三相步進電機的PLC控制課程設(shè)計

1、電氣控制與可編程控制器技術(shù)A課程設(shè)計報告題 目： 三相步進電機的模擬控制 院 （系）： 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2014 年6 月 3 日至2014 年 6 月 13 日華中科技大學(xué)武昌分校制電氣控制與可編程控制器技術(shù)A課程設(shè)計任務(wù)書1、設(shè)計（調(diào)查報告/論文）題目三相步進電機的模擬控制2、設(shè)計（調(diào)查報告/論文）主要內(nèi)容（1） 控制要求：本設(shè)計要求利用PLC構(gòu)成三相步進電機控制系統(tǒng)，完成主電路的接線，并編寫三拍、六拍、單步和連續(xù)控制的程序并調(diào)試。 （2） 設(shè)計要求當(dāng)鈕子開關(guān)撥到單步時，必須每按一次起動，電機才能旋轉(zhuǎn)一個角度；當(dāng)鈕子開關(guān)撥到連續(xù)時，按一次起動，電機旋轉(zhuǎn)，直到按

2、停止；當(dāng)鈕子開關(guān)撥到三拍時，旋轉(zhuǎn)的角度為3度；當(dāng)鈕子開關(guān)撥到六拍時，旋轉(zhuǎn)的角度為1.5度；當(dāng)鈕子開關(guān)撥到正轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)按順時針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)鈕子開關(guān)撥到反轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)按逆時針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)單步要轉(zhuǎn)到連續(xù)，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)當(dāng)連續(xù)要單步連續(xù)，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)當(dāng)三拍要轉(zhuǎn)到六拍，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)當(dāng)六拍要轉(zhuǎn)到三拍，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)當(dāng)正轉(zhuǎn)要轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)當(dāng)反轉(zhuǎn)要轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)(3) 撰寫說明書系統(tǒng)的I/O分配表含軟件設(shè)計（程序及必要的說明）調(diào)試及調(diào)試結(jié)果，

3、以及在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法三、原始資料1 三相步進電機的資料2 GX-developer仿真軟件的資料四、要求的設(shè)計（調(diào)查/論文）成果（1） 了解三相步進電機的工作原理，掌握步進電機的三相三拍，三相六拍的控制方式，對實驗室提供的三相步進電機實驗設(shè)備進行硬件連接及調(diào)試；（2） 掌握集成開發(fā)環(huán)境GX-developer的使用，并能在這個開發(fā)環(huán)境下編寫三相步進電機控制系統(tǒng)的梯形圖程序。（3） 利用實驗室設(shè)備進行運行調(diào)試。（4） 撰寫課程設(shè)計說明書，課程設(shè)計報告內(nèi)容包括：設(shè)計方案、課程設(shè)計過程和設(shè)計思想、方法、原理；系統(tǒng)的I/O分配表及程序的詳細(xì)說明； 參考資料、參考書及參考手冊；其他需要說

4、明的問題，例如操作說明、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對課程設(shè)計的認(rèn)識和建議等；用電腦編排打印，報告格式按照華中科技大學(xué)武昌分校課程設(shè)計管理辦法執(zhí)行。課程設(shè)計報告要求內(nèi)容正確完整，圖表清晰，敘述簡明，語句通順，字?jǐn)?shù)不得少于2000漢字；課程設(shè)計報告按封面、任務(wù)書、設(shè)計說明書、圖紙、實物照片貼頁（實物照片貼在A4復(fù)印紙上）、成績評定表的順序裝訂。（5） 總結(jié)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法。以上設(shè)計課題完成后，均要總結(jié)設(shè)計結(jié)果、提交專業(yè)課程設(shè)計說明書并進行設(shè)計答辯。五、進程安排內(nèi)容時間下達課程設(shè)計任務(wù)書。講解課程設(shè)計的任務(wù)與要求、進度安排、指導(dǎo)時間、注意事項、提供參考資料。學(xué)生到實驗室熟悉

5、設(shè)備。1天搜集資料、方案論證、初步設(shè)計。1天系統(tǒng)設(shè)計、繪制系統(tǒng)控制原理圖、接線圖及軟件編程。2天利用實驗室設(shè)備完成控制系統(tǒng)的硬件接線工作，運行控制程序，進行運行調(diào)試。3天方案優(yōu)化、總結(jié)完善、整理資料、撰寫課程設(shè)計報告2天答辯、課程設(shè)計總結(jié)。1天共計10天（2周）六、主要參考資料（1） 馬小軍.可編程控制器及其應(yīng)用.南京：東南大學(xué)出版社，2007.（2） 姚錫祿.變頻器技術(shù)應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2009.（3） 巫莉.電氣控制與PLC應(yīng)用.北京：中國電力出版社，2008.（4） 王兆義.小型可編程控制器實用技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2013.指導(dǎo)教師（簽名）： 20 年 月 日目 錄1三

6、相步進電機的PLC控制與要求11.1控制要求11.2設(shè)計要求12步進電機及PLC的工作原理22.1步進電機簡介22.2步進電機的分類22.3步進電機的基本參數(shù)32.4步進電機主要特點42.5 反應(yīng)式步進電機原理42.6 PLC的工作原理52.7 GX-Developer簡介73設(shè)計方案及實驗調(diào)試93.1步進電機I/O口分配表93.2 I/O口端子接線圖93.3 設(shè)計流程93.4 設(shè)計梯形圖113.5 調(diào)試過程及問題分析13課程設(shè)計總結(jié)14參考文獻151三相步進電機的PLC控制與要求1.1控制要求本設(shè)計要求利用PLC構(gòu)成三相步進電機控制系統(tǒng)，完成主電路的接線，并編寫三拍、六拍、單步和連續(xù)控制的程

7、序并調(diào)試。 1.2設(shè)計要求當(dāng)鈕子開關(guān)撥到單步時，必須每按一次起動，電機才能旋轉(zhuǎn)一個角度；當(dāng)鈕子開關(guān)撥到連續(xù)時，按一次起動，電機旋轉(zhuǎn)，直到按停止；當(dāng)鈕子開關(guān)撥到三拍時，旋轉(zhuǎn)的角度為3度；當(dāng)鈕子開關(guān)撥到六拍時，旋轉(zhuǎn)的角度為1.5度；當(dāng)鈕子開關(guān)撥到正轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)按順時針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)鈕子開關(guān)撥到反轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)按逆時針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)單步要轉(zhuǎn)到連續(xù)，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)當(dāng)連續(xù)要單步連續(xù)，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)當(dāng)三拍要轉(zhuǎn)到六拍，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)當(dāng)六拍要轉(zhuǎn)到三拍，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)當(dāng)正轉(zhuǎn)要轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)當(dāng)

8、反轉(zhuǎn)要轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)，可以通過停止也可以直接轉(zhuǎn)換；(通過編程)2步進電機及PLC的工作原理2.1步進電機簡介步進電動機是一種將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械角位移或者線位移的數(shù)模轉(zhuǎn)換元件。在經(jīng)歷了一個大的發(fā)展階段后，目前其發(fā)展趨于平緩。然而，由于電動機的工作原理和其它電動機有很大的差別，具有其它電動機所沒有的特性。因此，沿著小型、高效、低價的方向發(fā)展。步進電動機由此而得名。步進電動機的運行是在專用的脈沖電源供電下進行的，其轉(zhuǎn)子走過的步數(shù)，或者說轉(zhuǎn)子的角位移量，與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。另外，步進電動機動態(tài)響應(yīng)快，控制性能好，只要改變輸入脈沖的順序，就能方便地改變其旋轉(zhuǎn)方向。這些特點使得步進電動機與其它電動機有

9、很大的差別。因此， 步進電動機的上述特點，使得由它和驅(qū)動控制器組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既具有較高的控制精度，良好的控制性能，又能穩(wěn)定可靠地工作。因此，在數(shù)字控制系統(tǒng)出現(xiàn)之初，步進電動機經(jīng)歷過一個大的發(fā)展階段3。2.2步進電機的分類（1） 永磁式步進電機一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度或15度。（2） 反應(yīng)式步進電機一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。（3） 混合式步進電機是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點，它又分為兩相和五相。兩相步進角一般分為1.8度而五相步進角一般為 0.72度，這種步進電機的應(yīng)用最為廣泛。三相反應(yīng)式步進電機的結(jié)構(gòu)如圖所示。 定子

10、、轉(zhuǎn)子是用硅鋼片或其他軟磁材料制成的。定子的每對極上都繞有一對繞組，構(gòu)成一相繞組，共三相稱為A、B、C相。圖2-1 三相反應(yīng)式步進電機的結(jié)構(gòu)圖在定子磁極和轉(zhuǎn)子上都開有齒分度相同的小齒，采用適當(dāng)?shù)凝X數(shù)配合，當(dāng)A相磁極的小齒與轉(zhuǎn)子小齒一一對應(yīng)時，B相磁極的小齒與轉(zhuǎn)子小齒相互錯開1/3齒距，C相則錯開2/3齒距。如圖所示：圖2-2 A相通電定轉(zhuǎn)子錯開示意圖電機的位置和速度由繞組通電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系。而方向由繞組通電的順序決定。2.3步進電機的基本參數(shù)（1） 電機固有步距角 它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖信號，電機所轉(zhuǎn)動的角度。電機出廠時給出了一個步距角的值，這個步距角可以稱之為“電

11、機固有步距角”，它不一定是電機實際工作時的真正步距角，真正的步距角和驅(qū)動器有關(guān)。（2） 步進電機的相數(shù) 步進電機的相數(shù)是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72° 。在沒有細(xì)分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動器，則“相數(shù)”將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。（3） 保持轉(zhuǎn)矩 保持轉(zhuǎn)矩是指步進電機通電但沒有

12、轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進電機最重要的參數(shù)之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說2Nm的步進電機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2Nm的步進電機。 （4） 鉗制轉(zhuǎn)矩 鉗制轉(zhuǎn)矩是指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。由于反應(yīng)式步進電機的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒有鉗制轉(zhuǎn)矩。 2.4步進電機主要特點（1） 一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。（2） 步進電機外表允許的最高溫度取決于不同電機磁性材料的退磁點，步進電機

13、溫度過高時會使電機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。（3） 步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。（4） 步進電機低速時可以正常運轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲。步進電機有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的

14、脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。如果要使電機達到高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應(yīng)有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻。2.5 反應(yīng)式步進電機原理（1） 反應(yīng)式步進電機結(jié)構(gòu)電機轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯開。0、1/3、2/3（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以表示），即A與齒1相對齊，B與齒2向右錯開1/3，C與齒3向右錯開2/3，A'與齒5相對齊，（A'就是A，齒5就是齒1）如圖：圖2-3 定轉(zhuǎn)子的展開圖（2） 反應(yīng)式步進電機的旋轉(zhuǎn)三相如A相通電

15、，B，C相不通電時，由于磁場作用，齒1與A對齊，（轉(zhuǎn)子不受任何力，以下均同）。如B相通電，A，C相不通電時，齒2應(yīng)與B對齊，此時轉(zhuǎn)子向右移過1/3，此時齒3與C偏移為1/3，齒4與A偏移（-1/3）=2/3。如C相通電，A，B相不通電，齒3應(yīng)與C對齊，此時轉(zhuǎn)子又向右移過1/3，此時齒4與A偏移為1/3對齊。如A相通電，B，C相不通電，齒4與A對齊，轉(zhuǎn)子又向右移過1/3這樣經(jīng)過A、B、C、A分別通電狀態(tài)，齒4（即齒1前一齒）移到A相，電機轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個齒距，如果不斷地按A，B，C，A通電，電機就每步（每脈沖）1/3，向右旋轉(zhuǎn)。如按A，C，B，A通電，電機就反轉(zhuǎn)。由此可見，電機的位置和速度由導(dǎo)電

16、次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。不過，出于對力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用A-AB-B-BCC-CA-A這種導(dǎo)電狀態(tài)，所以本設(shè)計采用三相六拍。這樣將原來每步1/3改變?yōu)?/6。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3變?yōu)?/12，1/24，這就是電機細(xì)分驅(qū)動的基本理論依據(jù)5。不難推出：電機定子上有m相勵磁繞阻，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m，2/m(m-1)/m，1。并且導(dǎo)電按一定的相序電機就能正反轉(zhuǎn)被控制這是步進電機旋轉(zhuǎn)的物理條件。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進電機，出于成本等多方面考慮，市場上一般以二、三、四、五相為多。（3） 步

17、進電機在工業(yè)控制領(lǐng)域的主要應(yīng)用步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一， 廣泛應(yīng)用在各種家電產(chǎn)品中，例如打印機、磁盤驅(qū)動器、玩具、雨刷、機械手臂和錄像機等。另外步進電機也廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動化系統(tǒng)中。由于通過控制脈沖個數(shù)可以很方便的控制步進電機轉(zhuǎn)過的角位移，且步進電機的誤差不積累，可以達到準(zhǔn)確定位的目的。還可以通過控制頻率很方便的改變步進電機的轉(zhuǎn)速和加速度，達到任意速的目的，因此步進電機可以廣泛的應(yīng)用于各種開環(huán)控制系統(tǒng)中。2.6 PLC的工作原理可編程控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運行（RUN）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)。在運行狀態(tài)中，可編程控制器通過執(zhí)行反應(yīng)控制來實現(xiàn)用戶的控制要求

18、。為了使可編程控制器的輸出及時地響應(yīng)隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不僅僅執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直到可編程控制器停機或切換到STOP工作狀態(tài)。下面用一個簡單的例子來進一步說明可編程序控制器的掃描工作過程。圖2-4（a）所示的PLC的輸入輸出接線圖，起動按鈕SB1和停止按鈕SB2的常開觸點分加別接在編號為X000和X001的可編程控制器的輸入端，接觸器KM的線圈接在編號為YO00的可編程控制器的輸出端。圖(b)是這3個輸入/輸出變量對應(yīng)的I/O映像寄存器。圖（c）是可編程控制器的梯形圖，它與圖2-4所示的繼電器電路的功能相同。但是應(yīng)注意，梯形圖是一種程序，是可編程控制圖形化的程序。圖

19、中的X000等是梯形圖中的編程元件，XO00與X001是輸入繼電器，Y000是輸出繼電器。編程元件X000與接在輸入端子XO00的SB1的常開觸點和輸入映像寄存器XO00相對應(yīng)，編程元件Y000與輸出映像寄存器Y000和接在輸出端子Y000的可編程控制器內(nèi)部的輸出電路相對應(yīng)。(a) (b) (c) (d)圖2-4 PLC的外部接線圖與梯形圖梯形圖以指令的形成儲存在可編程控制器的用戶程序存儲器中，梯形圖與下面的4條指令對應(yīng)“；”之后是該指令的注解。LD X000 ；接在左側(cè)母線上的X000的常開觸點。OR Y000 ；與X00O的常開觸點并聯(lián)的Y000的常開觸點。ANI X001 ；與并聯(lián)電路串

20、聯(lián)的X001的常閉觸點。OUT Y000 ；Y000的線圈。在輸入處理階段，CPU將SB1，SB2的常開觸點的狀態(tài)讀入相應(yīng)的輸入映像寄存器，外部觸點接通時存入寄存器的是二進制數(shù)“1”，反之存入“0”。執(zhí)行第一條指令時，從輸入映像寄存器X000中取出二進制數(shù)并存入運算結(jié)果寄存器。執(zhí)行第二條指令時，從輸出映像寄存器Y000中取出二進制數(shù)，并與運算結(jié)果寄存器中的二進制數(shù)相“或”（觸點的并聯(lián)對應(yīng)“或”結(jié)算），然后存入運算結(jié)果寄存器。執(zhí)行第三條指令時，取出輸入映像寄存器X001中的二進制數(shù)，因為是常閉觸點，取反后與前面的運算結(jié)果相“與”（電路的串聯(lián)對應(yīng)“與”運算），然后存入運算結(jié)果寄存器。在輸出處理階段

21、，CPU將各輸出映像寄存器中的二進制數(shù)傳送給輸出模塊并鎖存起來，如果輸出映像寄存器Y000中存放的是二進制數(shù)“1”，外接的KM線圈將通電，反之將斷電。X000，X001和Y000的波形如圖2.11(D)所示,高電平表示按下按鈕或KM線圈通電,當(dāng)T<T1時,讀入輸入映像寄存器X000和X001的均為二進制數(shù)“0”此時輸出映像寄存器Y000中存入的亦為“0”在程序執(zhí)行階段,經(jīng)過上述邏輯運算過程之后,運算結(jié)果仍為Y000=0,所以KM的線圈處于斷電狀態(tài).在T<T1區(qū)間,雖然輸入/輸出信號的狀態(tài)沒有變化,用戶程序確在一直反復(fù)不斷地執(zhí)行著。T=T1時按下起動按鈕SB1，X0變?yōu)椤?”狀態(tài)，經(jīng)

22、邏輯運算后Y000變?yōu)椤?”狀態(tài)，在輸出處理階段，將Y000對應(yīng)的輸出映像寄存器中的“1”送到輸出模塊，將可編程控制器內(nèi)Y000對應(yīng)的物理繼電器的常開觸點接通，使接觸器KM的線圈通電。2.7 GX-Developer簡介GX- Developer是三菱PLC的編程軟件。適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。GX-Developer特點：（1） 軟件的共通化 GX-Developer能夠制作Q系列，QnA系列，

23、A系列（包括運動控制（SCPU）,FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。 此外，選擇FX系列的情況下，還能變換成FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文檔。 （2） 利用Windows的優(yōu)越性，使操作性飛躍上升能夠?qū)xcel,Word等作成的說明數(shù)據(jù)進行復(fù)制，粘貼，并有效利用。（3） 程序的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)號編程：用標(biāo)號編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識軟元件的號碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。 用標(biāo)號編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實際的程序來使用。（2） 功能塊（以下，略稱作FB）：FB是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能。把開發(fā)順序程序時反復(fù)使用的

24、順序程序回路塊零件化，使得順序程序的開發(fā)變得容易。此外，零件化后，能夠防止將其運用到別的順序程序時的順序輸入錯誤。（3） 宏：只要在任意的回路模式上加上名字（宏定義名）登錄（宏登錄）到文檔，然后輸入簡單的命令就能夠讀出登錄過的回路模式，變更軟元件就能夠靈活利用了。（4） 能夠簡單設(shè)定和其他站點的鏈接 由于連接對象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜的系統(tǒng)的情況下也能夠簡單的設(shè)定。（5） 能夠用各種方法和可編程控制器CPU連接經(jīng)由串行通訊口經(jīng)由USB經(jīng)由MELSECNET/10(H)計算機插板經(jīng)由MELSECNET()計算機插板經(jīng)由CC-Link計算機插板經(jīng)由Ethernet計算機插板經(jīng)由CPU計算機插板

25、經(jīng)由AF計算機插板（6） 豐富的調(diào)試功能由于運用了梯形圖邏輯測試功能，能夠更加簡單的進行調(diào)試作業(yè)。沒有必要再和可編程控制器連接。沒有必要制作條使用的順序程序。在幫助中有CPU錯誤，特殊繼電器/特殊寄存器的說明，所以對于在線中發(fā)生錯誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器/特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利。數(shù)據(jù)制作中發(fā)生錯誤況時，會顯示是什么原因或是顯示消息，所以數(shù)據(jù)制作的時間能夠大幅度縮短。3設(shè)計方案及實驗調(diào)試3.1步進電機I/O口分配表3-1步進電機I/O口分配表輸入功能輸出功能X0啟動Y1控制A相X1停止Y2控制B相X2正轉(zhuǎn)Y3控制C相X3反轉(zhuǎn)X4三拍X5六拍X6連續(xù)X7單步3.2 I

26、/O口端子接線圖3-1 I/O口端子接線圖3.3 設(shè)計流程三拍正轉(zhuǎn)通電順序為：ABC三拍反轉(zhuǎn)通電順序為：ACB六拍正轉(zhuǎn)通電順序為：AABBBCCCA六拍反轉(zhuǎn)通電順序為：ACACBCBAB按下啟動后輸出A2使其通電，經(jīng)過延時后判斷是否按下停止，若按下停止則返回初始未啟動狀態(tài)，若未按下停止則判斷是否為單步。若為單步則按下啟動后接著判斷正、反轉(zhuǎn)，三拍還是六拍，進而使相應(yīng)的相通電，如三拍正轉(zhuǎn)輸出B2,而連續(xù)則不需按啟動直接判斷輸出。每一步輸出后都有是否停止判斷，若按下停止則返回初始未啟動狀態(tài)。每個停止判斷后都有單步/連續(xù)判斷，決定下一步輸出是否需要按下啟動。所有相輸出完畢后回到A相進行下一輪輸出。大致

27、流程如下圖：圖3-2 設(shè)計流程圖3.4 設(shè)計梯形圖圖3-3 設(shè)計梯形圖3.5 調(diào)試過程及問題分析將PLC的I/O口與步進電機三相和各個狀態(tài)開關(guān)連接起來，程序?qū)懭隤LC，開始執(zhí)行后可以看到，按下啟動步進電機按照設(shè)定的方式開始轉(zhuǎn)動，如果設(shè)定為單步則每按一次啟動步進電機轉(zhuǎn)動一次，連續(xù)則一直轉(zhuǎn)動。其中六拍轉(zhuǎn)動的步距角為三拍的一半。在轉(zhuǎn)動過程中撥動狀態(tài)開關(guān)電機轉(zhuǎn)動方式改變，若按下停止則電機停轉(zhuǎn)。調(diào)試過程中曾遇到設(shè)置為單步時，按下啟動步進電機不轉(zhuǎn)動或錯誤轉(zhuǎn)動的問題，這是由于設(shè)定的延時時間與硬件反應(yīng)時間不匹配造成的，通過多次調(diào)整實驗，我們將延時時間改為0.5S，電機轉(zhuǎn)動正常。課程設(shè)計總結(jié)我們這次的課題是應(yīng)用PLC對三相步進電機進行控制，剛拿到題目時有些無從下手，畢竟從來沒有學(xué)過步進電機，后來在查閱輔導(dǎo)書