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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S7—300控制步进电机硬件设计 (16)4.1 S7—300的介绍 (16)4.2 步进电机的选择 (20)4.3 步进电机驱动电路设计 (21)4.4 PLC驱动步进电机 (22)4.5 本章小结 (23)第5章控制系统的软件设计 (24)5.1 STEP7概述 (24)5.2 STEP7项目的创建 (26)5.3 本设计相关指令介绍 (30)5.4 程序的编写 (33)5.5 程序设计的说明 (35)5.6 STEP7的硬件组态 (35)5.7 运用组态软件监视PLC系统 (40)5.8 本章小结 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)附录 (45)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。
沈阳航空航天大学课程设计（说明书）相六拍步进电机控制器的设计班级/学号学生姓名指导教师沈阳航空航天大学课程设计任务书课程设计时间： 课程设计的内容及要求:、设计说明设计三相六拍步进电机控制器。
二、技术指标1、了解三相六拍步进电机工作原理控制方法。
2、用模拟或数字电路设计一个三相六拍步进电机控制器。
3、可以实现步进电机连续运行及点动控制。
4、用数码管实时显示步进电机连续运行时的转速。
单位：转数/分钟。
三、设计要求1. 在选择器件时，应考虑成本。
2. 根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
3. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
四、实验要求1. 根据技术指标制定实验方案;2. 仿真及硬件实验验证所设计的电路。
3. 进行实验数据处理和分析。
五、推荐参考资料课程名 电子技术综合课程设计院（系）专业 班级学号姓名课程设计题目三相六拍步进电机控制器的设计日至 年1.戴伏生主编.基础电子电路设计与实践.[M]北京：国防工业出版社,2002 年2•童诗白、华成英主编者.模拟电子技术基础.[M]北京：高等教育出版社, 2006 年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师2、概述 二、方案论证 三、电路设计概述随着现代电子技术的发展，人们正处于一个信息时代。
电子技术的应用越来 越广泛，1. 脉冲发生器电路设计2. 连续运动及点动控制电路设计3. 脉冲分配器电路设计4. 转速显示电路设计5. 逻辑分析电路设计四、性能测试1 .步进电机连续运行 2.步进电机点动控制运行 3.转速显示11五、结论 11 六、性价比12 七、课设体会及合理建议 12 参考文献 12 附录I 总电路图.13附录II 元器件清单. 14成为我们生活中不可或缺的部分。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，它在速度、位置等控制领域被广泛地应用。
三相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 原理及应用作业
题 目：三相六拍步进电动机控制 学生姓名：
学 院： 机 械 学 院 班 级： 机电10-3班 成 绩：
2013年 5月 27 日
一、题目及要求：
三相六拍步进电动机控制
一、大作业内容：
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→A
2．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。
二、大作业要求：
1．列表说明I/O分配，并选择PLC。
2．画出顺序功能图。
3．画出PLC端子接线图。
4．设计PLC控制梯形图。
二、输入输出分配表
三、PLC选型
选择FX2N-16MR可编程控制器。
四、顺序功能图
顺序功能图中用文字标出个输出和转换的功能五、PLC接线图(参考下图)
A4图纸，设置电源按钮和急停按钮，（参看教材P92，图5.34）六、PLC梯形图
STL设计方法、。
PLC步进电动机控制实验一、步进电机与步进电机驱动器的接线图步进电机驱动器与PLC连接，SH-2H042Ma步进电机驱动器的输入信号为CP+、CP-和DIR+、DIR-，其连接方式有三种：①共阳极方式：把CP+和DIR+接在一起作为共阳端OPTO（接外部系统的+5V），脉冲信号接入CP-端，方向信号接入DIR-端；②共阴极方式：把CP-和DIR-接在一起作为共阴端（接外部系统的GND），脉冲信号接入CP+端，方向信号接入DIR+端；③差动方式：直接连接。
二、PLC接线图PLC接线图（带驱动器）PLC 接线图（不带驱动器，输出电源电压应与步进电动机额定电压匹配） SB1为启动按钮，SB2为停止按钮，SB3为加速按钮，SB4为减速按钮。
三、按带驱动器的PLC 接线图的方式编写PLC 程序四、附录：采用西门子S7-300PLC 控制三相步进电机的过程例子电路说明：输出： A 相加电压：Q0.0B 相加电压：Q0.1C 相加电压：Q0.2 启动指示灯：Q0.3三相单三拍运行方式：Q0.4三相双三拍运行方式：Q0.5 三相单六拍运行方式：Q0.6 输出脉冲显示灯： Q0.7三相单三拍运行方式三相双三拍运行方式三相单六拍运行方式编程方法：1．使用定时器指令实现各种时序脉冲的要求：使用定器产生不同工作方式下的工作脉冲，然后按照控制开关状态输出到各相对应的输出点控制步进电机。
M0.0作为总控制状态位，控制脉冲发生指令是否启动。
一旦启动，采用T0、T1、T2以及它们的组合可以得到三相单三拍和三相双三拍的两种工作方式下，各相的脉冲信号。
如T0的状态为三相单三拍工作状态下A相的脉冲。
同理可使用类似程序得到三相单六拍时各相所需的脉冲信号。
2．使用移位指令实现各相所需的脉冲信号。
例如在MW10中进行移位，每次移位的时间为1秒钟。
如图为三相单六拍正向时序流程图，三相单三拍可利用相同的流程图，从M11.1开始移位，每次移两位，而三相双三拍从M11.2开始，每次移两位。
实验一基于PLC控制方式的三相异步电动机点动和自锁控制 (2)实验二基于PLC控制方式的三相异步电动机延时正反转控制 (4)实验三基于PLC控制方式的三相异步电动机联锁正反转控制 (6)实验四基于PLC的异步电动机Y/△起动控制 (8)实验四基于PLC的异步电动机Y/△起动控制 (8)实验五PLC控制的三相鼠笼式异步电动机单向反接制动线路 (10)实验一 基于PLC 控制方式的三相异步电动机点动和自锁控制一．实验目的1．通过对三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。
2．通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点。
二．实验接线图220V0V电机接线图 PLC 接线图三．实验内容1．控制要求 1）点动控制启动：按启动按钮SB1，I0.0触点闭合，Q0.0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接启动。
每按动SB1一次，电机运转一次。
2）自锁控制启动：按启动按钮SB2，I0.1触点闭合，Q0.0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接启动。
只有按下停止按钮SB3时电机才停止运转。
2．I/O 分配输入 输出点动按钮：I0.0 Q0.0 自锁按钮：I0.1 停止按钮：I0.23．按图所示的梯形图输入程序。
4．调试并运行程序。
I 0.0I 0.1I 0.2Q 0.0M 0.1M 0.0M 0.1M 0.0M 0.1实验二 基于PLC 控制方式的三相异步电动机延时正反转控制一．实验目的1．通过对三相鼠笼式异步电动机延时正反转控制线路的安装接线，掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。
2．加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。
3．学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法。
二．实验接线图220VKM1KM2电机接线图 PLC 接线图三．实验内容1．控制要求启动：按启动按钮SB1，I0.0触点闭合，Q0.0的线圈得电，此时电机正转，延时3S 后，Q0.0的线圈失电，0.5秒后Q0.1的线圈得电，此时电机反转；按启动按钮SB2，I0.1的触点闭合，Q0.1的线圈也同时得电，此时电机反转，延时3S ，Q0.1的线圈失电，0.5秒后Q0.0的线圈得电，此时电机正转；按停止按钮SB3电机停止运转。
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S7—300控制步进电机硬件设计 (16)4.1 S7—300的介绍 (16)4.2 步进电机的选择 (20)4.3 步进电机驱动电路设计 (21)4.4 PLC驱动步进电机 (22)4.5 本章小结 (23)第5章控制系统的软件设计 (24)5.1 STEP7概述 (24)5.2 STEP7项目的创建 (26)5.3 本设计相关指令介绍 (30)5.4 程序的编写 (33)5.5 程序设计的说明 (35)5.6 STEP7的硬件组态 (35)5.7 运用组态软件监视PLC系统 (40)5.8 本章小结 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)附录 (45)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。
西门子三轴步进电机控制程序以下是一个基本的西门子三轴步进电机控制程序的示例：```Python# 导入所需的模块from pyModbusTCP.client import ModbusClientimport time# 设置Modbus TCP服务器的IP地址和端口号server_ip = '192.168.1.100'server_port = 502# 创建Modbus客户端对象client = ModbusClient(host=server_ip, port=server_port, auto_open=True)# 检查连接状态if not client.is_open():print("无法连接到Modbus TCP服务器")exit()# 定义电机轴的地址axis1_address = 0x0000axis2_address = 0x0001axis3_address = 0x0002# 定义电机的参数speed = 100 # 速度（步数/秒）acceleration = 100 # 加速度（步数/秒^2）deceleration = 100 # 减速度（步数/秒^2）try:# 启动轴client.write_single_register(axis1_address + 1, acceleration) # 设置加速度client.write_single_register(axis1_address + 2, deceleration) # 设置减速度client.write_single_register(axis1_address + 3, speed) # 设置速度client.write_single_register(axis1_address + 4, 1) # 启动轴# 等待轴到达目标位置while client.read_single_register(axis1_address + 5) != 1:time.sleep(0.1) # 等待0.1秒# 停止轴client.write_single_register(axis1_address + 4, 0) # 停止轴# 关闭连接client.close()except Exception as e:print("发生错误:", str(e))client.close()```请注意，这只是一个基本的示例，具体的控制逻辑和参数设置需要根据实际情况进行调整。
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。
1、基于PLC的测速装置一、控制要求：在路两侧设置传感器A、B，相距1Km。
当一辆车通过A传感器后，定时器开始计时，当通过B传感器后停止计时，并用八段码显示该车辆的时速。
二、设计任务1. 设计出硬件系统的结构图、接线图；2. 系统有启动、停止功能；3. 运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序；4. 程序结构与控制功能自行创新设计；5. 进行系统调试，实现测速2、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试一、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: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB反转顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB2．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0.03 秒)。
5 号开关控制其转向( ON 为正转，OFF 为反转)。
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．如何利用两个按钮进行连续调速(上升/下降)。
2．试用三相六拍步进电动机实现上述控制要求2。
正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB3．设有五台电动机作顺序循环控制,控制时序如下图所示：10001 为运行控制开关，试设计其梯形图控制程序。
4. 设有四台电动机作顺序循环控制,控制时序如下图所示:10001 为运行启动控制按钮, 10002为停车控制按钮。
采用单相电动机工作，忽略过载保护，要求：当10001 启动后，系统开始工作，10002 按下后系统起动，运行三个循环后即自动停止工作，试设计其梯形图控制程序3、自动门控制装置一、课题内容：1．自动门控制装置的硬件组成：自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。
引言随着现代电子技术的发展，人们正处于一个信息时代。
电子技术的应用越来越广泛。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，它在速度、位置等控制领域被广泛地应用。
但步进电机必须由环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。
本设计将设计一个三相六拍步进电机控制驱动电路。
1目录一、绪论1.1课题介绍及研究意义1.2 现行研究存在的问题及解决办法1.3 本文的目的、要求及工作内容二、控制系统设计2.1 详述控制系统的实现方法2.2基本原理2.3试验原理三．实验过程1.编写驱动步进电机的VHDL语言。
2.使用QuesturII对其进行编译仿真。
3.在仿真确定无误后，给芯片进行管脚绑定，然后再次进行编译4.实验箱接线四、课程总结。
2一、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。
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。
一. 概述 (2)二、课程设计题目及要求 (3)三、设计过程 (4)1. 电机顺序启停控制系统 (4)1.1根据题目要求画出I/O分配表 (4)1.2功能分析和顺序功能图 (4)1.3梯形图程序 (5)1.小车自动往返控制系统 (8)2.1根据题目要求画出I/O分配表 (8)2.2功能分析和顺序功能图 (8)2.3梯形图程序 (9)3、自动门控制装置 (10)3.1根据题目要求画出I/O分配表 (10)3.2功能分析和顺序功能图 (10)3.3梯形图程序 (11)四、心得体会 (11)参考文献 (12)一. 概述可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。
但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。
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，使用情况大致可归纳为如下几类。
1开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2 模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。
为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。
PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
用PLC实现三相异步电动机的正反转控制电路教学设计方案嘿，大家好！今天我来给大家分享一个实用的教学设计方案——用PLC实现三相异步电动机的正反转控制电路。
作为一名有着十年方案写作经验的大师，我会尽量让这个方案简单易懂，跟着我一起来探索吧！一、教学目标1.让学生掌握PLC的基本原理和编程方法。
2.培养学生运用PLC实现电动机正反转控制电路的能力。
3.提高学生的实际动手操作能力和创新思维。
二、教学内容1.PLC的基本原理和编程方法。
2.三相异步电动机的正反转控制电路原理。
3.PLC与电动机控制电路的连接方法。
三、教学重点与难点1.教学重点：PLC的编程方法和电动机正反转控制电路的设计。
2.教学难点：PLC与电动机控制电路的连接及编程技巧。
四、教学步骤1.理论讲解（1）介绍PLC的基本原理和编程方法。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种以微处理器为核心，采用可编程存储器存储用户程序，实现各种逻辑、定时、计数、运算等功能的控制器。
它广泛应用于工业控制领域，具有可靠性高、编程简单、易于扩展等优点。
（2）讲解三相异步电动机的正反转控制电路原理。
三相异步电动机的正反转控制电路是指通过改变电动机的电源相序，实现电动机的正反转运行。
通常采用接触器来实现电源相序的改变，从而实现电动机的正反转控制。
2.实践操作（1）准备实验设备①PLC控制器②三相异步电动机③接触器④继电器⑤电源（2）连接PLC与电动机控制电路①将PLC的输入端与电动机控制电路的输入端相连。
②将PLC的输出端与接触器的线圈相连。
③将接触器的触点与电动机的电源相连。
（3）编写PLC程序①分析电动机正反转控制电路的输入信号和输出信号。
②根据输入信号和输出信号，编写PLC程序。
//正转IF(按钮1按下)THEN输出1=1;//接触器1得电，电动机正转输出2=0;//接触器2失电，电动机不反转ENDIF//反转IF(按钮2按下)THEN输出1=0;//接触器1失电，电动机不反转输出2=1;//接触器2得电，电动机反转ENDIF（4）调试与优化（2）拓展学生的学习思路，引导学生思考如何将PLC应用于其他工业控制场景。
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。
参考文献............................................... 错误！未定义书签。
引言1.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。
2号开关合上，则转过一个步距角需0.05秒。
4．要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行。
2.课题要求1．列出输入输出点分配表；2．画出PLC的输入输出设备的接线图；3.利用STEP7-Micro/WIN32软件完成梯形图，指令表的程序设计与调试；4．完成课程设计说明书。
3.设计思想步进电机的速度控制是通过改变输入脉冲的频率高低实现的。
当发生脉冲的频率减小时，步进电机的速度就下降;当频率增加时，速度就加快。
还可以用过频率的改变来提高步进电机的位置精度。
以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1章步进电动机和PLC简介1.1 步进电动机步进电机是一种将电脉冲信号变换成相应的角移位或直线移位的开环执行元件。
给定一个电脉冲信号，步进电机转子就转过相应的角度，这个角度就称为该步进电机的步距角。
当我们给步进电机一个电脉冲信号，步进电机就转过一个步距角。
以此类推，连续给定脉冲信号，步进电机就可以连续运转。
步进电机的使用需要电脉冲信号发生器的配合，它按照给定的设置重复喂为步进点输送电脉冲信号，目前这种信号大多数由可编程控制器(PLC)或单片机来完成。
1.1.1三相六拍步进电动机三相六拍步进电机是一典型单定子、径向分相、反应式伺服电机。
其结构原理图它与普通电机一样, 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联在一起, 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9°, 转子上没有绕组, 只有均匀分布的个40小齿, 齿槽也是等宽的, 齿间夹角也是, 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相磁极齿超前或滞后转子齿2／3齿距角。
三相六拍步进电机的工作原理；当A相绕组通电时, 转子的齿与定子AA上的齿对齐。
若A相断电, B相通电, 由于磁力的作用, 转子的齿与定子BB上的齿对齐, 转子沿顺时针方向转过3°, 如果控制线路不停地按A→B→C→A的循环顺序控制步进电机绕组的通电、断电, 步进电机的转子便不停地顺时针转动, 这是三相三拍。
而当AB同时通电时, 由于两个滋力的作用, 定子绕组的通电状态每改变一次, 转子转过1.5°，原理与三相三拍相同,从而形成三相六拍, 其通电顺序为：1.2 PLC简介1.2.1可编程控器概述可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。
但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。
1.2.2 可编程控制器的定义可编程控制器简称PC（英文全称：Programmable Controller），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）和可编程序控制器PC几个不同时期。
为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。
1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC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。
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。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
”1.2.3 PLC的特点1.可靠性高，抗干扰能力强PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。
高可靠性是电气控制设备的关键性能。
PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。
例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。
一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。
从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。
此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。
在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。
这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2.硬件配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。
PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。
PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。
除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。
近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。
加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
3.易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。
它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。
梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
4.系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。
这种编程方法很有规律，很容易掌握。
对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。
更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。
这很适合多品种、小批量的生产场合。
5.体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2~1/10。
它的重量小于150g，功耗仅数瓦。
因体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
第2章三相六拍步进电动机控制程序的设计2.1控制程序流程图及软件模块由上述具体控制要求，可作出步进电机在启动运行时的程序框图，如下图所示。
以工作框图为依据，结合考虑控制的具体要求，首先可将梯形图程序分成4个模块进行编程，即模块1：步进速度选择：模块2：起动，停止和清零;模块3：移位步进控制功能模块；模块4：A,B,C三相套组对象控制。
然后，在将模块进行连接，最后经过调试，完善，实现控制要求。
控制程序流程图见下页图2.1。
图 2.1 控制程序流程图2.2 梯形图程序设计2.2.1 CPU的选择本次设计要求正反转和高低速控制共五个输入接口，控制A,B，C三相绕组三个输出接口，所以选用CPU221,六个输入，四个输出满足控制要求。
