择器件，设计硬件电路，并画出原理图和PCB图（3）画出流程图，编写控制程序（4）撰写课程设计说明书2 步进电机的概述2.1 步进电机的特点1）一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。

2）步进电机外表允许的温度高。

步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。

3）步进电机的力矩会随转速的升高而下降。

当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。

在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。

4）步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。

步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。

在有负载的情况下，启动频率应更低。

如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。

2.2 步进电机的工作原理步进电机是一种用电脉冲进行控制 ,将电脉冲信号转换成相位移的电机,其机械位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成正比,每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度.脉冲的数量决定了旋转的总角度 ,脉冲的频率决定了电机运转的速度.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。