五相十拍步进电动机控制课件.docx
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五相十拍步进电动机控制课件
PLC课程设计报告书
课题名称
五相十拍步进电动机控制
姓名
学号
院、系、部
电气工程系
专业
电气工程及其自动化
指导教师
杨新霞
2014年1月6日
摘 要
步进电动机(steppingmotor)把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动的微特电机。
在自动控制装置中作为执行元件。
每输入一个脉冲信号,步进电动机前进一步,故又称脉冲电动机。
本课程设计主要用于步进电动机的控制,矩角特性是步进电动机运行时一个很重要的参数。
矩角特性好,步进电动机的启动转矩就越大,运行不易失步。
通过增加步进电动机的拍数来改善矩角特性。
本设计通过PLC编程来实现各类功能。
通过开关X5的关断闭合来实现电动机的正传和反转,按钮X1、X2、X3则分别控制电动机处于低速、中速、高速的运行状态。
在设计结束后通过三菱PLC编程仿真软件测试正确性,实现步进电动机的控制运转,减少步进电动机的运行错误。
关键词:
五相十拍步进电动机 PLC 基本指令
目 录
第1章 设计目的1
第2章 设计要求1
第3章 PLC选型、I/O分配表和接线图2
3.1 PLC选型2
3.2 I/O分配表2
3.3 I/O接线图3
第4章 PLC程序设计3
4.1梯形图设计3
4.2 指令语句表8
第5章设计总结13
参考文献14
第1章 设计目的
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,本课程设计用PLC实现对步进电动机的控制。
第2章 设计要求
五相步进电动机有五个绕组:
A、B、C、D、E
正转顺序:
ABCBCBCDCDCDE
DEDEAEAEABAB
反转顺序:
ABCBCBCDCDCDE
DEDEAEAEABAB
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0.5S)。
3号开关控制其中速运行(转过一个步距角需0.1S)。
4号开关控制其高速运行(转过一个步距角需0.03S)。
5号开关控制其转向(ON为正转,OFF为反转)。
(a)步进电动机五相十拍正转时序图(b)步进电动机五相十拍反转时序图
图2-1控制步进电动机五相十拍的时序图
第3章 PLC选型、I/O分配表和接线图
3.1 PLC选型
三菱公司近年来推出的FX系列PLC有FX0、FX2、FX0S、FX0N、FX2C、FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC等系列型号。
FX系列PLC的特点有先进美观的外部结构,提供多种系列机型供用户选用,灵活多变的系统配置。
其中FX2N是三菱公司推出的高性能小型可编程控制器,FX系列PLC中应用最广泛的产品,FX2N的功能最强,可用于要求较高的系统。
FX2N的速度最快最高,用户存储器容量可扩展到16K步。
I/O点最大可拓展到256点,具有27条基本指令,行速度超过了很多大型的PLC。
有很多的特殊的功能模块和多种串行通信模块或功能拓展版。
FX2N有3000多点辅助继电器、1000点状态继电器、200多点定时器、200点16位加计数器、35点32位加/减计数器、8000多点16位数据寄存器、128点跳步指针、15点中断指针。
有多种特殊功能模块,如模拟量输入/输出、高速计数模块、脉冲输出模块、位置控制模块。
有多种RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或功能扩展板。
在此次设计中使用FX2N系列。
本设计使用5个输入、5个输出,I/O总点数为10。
单元类型为基本单元M。
输出形式为继电器输出R。
综上所述选用FX2N-14MR-001。
3.2 I/O分配表
输入
X1启/停开关
X20.5s低速运行按钮
X30.1s中速运行按钮
X40.03s高速运行按钮
X5控制转向开关
输出
Y0A绕组
Y1B绕组
Y2C绕组
Y3D绕组
Y4E绕组
3.3 I/O接线图
图3-1I/O接线图
第4章 PLC程序设计
4.1梯形图设计
4.2指令语句表
第5章设计总结
此次设计从整体来说能够达到实际需要的的要求,但在实际应用中还存在着一些不足,例如电动机的过载保护、短路保护等一系列安全问题,还有输入输出的保护问题也是有待加强的,以使系统达到安全可靠的工作。
在设计阶段刚开始的时候,对于输入的选择就发现了问题,经过再三比较将有的输入选为开关,有的选为按钮。
设计时多次出现了将控制顺序搞混的情况,后来在认真修改时序图后才解决相关问题。
通过一系列的调试与修改,基本上完成设计要求,但还有一定的不足,关于编程的简洁性,电动机的运转控制还有一定的提高空间,这也是在以后需要加强的重要方面。
参考文献
[1]郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术.东南大学出版.2009.9
[2]程子华.PLC原理与实例分析.北京:
国防工业出版社.2006.
[3]廖常初.PLC编程及应用.北京:
机械工业出版社.2005.
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- 关 键 词:
- 五相十拍 步进 电动机 控制 课件