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沈阳理工大学plc课设报告步进电机的运动控制.doc
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沈阳理工大学plc课设报告步进电机的运动控制.doc
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摘 要
随着微电子和计算机技术的开展,步进电机的需求量与日俱增,它广泛用于
打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电
产品中,其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统,对提高
控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。 步进电机是将电脉冲信号
变换成机械角位移的一种装置,每个脉冲使转轴步进一个步距角增量,输出角
位移与输入脉冲数成正比,转速与输入脉冲成正比,转速与输入脉冲频率成正
比。
步进电机的控制方式简单,属于开环控制,且无累积定位误差,有较高的定
位精度,而 PLC 作为一种工业控制微机,是实现电机一体化的有力工具,因此
基于 PLC 的步进电机控制技术已广泛用于数字定位控制中。 本控制系统的设计,
由硬件设计和软件设计两局部组成。其中,硬件设计主要包括步进电机的工作
原理、步进电机的驱动电路设计、PLC 的输入输出特性、PLC 的外围电路设计
以及 PLC 与步进电机的连接与匹配等问题的实现。软件设计包括主程序以及各
个模块的控制程序,最终实现对步进电机转动方向及转动速度的控制。本系统
具有智能性、实用性及可靠性的特点。
本文主要介绍了西门子 S7-200 在步进电机控制方面的应用。
关键词: 步进电机、PLC、西门子 S7-200
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目录
1.概述 ...........................................................................................................................1
2.硬件设计.....................................................................................................................2
2.1 控制要求...........................................................................................................2
2.2 选择 PLC 型号..................................................................................................2
2.2.1 I/O 点数的估计.......................................................................................3
2.2.2 用户存储器容量的估算.........................................................................3
2.2.3 CPU 功能与构造的选择........................................................................3
2.2.4 机型选择.................................................................................................4
2.3 系统设计流程示意图.......................................................................................5
2.4 I/O 分配表.........................................................................................................5
2.5 I/O 接线图.........................................................................................................6
3.软件设计.....................................................................................................................7
3.1 设计梯形图.......................................................................................................7
3.3.1 梯形图编程语言概述.............................................................................7
3.3.2 梯形图指令程序.....................................................................................7
3.2 设计指令表.......................................................................................................9
4.调试...........................................................................................................................11
5.完毕语.......................................................................................................................12
6.参考文献...................................................................................................................13
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1.概述
在电气信息时代的今天,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要
的作用。无论是在工农业生产还是在日常生活中的家用电器,都大量地使用着
各种各样的电动机。因此对电动机的控制变得越来越重要了。电动机的控制技
术的开展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自
动控制技术、微机应用技术的最新开展成就。正是这些技术的进步使电动机控
制技术化。
步进电机是机电控制中一种常用的执行机构,其原理是通过对它每相线圈
中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。驱动电路由脉冲信号来控制,所
以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。通俗地说: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)。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量,从而到达准确定位的目的。同
时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而到达调速的目的。
PLC 全称可编程控制器,是在电器控制技术和计算机技术的根底上开发出
来的,并逐渐开展成为以微机处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通
信技术融为一体的新型工业控制装置。随着 PLC 性价比的不断提高,其应用领
域还将不断扩大。 PLC 对步进电机具有良好的控制能力,利用其高速脉冲输出
功能或运动控制功能,即可实现对步进电机的控制。利用 PLC 控制步进电机,其
脉冲分配可以由软件实现,也可由硬件组成。
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gjmm89
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