五相单双十拍步进电动机控制程序的设计与调试-河南工业大学
- 格式：doc
- 大小：904.50 KB
- 文档页数：27
下载文档原格式
合集下载
五相单双十拍步进电动机控制程序的设计与调试
机电工程学院课程设计说明书设计题目:五相单双十拍步进电动机控制程序的设计和调试学生姓名： xxx学号： 20094805xxxx专业班级：机制F09xx指导教师： xxx2012年12月14 日内容摘要步进电机是一种控制精度极高的电机, 在工业上有着广泛的使用。
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。
基于PLC控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点。
矩角特性是步进电机运行时一个很重要的参数，矩角特性好，步进电机启动转矩就大，运行不易失步。
改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现。
本文主要是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。
本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。
其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、梯形图以及语句表。
本文设计过程中使用了移位指令，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。
在实际使用中表明此设计是合理有效的。
关键词: S7-200 PLC；梯形图；五相十拍步进电动机目录第1章引言 (1)1.1 五相步进电动机的控制要求 (1)1.2 程序设计的基本思路 (2)第2章 PLC控制系统设计 (2)2.1 PLC类型选择 (2)2.2 I/O点的分配和编号 (2)2.3 PLC外部接线图 ................................... 错误！未定义书签。
2.4 绘制控制流程图................................... 错误！未定义书签。
2.5 梯形图程序设计................................... 错误！未定义书签。
2.5.1 步进控制设计 (4)2.5.2梯形图...................................... 错误！未定义书签。
五相十拍步进电动机控制 PLC课程实验报告
PLC 原理及应用课程设计JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY PLC控制技术课程设计说明书专业：班级：学号：姓名：指导教师：提交日期：PLC 原理及应用课程设计目录1.1 PLC ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31.2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32.1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42.2 PLC ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53.1PLC⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3.2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3.3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3.4PLC⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7PLC4.1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 4.2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11第2页共14页2PLC 原理及应用课程设计第一部分设计任务和要求1.1 PLC 系统设计内容与步骤PLC 课程设计主要步骤如下：1、分析被控对象的工艺条件和控制要求。
被控对象是指受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
在进行系统设计时，首先需要深入了解被控对象的特点、控制过程与要求等。
确定被控对象与PLC 之间的输入、输出关系。
控制要求主要指控制系统的基本方式、应完成的动作等，同时要注意必要的保护和连锁等2、选择 I/O 设备。
根据控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备的具体型号、数量等。
常用的输入设备有按钮、限位开关，传感器等；常用的输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。
3、选择PLC 的型号。
根据已选择的I/O 设备，统计I/O 点数，选择合适的PLC 类型，在选择时要考虑所需机型的容量大小、 I/O 模块种类及电源类型等。
4、分配 I/O 点。
只有分配 PLC 的 I/O 点后，方可进行程序设计。
五相十拍步进电动机PLC控制设计指导书
毕业设计任务书及指导书毕业设计指导老师：王燕常州工程职业技术学院自动化技术系2010年11月26日常州工程职业技术学院毕业综合课题任务书（生产过程自动化技术专业）自动化技术系生产过程自动化技术专业自动化0821 班师万里同学教研室指导教师：教研室主任：系主任：毕业综合课题（设计）指导书一、毕业综合课题（设计）目的：1．使学生进一步巩固和加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握，使之系统化、综合化。
2．培养学生综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力。
3．培养学生的设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等基本实践能力以及外文资料的阅读和翻译的基本技能，使学生初步掌握科学研究的基本方法。
4．使学生树立符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，培养严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。
5．使学生获得从事科研工作的初步训练，培养学生独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际文集的能力，尤其注重培养学生独立获取新知识的能力。
二、PLC设计类型的选择PLC设计的常见类型有五种：开关量的逻辑控制、模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、数据采集与监控、通讯联网及集散控制。
作为毕业设计，最普遍的是前二种较为简单的类型。
而开关量的顺序控制又是工业自动化设计的首选。
可用PLC 作为开关量逻辑控制、定时控制、计数控制，利用PLC取代传统继电器接触器控制，如机床电气、电机控制中心等，也可取代用于单机、多机以及生产线的自动化控制场合。
用PLC实现闭环过程控制是PLC的第二个重要的应用方向，例如深度、压力、流量等连续变化的模拟量闭环PID控制。
这种类型主要是用在系统中的开关量较多，模拟量较少的场合。
不过PLC中的模拟量输入/输出模块和PID模块价格较贵，相对于单片机、工业控制计算机系统来说投入较高，而显示、编程功能较弱。
五相十拍步进电机
机电传动与控制综合课程设计设计说明书设计题目: 五相十拍（2/3）步进电机控制程序设计院系名称：机电工程学院专业班级：机制F09 学生姓名：学号： ********指导教师：***2012年12 月05 日内容摘要本文主要是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。
其中步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，是一种控制精度极高的电机,常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。
可编程控制器是工业自动化设备的主导产品，具有控制功能强，可靠性高，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点。
本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。
其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。
本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。
在实际应用中表明此设计是合理有效的。
关键词: PLC;梯形图；元件清单；五相十拍步进电机目录第1章引言 (1)第2章系统总体方案设计 (2)2.1 程序设计的基本思路 (2)2.2 五相步进电动机的控制要求 (2)2.3 方案原理分析 (2)第3章 PLC控制系统设计 (4)3.1 设计流程分析 (4)3.1.1 控制流程图 (4)3.1.2电机工作过程图 (5)3.2 I/O地址分配表 (5)3.3 PLC外部接线图 (6)3.4 主电路 (7)3.5 元件清单 (8)3.6 程序设计 (8)3.6.1 步进控制设计 (8)3.6.2 梯形图设计 (10)3.7 调试说明 (11)第4章设计总结 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录 (15)附录一程序梯形图 (15)附录二程序语句表 (20)第1章引言步进电机作为执行元件，是电气自动化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
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。
五相十拍步进电机
机电传动与控制综合课程设计设计说明书设计题目: 五相十拍（2/3）步进电机控制程序设计院系名称：机电工程学院专业班级：机制F09 学生姓名：学号： ********指导教师：***2012年12 月05 日内容摘要本文主要是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。
其中步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，是一种控制精度极高的电机,常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。
可编程控制器是工业自动化设备的主导产品，具有控制功能强，可靠性高，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点。
本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。
其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。
本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。
在实际应用中表明此设计是合理有效的。
关键词: PLC;梯形图；元件清单；五相十拍步进电机目录第1章引言 (1)第2章系统总体方案设计 (2)2.1 程序设计的基本思路 (2)2.2 五相步进电动机的控制要求 (2)2.3 方案原理分析 (2)第3章 PLC控制系统设计 (4)3.1 设计流程分析 (4)3.1.1 控制流程图 (4)3.1.2电机工作过程图 (5)3.2 I/O地址分配表 (5)3.3 PLC外部接线图 (6)3.4 主电路 (7)3.5 元件清单 (8)3.6 程序设计 (8)3.6.1 步进控制设计 (8)3.6.2 梯形图设计 (10)3.7 调试说明 (11)第4章设计总结 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录 (15)附录一程序梯形图 (15)附录二程序语句表 (20)第1章引言步进电机作为执行元件，是电气自动化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
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。
10个PLC设计课题
目录课题1：十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试课题2： PLC 控制变频调速系统设计与调试课题3：五层电梯模型 PLC 控制系统设计与调试课题4：五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试课题5：机械手操作控制装置课题6：工业铲车操作控制课题7：车辆出入库管理课题8：自动门控制装置课题9：三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试课题10：锯齿波发生器课题1：十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试--------------------------------------------------------------------------------一、控制要求：1．系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停止工作。
2．控制对象有八个：东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。
3．控制规律：1）高峰时段按时序图二（见附图）运行，正常时段按时序图三（见附图）运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为：东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。
2）高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行(见附图)。
二、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三、答辩问题：1．正常时段 6:30 的起始时间改为 5:30，梯形图作如何改动?2．高峰时段 16:30 的起始时间改为 16:00，梯形图作如何改动？3．正常时段东西左转弯绿灯 45 秒的起始时间改为 40秒，梯形图作如何改动?4．高峰时段东西左转弯绿灯 55 秒的起始时间改为 60秒，梯形图作如何改动?5．如何在交通控制灯起动时，校正当时的时钟?课题2：PLC控制变频调速系统设计与调试--------------------------------------------------------------------------------一、控制要求：1．变频调速器受 0 ～ 10V 输入电压控制：0V 输出频率为 0HZ，对应同步转速为 0 r/min；5V 输出频率为 50HZ，对应同步转速为 1500 r/min；10V 输出频率为 100HZ，对应同步转速为 3000 r/min；输入电压与输出频率按线性关系变化。
五相单双十拍步进电动机的程序与调试
内容摘要基于PLC控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设置灵活等优点，本次课程设计主要采用PLC来控制步进电动机的运转，以此实现五相单双十拍的程序设计，主要采用移位指令对脉冲进行步进控制，即每当脉冲右移一位时，步进电动机则转过一个步距角，即完成程序所谓的一拍，完成十拍后则移位寄存器对此重新赋予初值，以此完成其任务要求；该设计比较着重的讲解了PLC控制步进电动机的过程，以及PLC 设计的基本步骤和方法，其主要内容包括课题的设计任务与要求，主电路，I/0地址分配表，PLC外部接线图，控制流程图，移位指令控制步进逻辑表，梯形图，语句表及元件清单等，本程序尤其是采用了16位移位寄存器，简化了程序设计，在程序设计中起到了重要有效的作用。
关键词：PLC；步进电动机；步距角；梯形图目录第1章引言---------------------------------------------------------------------- 1第2章系统总体方案设计------------------------------------------------------ 22.1确定控制方案 -------------------------------------------------------------- 22.1.1 程序设计的基本思路------------------------------------------------- 22.1.2 五相步进电动机的控制要求------------------------------------------ 22.1.3 方案原理分析-------------------------------------------------------- 2第3章 PLC控制系统设计--------------------------------------------------- 33.1输入输出地址分配---------------------------------------------------------- 33.2PLC类型选择-------------------------------------------------------------- 43.3系统接线图设计------------------------------------------------------------ 43.4控制流程图----------------------------------------------------------------- 43.5梯形图设计----------------------------------------------------------------- 63.5.1 步进控制程序设计 --------------------------------------------------- 63.5.2 梯形图设计---------------------------------------------------------- 83.6元件清单------------------------------------------------------------------ 13结论------------------------------------------------------------------------------ 14设计总结------------------------------------------------------------------------- 15谢辞------------------------------------------------------------------------------ 16附录（源程序语句） ----------------------------------------------------------- 17参考文献------------------------------------------------------------------------- 21第1章引言步进电动机广泛用于工业的各个领域中，步进电动机具有快速起停、精确步进、定位等特点；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。
五相十拍步进电动机控制-PLC课程实验报告
P L C 控制技术课程设计说明书专 业 ： 班 级 ： 学 号 ： 姓 名 ： 指导教师 ： 提交日期 ：JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY目录第一部分设计任务和要求1.1 PLC系统设计内容与步骤 (3)1.2 系统控制要求 (3)第二部分设计方案2.1 总体设计方案说明 (4)2.2 PLC系统组成方框图 (5)第三部分系统硬件设计3.1PLC的选型和硬件配置 (6)3.2主电路设计 (6)3.3输入输出地址分配 (6)3.4PLC的控制电路 (7)第四部分 PLC控制软件设计与调试4.1系统程序设计 (7)4.2调试结果与分析 (10)第五部分课程设计总结 (10)第六部分参考文献 (11)第一部分设计任务和要求1.1 PLC系统设计内容与步骤PLC课程设计主要步骤如下：1、分析被控对象的工艺条件和控制要求。
被控对象是指受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
在进行系统设计时，首先需要深入了解被控对象的特点、控制过程与要求等。
确定被控对象与PLC之间的输入、输出关系。
控制要求主要指控制系统的基本方式、应完成的动作等，同时要注意必要的保护和连锁等2、选择I/O设备。
根据控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备的具体型号、数量等。
常用的输入设备有按钮、限位开关，传感器等；常用的输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。
3、选择PLC的型号。
根据已选择的I/O设备，统计I/O点数，选择合适的PLC类型，在选择时要考虑所需机型的容量大小、I/O模块种类及电源类型等。
4、分配I/O点。
只有分配PLC的I/O点后，方可进行程序设计。
5、程序设计，它是整个系统设计的核心工作，首先要熟悉控制要求，根据控制要求设计好梯形图程序。
6、输入程序后调试程序。
调试过程中如果发现问题，则要采取措施逐一排除，直至调试成功。
7、编写技术文件。
则要包括说明书、电气原理图，电气元件明细表，程序等。
五相十拍步进电动机控制课程教学设计
第三章 PLC控制系统设计
3．1输入输出编址
控制步进电机的个输入开关及控制A、B、C、D、E五相绕组工作的输出端在PLC中的I/O编址如表1所示。
表1 I/O地址分配表
输入点
输出点
元件名称
符号
地址编码
元件名称
符号
地址编码
启/停开关
SB1
I0.0
A绕组
A
Q0.0
0.5s低速运行开关
SB2
I0.1
B绕组
2.3方案原理分析………………………………………………………4
2.3.1 功能要求………………………………………………… 4
2.3.2 性能要求………………………………………………… 5
第三章PLC控制系统设计…………………………………………………………… 6
3．1输入输出编址………………………………………………………6
第二章 系统总体方案设计
2.1程序设计的基本思路
在进行程序设计时，首先应明确对象的具体控制要求。由于CPU对程序的串行扫描工作方式，会造成输入输出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间，最长可达两个扫描周期，程序越长，这种滞后越明显，则控制精度就越低。因此，在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。以SIMATIC移位指令为步进控制的主体进行程序设计，可较好的满足上述设计要求。
B相 Q0.1=M1.1+M1.0+M0.7+M0.1+M0.0
C 相Q0.2=M1.1+M1.0+M0.7+M0.6+M0.5
3．1输入输出编址
控制步进电机的个输入开关及控制A、B、C、D、E五相绕组工作的输出端在PLC中的I/O编址如表1所示。
表1 I/O地址分配表
输入点
输出点
元件名称
符号
地址编码
元件名称
符号
地址编码
启/停开关
SB1
I0.0
A绕组
A
Q0.0
0.5s低速运行开关
SB2
I0.1
B绕组
2.3方案原理分析………………………………………………………4
2.3.1 功能要求………………………………………………… 4
2.3.2 性能要求………………………………………………… 5
第三章PLC控制系统设计…………………………………………………………… 6
3．1输入输出编址………………………………………………………6
第二章 系统总体方案设计
2.1程序设计的基本思路
在进行程序设计时，首先应明确对象的具体控制要求。由于CPU对程序的串行扫描工作方式，会造成输入输出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间，最长可达两个扫描周期，程序越长，这种滞后越明显，则控制精度就越低。因此，在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。以SIMATIC移位指令为步进控制的主体进行程序设计，可较好的满足上述设计要求。
B相 Q0.1=M1.1+M1.0+M0.7+M0.1+M0.0
C 相Q0.2=M1.1+M1.0+M0.7+M0.6+M0.5
plc五相十拍课程设计
plc五相十拍课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握PLC五相十拍步进电机的原理与控制方法；2. 理解PLC编程中涉及的定时器、计数器等基本指令的使用；3. 学会分析步进电机在PLC控制系统中的应用案例。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立设计PLC五相十拍步进电机的控制程序；2. 能够根据实际需求，合理设置定时器、计数器等参数，实现步进电机的精确控制；3. 能够通过实践操作，熟练掌握PLC编程软件的使用。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC控制技术的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作能力，提高沟通与表达能力；3. 增强学生的实践操作能力，培养工程意识。
本课程针对高年级学生，结合PLC技术的实际应用，以五相十拍步进电机控制为载体，使学生掌握PLC编程的基本方法和技能。
课程性质为理论联系实际，注重培养学生的实践操作能力和创新能力。
在教学过程中，要求学生积极参与，主动思考，注重培养学生的自主学习能力和团队协作能力。
通过本课程的学习，期望学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论知识：- PLC基本原理及结构；- 五相十拍步进电机的工作原理；- PLC编程基本指令，如定时器、计数器等；- 步进电机控制算法及实现方法。
2. 实践操作：- PLC编程软件的安装与使用；- PLC与步进电机的连接及调试；- 设计并实现五相十拍步进电机控制程序；- 实践操作中的故障排查与解决。
3. 教学案例：- 分析并讨论实际应用中的PLC五相十拍步进电机控制系统；- 案例分析与实操相结合，提高学生的实际应用能力。
教学内容依据课程目标，结合教材相关章节进行安排。
教学进度分为三个阶段：1. 理论学习阶段：使学生掌握PLC基本原理和五相十拍步进电机的工作原理；2. 编程实践阶段：培养学生熟练运用PLC编程软件，设计并实现步进电机控制程序；3. 案例分析与实操阶段：通过实际案例，提高学生的应用能力和实践操作能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机电工程学院课程设计说明书设计题目:五相单双十拍步进电动机控制程序的设计与调试学生姓名：学号： 20094805专业班级：机制F09指导教师：2012年12 月13 日内容摘要步进电机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。
基于PLC控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点。
矩角特性是步进电机运行时一个很重要的参数，矩角特性好，步进电机启动转矩就大，运行不易失步。
改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现。
本文主要是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。
本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。
其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、梯形图以及语句表。
本文设计过程中使用了移位指令，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。
在实际应用中表明此设计是合理有效的。
关键词: PLC；梯形图；五相十拍步进电机目录第1章引言 (1)1.1 五相步进电动机的控制要求 (1)1.2 程序设计的基本思路 (1)第2章 PLC控制系统硬件设计 (3)2.1 PLC类型选择 (3)2.2 I/O点的分配与编号 (3)2.3 PLC外部接线图 (4)第3章 PLC控制系统软件设计 (5)3.1 绘制控制流程图 (5)3.2 梯形图程序设计 (6)3.2.1 步进控制设计 (6)3.2.2梯形图 (8)3.3程序指令表 (13)3.4程序调试 (16)结论 (21)设计总结 (22)谢辞 (23)参考文献 (24)第1章引言步进电机作为执行元件，是电气自动化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
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。
基于PLC控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点。
步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。
矩角特性是步进电机运行时一个很重要的参数，矩角特性好，步进电机启动转矩就大，运行不易失步。
改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现。
1.1 五相步进电动机的控制要求1．五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E 。
正转顺序: A→AB→B→BC→C→CD →D→DE→E→EA；反转顺序: EA←E←DE←D←DC←C←BC←B←BA←A2．用五个开关控制其工作：1号开关控制其运行 ( 启 / 停 )。
2号开关控制其低速运行 (转过一个步距角需 0.5 秒)。
3号开关控制其中速运行 (转过一个步距角需 0.1 秒)。
4号开关控制其低速运行 (转过一个步距角需 0.02 秒)。
5号开关控制其转向 ( ON 为正转，OFF 为反转 )。
3.操作方面要求：（1）可正转或反转；（2）运行过程中，正反转可随时不停机切换；（3）步进三种速度可分为高速（0.02S），中速（0.1S），低速（0.5S）三档，并可随时手控变速;4.性能方面要求：在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。
另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。
1.2 程序设计的基本思路在进行程序设计时，首先应明确对象的具体控制要求。
由于CPU对程序的串行扫描工作方式，会造成输入输出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间，最长可达两个扫描周期，程序越长，这种滞后越明显，则控制精度就越低。
因此，在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。
另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。
以SIMATIC移位指令为步进控制的主体进行程序设计，可较好的满足上述设计要求。
第2章 PLC控制系统硬件设计2.1 PLC类型选择PLC脉冲控制步进电机技术应用于中、小功率牵引设备中，具有控制简单、稳定、成本低等特点。
如果在系统中加上保护电路及防干扰措施，还可提高系统的稳定性。
S7-200系列PLC是西门子公司生产的一种小型PLC，其许多功能达到了大中型PLC 的水平，而价格却和小型PLC接近。
特别是S7-200CPU系列PLC，它具有多种功能模块和人机界面（HMI）可供选择，便于系统的集成，并很容易地组成PLC网络；此外，它还具有功能齐全的编程和工业控制组态软件，使得S7-200系列PLC在完成控制系统的设计时更加简单，几乎可以完成任何功能的控制任务。
控制步进电机的共有5个输入开关，分别是启/停开关QS1，0.5s低速运行开关QS2，0.1s中速运行开关QS3，0.02s高速运行开关QS4，控制转向开关QS5。
控制A、B、C、D、E五相绕组的工作，需要五个直流输出量，分别是A相绕组B相绕组，C相绕组，D相绕组，E相绕组。
由于有5个直流输入，5个直流输出，无模拟量输入输出，因此只需5点输入，5点输出即可，加上10%的余量，通过查阅手册选定S7-200 CPU222基本单元（8入/6出）1台，输出形式又有继电器输出，晶体管（只能直流）输出，晶闸管输出（只能输出交流）三种形式。
由于输出为之流脉冲信号，故采用可直流可交流的继电器输出形式。
图2-1是CPU222的图片及简要介绍。
图2-1 CPU222的图片及简要介绍2.2 I/O点的分配与编号控制步进电机的5个输入开关及控制A、B、C、D、E五相绕组工作的输出端在PLC 中的I/O编址如表2-1所示。
表2-1 I/O地址分配表输入点输出点元件名称符号地址编码元件名称符号地址编码启/停开关SB1 I0.0 A相绕组 A Q0.00.5s低速运行开关SB2 I0.1 B相绕组 B Q0.10.1s中速运行开关SB3 I0.2 C相绕组 C Q0.20.02s高速运行开关SB4 I0.3 D相绕组 D Q0.3控制转向开关QS1 I0.4 E相绕组 E Q0.42.3 PLC外部接线图PLC外部接线图的输入输出设备、负载电源的类型等的设计就结合系统的控制要求来设定。
步进电动机采用五相十拍控制I/O接线图如图2-2所示。
图2-2 PLC控制I/O接线图第3章 PLC控制系统软件设计3.1 绘制控制流程图由于上述具体控制要求，可作出步进电机在运行时的程序框图，如图3-1所示。
以工作框图为基本依据，结合考虑控制的具体要求，首先可将梯形图程序分为4个模块进行编程，即模块1：步进速度选择；模块2：起动、停止；模块3：正转、反转；模块4：移位控制功能模块；模块:5：A、B、C、D、E五相绕组对象控制。
然后，将各模块进行连接，最后经过调试、完善、实现控制要求。
图3-1 控制流程图3.2 梯形图程序设计3.2.1 步进控制设计采用移位指令进行步进控制。
首先指定移位寄存器MW0，按照五相十拍的步进顺序，移位寄存器的初值见表3-1。
每右移1位，电机前进一个步距角（一拍），完成十拍后重新赋初值。
由于10位大于1字节而又小于2字节，故令未用上的M1.2、M1.3、M1.4、M1.5、M1.6和M1.7置“0”。
据此，可作出移位寄存器输出状态及步进电机正反转绕组的状态真值表，如表3-2、3-3所示。
从而得出五相绕组的控制逻辑关系式：正转时A相 Q0.0=M1.1+M1.0+M0.0B相 Q0.1= M1.0+M0.7+M0.6C 相Q0.2= M0.6+M0.5+M0.4D相 Q0.3= M0.4+M0.3+M0.2E相 Q0.4= M0.2+M0.1+M0.0反转时A相 Q0.0=M1.1+ M0.1+M0.0B相 Q0.1= M0.3+M0.2+M0.1C相 Q0.2=M0.5+M0.4+M0.3D相 Q0.3=M0.7+M0.6+M0.5E相 Q0.4=M1.1+M1.0 +M0.7表3-2 移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表（正转）3.2.2 梯形图梯形图设计如下：首先，按SB2或SB3或SB4初次选择一种步进速度，五相步进电动机的速度由定时器T33控制，把三个值50、10、2分别送到VW100可得到低速、中速、高速三种速度。
再按SB1，M3.0得电，移位寄存器赋初值，电机开始转动，且定时器开始计时，到设定值时，T33得电动作，移位寄存器值右移一位，计数器C21计数一次，然后T33重新计时。
计数器C21计数十次后动作，使移位寄存器重新赋值，依次循环。
QS1控制正反转，ON时I0.4得电，五相步进电动机正转；OFF时，I0.4失电，五相步进电动机反转。
按下启/停按钮SB1，M3.0失电，C21复位电机停止转动。
I0.1为低速选择开，按下后，每隔0.5秒移位一次，I0.2为中速选择开关，按下后，每隔0.1秒移位一次I0.3为高速选择开关，按下后，每隔0.02秒移位一次。
每次运行，只能选择一种速度，故在每个回路中串入另外两个开关的常闭触点，实现互锁。
然后移位寄存器赋初值，十拍后，重新赋初值。
T33是一个分辨率为10ms的计时器，设定值由存储单元VW100设定，设定值由选挡开关SB2，SB3，SB4 决定。
即使时间到，则执行右移指令。
C21为十拍计数装置，计数十次，即十拍，C21得电动作，使自身复位重新计数，同时移位寄存器重新赋初值。
最后连接五相绕组一次连接。
所以得出图3-2程序梯形图。
图3-2 五相十拍步进电动机PLC控制梯形图3.3 程序指令表控制系统的梯形图和指令表之间是相互对照，互为补充的。
因此五相单双十拍步进电动机控制系统的指令表可以由梯形图得出。
TITLE=PROGRAM COMMENTSNetwork 1 // 五相单双十拍步进电动机// 单按钮停止LD I0.0EUA M3.0= M2.0Network 2// 单按钮启动LD I0.0EUO M3.0AN M2.0= M3.0Network 3// 低速LD I0.1EUAN I0.2AN I0.3MOVW 50, VW100Network 4// 中速LD I0.2EUAN I0.1AN I0.3MOVW 10, VW100Network 5// 高速LD I0.3EUAN I0.1AN I0.2MOVW 2, VW100Network 6// 移位寄存器赋初值LD M3.0EUO C21MOVW 2#1000000000, MW0 Network 7// 单拍计时LD M3.0AN M4.0AN C21TON T33, VW100 Network 8// 计时时间到，重新计时LD T33= M4.0Network 9// 计时时间到，移位一次LD T33EUSRW MW0, 1Network 10// 十拍计数LD M4.0LD C21ON M3.0CTU C21, 10Network 11// A相LD M1.1 O M0.0 LD M1.0 A I0.4 OLDLD M0.1 AN I0.4 OLDA M3.0 = Q0.0 Network 12 // B相LD M1.0 O M0.7 O M0.6 A I0.4 LD M0.3 O M0.2 O M0.1 AN I0.4 OLDA M3.0 = Q0.1 Network 13 // C相LD M0.5 O M0.4 LD M0.6 A I0.4 OLDLD M0.3 AN I0.4 OLDA M3.0= Q0.2Network 14// D相LD M0.4O M0.3O M0.2A I0.4LD M0.7O M0.6O M0.5AN I0.4OLDA M3.0= Q0.3Network 15// E相LD M0.2O M0.1O M0.0A I0.4LD M1.1O M1.0O M0.7AN I0.4OLDA M3.0= Q0.43.4程序调试程序调试有模拟器调试和现场调试等方法，根据课程设计要求并结合实际情况使用了STEP 7-Micro/WIN模拟器进行了本程序的调试。