东北石油大学步进电机的PLC控制课程设计.doc
东北石油大学
课程设计
课程
课程PLC控制系统课程设计
题目步进电机的PLC控制
院系电气信息工程学院自动化系
专业班级自动化11-班
学生姓名
学生学号1106011401
指导教师
2014年11月28日
东北石油大学课程设计任务书
课程PLC控制系统课程设计
题目步进电机的PLC控制
专业自动化姓名学号1106011401
主要内容：
1.设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；
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、子程序和中断程序；
4.用组态王监控组态软件，设计出上位监控系统；
5.程序结构与控制功能自行创新设计；
6.进行系统调试，实现步进电机的控制要求。
根本要求：
，°°，并配有细分驱动器，实现细分运行，减少振荡；
2.控制器为S7-200PLC，设计出PLC的控制程序，实现速度、方向、定位、细分等控制功能。
主要参考资料：
[1]张凤珊．可编程序控制器[M]．北京:中国轻工业出版社，2003．
[2]齐占庆．电气控制技术[M]．北京:机械工业出版社，2002．
[3]张万忠．可编程控制器应用技术[M]．北京:化学工业出版社，2001．
[4]李道霖．PLC原理及应用[M]．北京:电子工业出版社，2004．
[5]郁汉琪．可编程序控制器应用技术[M]．南京:东南大学出版社，2003．
完成期限
指导教师
专业负责人
2014年11月24日
目录
TOC\o1-2\u第一章控制工艺流程分析 1
1.1步进电机PLC控制的控制过程描述 1
1.2步进电机PLC控制的控制工艺分析 1
第二章控制系统总体方案设计 3
2.1系统硬件组成 3
2.2控制方法分析 4
2.3I/O分配 5
2.4系统接线图设计 6
第三章控制系统梯形图程序设计 8
3.1控制程序流程图设计 8
3.2控制程序时序图设计 8
3.3控制程序设计思路 9
第四章监控系统设计 10
4.1PLC与上位监控软件通讯 10
4.2上位监控系统组态设计 10
4.3实现的效果 11
第五章系统调试及结果分析 12
12
5.2结果分析 12
课程设计心得 14
参考文献 15
附录 16
第一章控制工艺流程分析
1.1步进电机PLC控制的控制过程描述
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步进电机件。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，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。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而到达准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而到达调速的目的。
通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
步进电机驱动器，它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移，或者说：控制系统每发一个脉冲信号，通过驱动器就使步进电机旋转一个步距角。也就是说步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。所以控制步进脉冲信号的频率，就可以对电机精确调速