五相十拍步进电机
五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试
分类号：无锡职业技术学院毕业设计（论文）题目五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试院系班级学生姓名学号 0指导老师（1）职称副教授指导老师（2）周文杰职称开发员答辩委员会主任主答辩人孙晓艳二零一八年四月目录摘要 (1)第一章引言1.1步进电动机简介 (2)1.2设计任务及要求 (3)1.2.1 控制要求 (3)1.2.2功能要求 (3)1.2.3性能要求 (3)第二章可编控制器2.1 可编控制器的工作原理 (4)2.2可编控制器的组成 (4)2.3可编控制器的特点 (5)2.4可编控制器的性能指标 (6)第三章系统总体设计方案3.1设计的基本思路 (7)3.2方案原理分析3.2.1步进电动机的驱动控制 (7)3.2.2步进电动机的调速控制 (8)3.2.3步进电动机的转向控制 (8)第四章 PLC控制系统设计4.1步进控制设计 (9)4.2控制流程图 (12)4.3输入输出编址 (13)4.4选择PLC类型 (13)4.5PLC外部接线图 (14)4.6梯形图程序设计 (14)4.7控制语句表 (20)4.8程序的调试 (23)结论 (26)毕业总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)摘要步进电动机是现代技术中在自动化工程中常用的设备，它可以进入开环控制电动机的线性移动，也可以进入步进电动机角位移,从发明发展到现在在数字及自动化控制系统中应用有不可替代的作用。
步进电动机可以快速的接收信号，然后准确的作出反应和定位运行，当运行设备从外部接收到操作指令，步进电动机就会对于这个操作指令进行运转，它以一个固定的一个角度进行旋转，这个角度可以由用户自己设定，通过改变步进电动机的供给电流电压，然后一步一步的进行，步进电动机就可以准确的完成操作要求了;给予步进电动机的电脉冲大小决定着它的工作效率，它的速度调节也是如此。
在这篇文章中，对于可编控制器的原理进行了介绍，可编控制器的软件设计也做了详细的介绍。
其内容主要包括I/0地址分配、PIC 外部接线图、控制流程图、梯形图以及语句表。
PLC五相十拍步进电动机正反转与速度控制
PLC五相十拍步进电动机正反转与速度控制1. 前言PLC（Programmable Logic Controller）是一种可编程逻辑控制器，可用于自动化控制应用。
在许多自动化方案中，PLC与步进电动机相结合，可以实现机器的精确控制，以满足工业生产各种不同的需要。
本文将介绍如何使用PLC控制五相十拍步进电动机的正反转和速度控制。
2. 步进电动机和PLC的概述2.1 步进电动机步进电动机是一种电动机，能够通过逐步控制电流单步运转。
它们通常适用于需要非常精确的控制，例如打印机和数控机床。
步进电动机有两种类型：单相和多相。
单相步进电动机需要采用两路电源驱动；多相步进电动机通常有三相和五相。
2.2 PLCPLC是一种专门用于控制工业自动化过程的计算设备。
PLC的核心是一个具有高度可编程能力的处理器，可以通过编程控制机器的运转。
使用PLC可以实现快速的控制、布线简单，安装维护方便等优点。
3. 步进电动机的正反转与速度控制3.1 步进电动机的正反转步进电动机可以正转和反转，这意味着它们可以沿着不同方向工作。
为了实现正反转，电机需要改变运行时的极化方向（电流方向），这需要更改电路中电流的极性。
对于五相十拍步进电动机，需要根据电机特性和实际需要来设计逆变器电路。
PLC可以通过改变逆变器控制信号来实现步进电动机的正反转控制。
3.2 步进电动机的速度控制步进电动机的速度控制通常采用反馈的方式实现，即电机编码器的反馈信号。
PLC可以根据编码器的反馈信号来调整电机的驱动电压，从而控制电机的转速。
此外，还可以通过控制电机的脉宽调制信号来实现步进电动机的速度控制。
4. 总结本文介绍了如何使用PLC控制五相十拍步进电动机的正反转和速度控制，对于工业自动化控制领域中的应用具有一定的参考价值。
在实际应用中，需要根据电机的特性和使用环境来设计相应的PLC控制方案，从而实现精确的控制和优化的系统性能。
课程设计---五相十拍步进电动机控制
课程设计---五相十拍步进电动机控制《PLC 原理及应用》课程设计报告题目：五相十拍步进电动机控制专 业 10级电气工程及其自动化 班 级 10电气工程二班 学 号 2010401020217 姓 名 凡伟 指导教师 刘冬梅 提交日期 2012年12月28号JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY目录第一部分五相十拍步进电动机设计任务和要求1.1PLC系统设计内容与步骤 (1)1.2系统控制要求 (3)第二部分设计方案2.1总体设计方案说明 (4)2.2 PLC控制系统组成方框图 (4)第三部分系统硬件设计3.1 PLC的选型及硬件配置 (5)3.2 输入输出地址分配 (5)3.3 主电路设计 (6)3.4 PLC的控制电路 (6)第四部分 PLC控制软件设计与调试4.1 系统程序设计 (7)4.2调试结果与分析 (13)第五部分课程设计总结 (13)第六部分参考文献 (13)一设计任务和要求步进电机是一种控制精度极高的电机, 在工业上有着广泛的应用。
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。
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。
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。
本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。
本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。
其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。
本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。
在实际应用中表明此设计是合理有效的。
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←AB 2．用五个开关控制其工作：1 号开关控制其运行 ( 启 / 停 )。
五相十拍步进电动机PLC控制设计指导书
毕业设计任务书及指导书毕业设计指导老师：王燕常州工程职业技术学院自动化技术系2010年11月26日常州工程职业技术学院毕业综合课题任务书（生产过程自动化技术专业）自动化技术系生产过程自动化技术专业自动化0821 班师万里同学教研室指导教师：教研室主任：系主任：毕业综合课题（设计）指导书一、毕业综合课题（设计）目的：1．使学生进一步巩固和加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的认识掌握，使之系统化、综合化。
2．培养学生综合运用所学过的基础理论、基础知识和基本技能进行分析和解决实际问题的能力。
3．培养学生的设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等基本实践能力以及外文资料的阅读和翻译的基本技能，使学生初步掌握科学研究的基本方法。
4．使学生树立符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，培养严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。
5．使学生获得从事科研工作的初步训练，培养学生独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际文集的能力，尤其注重培养学生独立获取新知识的能力。
二、PLC设计类型的选择PLC设计的常见类型有五种：开关量的逻辑控制、模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、数据采集与监控、通讯联网及集散控制。
作为毕业设计，最普遍的是前二种较为简单的类型。
而开关量的顺序控制又是工业自动化设计的首选。
可用PLC 作为开关量逻辑控制、定时控制、计数控制，利用PLC取代传统继电器接触器控制，如机床电气、电机控制中心等，也可取代用于单机、多机以及生产线的自动化控制场合。
用PLC实现闭环过程控制是PLC的第二个重要的应用方向，例如深度、压力、流量等连续变化的模拟量闭环PID控制。
这种类型主要是用在系统中的开关量较多，模拟量较少的场合。
不过PLC中的模拟量输入/输出模块和PID模块价格较贵，相对于单片机、工业控制计算机系统来说投入较高，而显示、编程功能较弱。
PLC培训之五相十拍步进电动机
设计说明书五相十拍步进电机的控制专业：电气工程及其自动化班级：电气073 姓名：学号：日期： 2011年4月9日摘要本论文主要阐述了五相十拍步进电动机控制领域中的应用，其中可编程控制器是工业自动化设备的主导产品，具有控制功能强，可靠性高，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点，其工作原理，设计和使用方法为电气和机电类专业必修课程的学习内容。
本设计涉及的内容有：步进电动机的硬件驱动过程、五相十拍步进电动机的PLC软件实现等。
通过对硬件软件的结合，从而实现电动机的正反转控制。
PLC 是现代工业自动控制的一种通用计算机,但其工作方式与微机控制系统不同，与继电接触器控制系统也有本质的不同。
PLC应用系统设计包括硬件设计和软件设计两个方面。
关键词：PLC、五相十拍步进电机、梯形图、指令表目录第一章绪论 (1)1.1 plc工作原理 (1)1.2 方案论证 (1)第二章设计方案 (3)2.1 设计目的 (3)2.2 实训器材 (3)2.3 实训内容 (3)2.4 设计内容 (3)2.4.1 电气主接线 (3)2.4.2 PLC的I/O地址分配表 (4)2.4.3 PLC外部接线图 (4)2.4.4 程序设计 (5)2.5 系统调试及问题解决 (8)第三章设计总结 (10)参考文献 (11)第一章绪论1.1 plc工作原理PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种机械或生产过程。
一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图1-1所示，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。
图1-1 可编程控制器的扫描周期1.2 方案论证可编程序控制器配备各种硬件装置供用户选择，用户不用自行设计和制作硬件装置，只须确定可编程序控制器硬件配制和设计外部接线图，同时采用梯形图语言编程，用软件取代继电器电器系统中的触点和热线，通过修改程序适应工艺条件的变化。
五相十拍步进电动机控制-PLC课程实验报告
P L C 控制技术课程设计说明书专 业 ： 班 级 ： 学 号 ： 姓 名 ： 指导教师 ： 提交日期 ：JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY目录第一部分设计任务和要求1.1 PLC系统设计内容与步骤 (3)1.2 系统控制要求 (3)第二部分设计方案2.1 总体设计方案说明 (4)2.2 PLC系统组成方框图 (5)第三部分系统硬件设计3.1PLC的选型和硬件配置 (6)3.2主电路设计 (6)3.3输入输出地址分配 (6)3.4PLC的控制电路 (7)第四部分 PLC控制软件设计与调试4.1系统程序设计 (7)4.2调试结果与分析 (10)第五部分课程设计总结 (10)第六部分参考文献 (11)第一部分设计任务和要求1.1 PLC系统设计内容与步骤PLC课程设计主要步骤如下：1、分析被控对象的工艺条件和控制要求。
被控对象是指受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
在进行系统设计时，首先需要深入了解被控对象的特点、控制过程与要求等。
确定被控对象与PLC之间的输入、输出关系。
控制要求主要指控制系统的基本方式、应完成的动作等，同时要注意必要的保护和连锁等2、选择I/O设备。
根据控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备的具体型号、数量等。
常用的输入设备有按钮、限位开关，传感器等；常用的输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。
3、选择PLC的型号。
根据已选择的I/O设备，统计I/O点数，选择合适的PLC类型，在选择时要考虑所需机型的容量大小、I/O模块种类及电源类型等。
4、分配I/O点。
只有分配PLC的I/O点后，方可进行程序设计。
5、程序设计，它是整个系统设计的核心工作，首先要熟悉控制要求，根据控制要求设计好梯形图程序。
6、输入程序后调试程序。
调试过程中如果发现问题，则要采取措施逐一排除，直至调试成功。
7、编写技术文件。
则要包括说明书、电气原理图，电气元件明细表，程序等。
5相10拍步进电机控制器
关键词：EDA 数字电路设计，步进电机控制器，Quartus,DE2 版，CPLD
目录
1 设计任务目的与要求 ....................................................................................................................1 1.1 设计的目的 .........................................................................................................................................................1
............................................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................................
五相十拍步进电动机控制课程设计
(7)电机正反转控电动机的矩频特性制：
当电机绕组通电时序为ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
为正转，通电时序为ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB时为反转。
第二章 系统总体方案设计
2.1程序设计的基本思路
（3）运动控制
随着工厂自动化的日趋发展，PLC的运动控制功能也日益完善。借助其运动控制模块、驱动器、伺服电动机等，PLC可以方便地实现装配、输送、存放及取回、材料移动、成型等自动控制功能，甚至可以完成一些复杂的仿行功能。
（4）数据处理
现在的PLC指令系统不仅可以实现传统的逻辑运算及整数四则运算，还可以实现32位浮点复杂运算、ASCII码读写、矩阵处理、数据传送、移位、数据检索、BCD及二进制码的相互转换，工程量转换等各项功能。
（3）编程方便，易于使用
PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯。PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺知识的人员都可在短时间学会。
1.1.4可编程控制器的应用
随着计算机技术的迅猛发展及元器件成本大幅度下降，PLC的性能价格比以前大大提高，其应用范围也日益广泛。如今，PLC已经在电力、纺织、机械、汽车制造、造纸、钢铁、食品、轻工、化工、公用事业等领域得到广泛使用。PLC的应用可以划分如下类型。
（1）顺序控制及时序控制
从PLC诞生之日起，顺序控制和时序控制就是PLC最基本的功能，并取代了传统的继电器控制回路。如今，PLC仍在这一领域发挥着气无可比拟的优越性。
五相十拍步进电动机控制课程教学设计
3．1输入输出编址
控制步进电机的个输入开关及控制A、B、C、D、E五相绕组工作的输出端在PLC中的I/O编址如表1所示。
表1 I/O地址分配表
输入点
输出点
元件名称
符号
地址编码
元件名称
符号
地址编码
启/停开关
SB1
I0.0
A绕组
A
Q0.0
0.5s低速运行开关
SB2
I0.1
B绕组
2.3方案原理分析………………………………………………………4
2.3.1 功能要求………………………………………………… 4
2.3.2 性能要求………………………………………………… 5
第三章PLC控制系统设计…………………………………………………………… 6
3．1输入输出编址………………………………………………………6
第二章 系统总体方案设计
2.1程序设计的基本思路
在进行程序设计时，首先应明确对象的具体控制要求。由于CPU对程序的串行扫描工作方式，会造成输入输出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间，最长可达两个扫描周期，程序越长，这种滞后越明显，则控制精度就越低。因此，在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。以SIMATIC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。
B相 Q0.1=M1.1+M1.0+M0.7+M0.1+M0.0
C 相Q0.2=M1.1+M1.0+M0.7+M0.6+M0.5
五相十拍步进电动机控制课程设计分解
目录摘要 (2)第一章引言 (3)第二章系统总体方案设计 (4)2.1程序设计的基本思路 (4)2.2五相步进电动机的控制要求 (4)2.3方案原理分析 (4)2.3.1 功能要求 (4)2.3.2 性能要求 (5)第三章PLC控制系统设计 (6)3．1输入输出编址 (6)3.2选择PLC类型 (6)3.3 PLC外部接线图 (7)3.4 控制流程 (7)3.5 梯形图程序设计 (8)3.5.1 步进控制设计 (9)3.5.2 梯形图设计 (11)3.6 语句表 (17)3.7主电路图 (18)3.8电机正反转控制图 (18)3.9元件清单 (19)3.10元件布置图 (19)总结 (20)参考文献 (20)摘要步进电机是一种控制精度极高的电机, 在工业上有着广泛的应用。
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。
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。
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。
本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。
本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。
其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。
本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。
在实际应用中表明此设计是合理有效的。
关键词: PLC；梯形图；元件清单；五相十拍步进电机第一章引言步进电机作为执行元件，是电气自动化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
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。
五相十拍步进电动机控制程序设计与调试
内容摘要步进电动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。
步进电动机是一种控制精度极高的电机, 在工业上有着广泛的应用。
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。
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。
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。
本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相2/3十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。
本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。
其内容主要包括I/O 地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、梯形图以及语句表。
本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更紧凑，方便了设计。
关键词: 步进电动机；总体方案；梯形图；调试过程目录内容摘要 0第1章引言 (1)1．1 步进电动机简介 (1)1．2 设计任务及要求 (1)1.2.1控制要求 (1)1.2.2功能要求 (2)1.2.3性能要求 (2)第2章系统总体方案设计 (3)2．1设计的基本思路 (3)2．2方案原理分析 (3)2.2.1 步进电动机的驱动控制 (3)2.2.2 步进电动机的调速控制 (4)2.2.3 步进电动机的转向控制 (4)第3章 PLC控制系统设计 (5)3.1 步进控制设计 (5)3.2 控制流程图 (7)3.3 输入输出编址 (8)3.4 选择PLC类型 (8)3.5 PLC外部接线图 (8)3.6 梯形图程序设计 (9)3.7 控制语句表 (14)3.8 程序的调试 (17)结论 (20)设计总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第1章引言1．1 步进电动机简介步进电机作为执行元件，是电气自动化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
PLC控制步进电机的正反转和速度
PLC控制步进电机的正反转和速度
1.控制要求
对定时器进行不同的时间定时控制其速度。
通过定时器定时通、断电使步进电机实现正反转。
本文以五相十拍步进电机用西门子S7-200plc来进行举例。
2.五相十拍步进电机的控制要求
1)五相步进电动机有五个绕组：A、B、C、D、E，控制五相十拍电动机的时序图如下：
2)用五个开关控制步进电动机工作：
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 号开关控制其低速运行(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)
3.PLC外部接线图
PLC外部接线图的输入输出设备、负载电源的类型等设计就结合系统的控制要求来设定。
其控制接线图如下图所示：
4.I/O地址分配
根据PLC外部接线图可以写出各电气元件符号、功能说明表及I/O 地址分配表如下：
5.五相十拍步进电动机的拍数实现梯形图如下：。
五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试
可编程控制器课程设计报告课题：五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试姓名：杨保顺班级：0891311学号：24指导教师：王振力、刘洋、徐秋景2010年12月30日一、系统功能1. 五相十拍步进电动机可实现正转和反转，并且有低速、中速、高速可以选择。
2. 在启动步进电机之前要选择步进电机的速度和转动方向，然后按下启动按钮启动步进电机。
3. 在步进电机运转的过程中想要改变速度或者转向必须先按停止按钮，停止步进电机后再调整其速度或者转向。
4. 步进电机正转时其五个绕组通电的顺序是：A→AB→B→BC→C→CD→D→DE→E→EA→A反转时其五个绕组通电的顺序是：A←AB←B←BC←C←CD←D←DE←E←EA←A5. 步进电机低速运行时转过一个步距角需 2 s；高速运行时转过一个步距角需 1 s；高速运行时转过一个步距角需 1 s。
二、控制方案工作方式：手动输入设备：按钮、开关输出设备：晶体管PLC选型：40点输入输出CPM1A三、分配输入/输出点地址五相十拍步进电机的输入开关及控制A、B、C、D、E、五个绕组的输出端在PLC中的I/O编址如表1所示表1 I/o地址分配表输入点输出点元件名称符号地址编码元件名称符号地址编码启动按钮SB1 0.00 绕组A A 10.00停止按钮SB2 0.01 绕组B B 10.01 低速运行开关SA1 0.02 绕组C C 10.02 中速运行开关SA2 0.03 绕组D D 10.03 高速运行开关SA3 0.04 绕组E E 10.04 正转选择开关SA4 0.05反转选择开关SA5 0.06四、电气接线图五、顺序功能图五、程序编写六、调试我们先使用CP1H实验箱中的五相步进电机及CP1H对程序进行调试，经过实验调试使程序能够通过CP1H完全实现课程设计的要求。
然后我们再将用CP1H编写的程序改写为CPM1A的程序。
程序改写好后，我们先将CPM1A的外部电路接好，然后将改写的程序传入CPM1A，按照顺序按下按钮拨动开关后，发现五相步进电机不按照我们设定的要求变化，经过检查调试发现是线圈绕组C和线圈绕组D接反，将线圈绕组接正确后，CPM1A 能够完全按照要求完成实验目的。
五相十拍步进电动机控制课程设计2
目录摘要 (1)第一章引言 (2)第二章系统总体方案设计 (3)2.1程序设计的基本思路 (3)2.2五相步进电动机的控制要求 (3)2. 3方案原理分析 (4)第三章 PLC控制系统设计 (5)3．1输入输出编址 (5)3.2选择PLC类型 (6)3.3 PLC外部接线图 (6)3.4 控制流程图 (7)3.5 梯形图程序设计 (9)3.6 语句表 (16)3.7主电路 (19)3.8电机正反转控制图 (20)3.9元件清单 (21)3.10 元件布置图 (22)设计总结 (23)致 (24)参考文献 (25)摘要步进电机是一种控制精度极高的电机, 在工业上有着广泛的应用。
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。
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。
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。
本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。
本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。
其容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。
本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。
在实际应用中表明此设计是合理有效的。
关键词: PLC；梯形图；元件清单；五相十拍步进电机第一章引言步进电机作为执行元件，是电气自动化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
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。
五相十拍步进电动机
题目10：五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。
PLC 端子接线图、控制梯形图，如下图：用五相十拍控制图2-10 步进电动机采用单相控制外部接线图外部接线图PLC 端子接线图梯形图课程设计说明书1.1五相十拍步进电动机的PLC设计过程1.2五相十拍步进电动机的控制要求1.3 PLC外部接线图1.4 I/O地址分配表1.5 程序设计1.1五相十拍步进电动机的PLC设计过程PLC应用系统软件设计的主要内容就是编写PLC用户程序。
5相10拍步进电机控制器
5
5.1
本设计在完成了基本要求的所有功能。
5.2
1）设计电路不能自启动，处于五盏灯同时亮的状态不变化。
解决方法：设置一个键，具有启动与置位功能，根据正转初始状态ABC，连接输出端A，B，C的D触发器的PRN端，连接输出端D,E的CLRN端，设定电路初始状态输出为11100。
五相十拍的励磁方式是：
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←AB
三、课程设计应完成的工作
1.利用各种电子器件设计5相10拍步进电机控制器；
2.利用DE2板对所设计的电路进行验证；
3.总结电路设计结果，撰写课程设计报告。
摘 要
本设计是用Quartus作为开发环境，以DE2板为硬件平台实现的一个多功能步进电机控制器。设计过程方便。实现了实现了步进电机的正转反转，三相三拍，三相六拍，正转，反转等控制器的基本功能。此外，该设计还实现了步数显示和步数控制，能控制步进电机转动指定拍数后停止转动，还可以控制电机转速，具有很强的可控制性。用DE2板实现具有电路简洁，开发周期短的优点。充分利用了EDA设计的优点。开发过程用了原理图输入方法来进行描述，从底层设计，充分提高了设计者的数字逻辑设计的概念。
图2.3
2.4启动控制电路
如图2.4，通过设定一个按钮控制整个电动机启动和停止。按下按钮后，电路如初始值启动，再次停止电路。另外，通过一个与门将控制步进机翻转电路的按钮和控制74192加减法按钮连接起来，只有两个按钮都按下才使步进电机和译码管显示步数同时翻转。
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机电传动与控制综合课程设计设计说明书设计题目: 五相十拍（2/3）步进电机控制程序设计院系名称：机电工程学院专业班级：机制F09 学生姓名：学号： ********指导教师：***2012年12 月05 日内容摘要本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。
其中步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，是一种控制精度极高的电机,常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。
可编程控制器是工业自动化设备的主导产品，具有控制功能强，可靠性高，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点。
本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。
其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。
本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。
在实际应用中表明此设计是合理有效的。
关键词: PLC;梯形图；元件清单；五相十拍步进电机目录第1章引言 (1)第2章系统总体方案设计 (2)2.1 程序设计的基本思路 (2)2.2 五相步进电动机的控制要求 (2)2.3 方案原理分析 (2)第3章 PLC控制系统设计 (4)3.1 设计流程分析 (4)3.1.1 控制流程图 (4)3.1.2电机工作过程图 (5)3.2 I/O地址分配表 (5)3.3 PLC外部接线图 (6)3.4 主电路 (7)3.5 元件清单 (8)3.6 程序设计 (8)3.6.1 步进控制设计 (8)3.6.2 梯形图设计 (10)3.7 调试说明 (11)第4章设计总结 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录 (15)附录一程序梯形图 (15)附录二程序语句表 (20)第1章引言步进电机作为执行元件，是电气自动化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。
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。
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。
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。
对五相十拍步进电机的控制，主要分为两个方面：五相绕组的接通与断开顺序控制。
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←AB以及每个步距角的行进速度。
围绕这两个主要方面，可提出具体的控制要求如下：1、可正转或反转；2、运行过程中，步进三种速度可分为高速（0.05S），中速（0.3S）,低速（0.5S）三档，并可随时手控变速；由于CPU对程序的串行扫描工作方式，会造成输入输出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间，最长可达两个扫描周期，程序越长，这种滞后越明显，则控制精度就越低。
因此，在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。
另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。
以移位寄存器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。
下面介绍一种基于PLC的步进电机控制的方法。
第2章系统总体方案设计2.1 程序设计的基本思路由于CPU对程序的串行扫描工作方式，会造成输入输出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间，最长可达两个扫描周期，程序越长，这种滞后越明显，则控制精度就越低。
因此，在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。
另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。
以移位寄存器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。
2.2 五相步进电动机的控制要求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)。
2.3 方案原理分析在对五相十拍步进电机的控制中，主要分为两个方面：五相绕组的接通与断开顺序控制以及正反向调节和调速功能。
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←AB五相步进电动机有五个绕组：A、B、C、D、E，控制步进电动机五相十拍的时序图如图2-1所示。
（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2.4.1方案一：每种速度调节均利用十个定时器实现其绕组延时通断，从而实现步进电动机的步进要求。
在换向时，同样计时器可以完成相应的计时工作，以满足设计要求。
2.4.2方案二：利用移位寄存器进行脉冲输入控制，利用计数器和移位寄存器进行相应的计时，以满足不同的步进速度，从而实现速度可调的要求。
通过不同的通电顺序控制，实现电动机的正反转控制。
在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。
另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。
经分析和指导老师的建议最终决定选择方案二，计时更加方便，所用的原件数大大减少，使控制更加可靠安全。
第3章 PLC控制系统设计3.1 设计流程分析3.1.1 控制流程图图3-1 控制流程图由于上述具体控制要求，可作出步进电机在运行时的程序框图，如图3—1所示。
以工作框图为基本依据，结合考虑控制的具体要求，首先可将梯形图程序分为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；模块3：正转、反转；模块4：移位控制功能模块；模块:5：A、B、C、D、E五相绕组对象控制。
然后，将各模块进行连接，最后经过调试、完善、实现控制要求.3.1.2电机工作过程图五台电动机采用五相十拍作顺序循环控制，电机的工作过程如下图所示。
图3-2 电机工作过程图3.2 I/O地址分配表控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码输入信号启/停控制常开按钮SB1 I0.0 低速调速常开按钮SB2 I0.1 中速调速常开按钮SB3 I0.2 高速调速常开按钮SB4 I0.3 正/反转控制单刀双制开关QS I0.4输出信号输出端子A端子 A Q0.0 输出端子B端子 B Q0.1 输出端子C端子 C Q0.2 输出端子D端子 D Q0.3 输出端子E端子 E Q0.43.3 PLC外部接线图PLC外部接线图的输入输出设备、负载电源的类型等的设计就结合系统的控制要求来设定。
根据上图的I/O分配表通过查阅手册选择S7-200 CPU222基本单元（8入/6出）1台步进电动机采用五相十拍控制外部接线图如下图所示：图3-3 外部接线图3.4 主电路主电路中通过交流接触器实现换向功能，分别闭合主触电KM1、KM2实现正反转换向。
当然，对于步进电动机通过通电顺序的不同可以实现其正反转控制。
图3-4 步进电机正反转控制主电路3.5 元件清单表3-2 元件清单3.6 程序设计3.6.1 步进控制设计采用移位指令进行步进控制。
首先指定移位寄存器MW0，按照五相十拍的步进顺序，移位寄存器的初值见表3-3。
表3-3 移位寄存器初值每右移1位，电机前进一个布局角（一拍），完成十拍后重新赋初值。
其中M1.2、M1.3、M1.4、M1.5、M1.6和M1.7始终为“0”。
据此，可作出移位寄存器输出状态及步进电机正反转绕组的状态真值表，如表3-4、3-5所示。
从而得出五相绕组的控制逻辑关系式：正转时:A相Q0.0=M1.1+M0.3+M0.2+M0.1+M0.0B相Q0.1=M1.1+M1.0+M0.7+M0.1+M0.0C 相Q0.2=M1.1+M1.0+M0.7+M0.6+M0.5D相Q0.3=M0.7+M0.6+M0.5+M0.4+M0.3E相Q0.4= M0.5+M0.4+M0.3+M0.2+M0.1反转时:A相Q0.0=M1.1+M1.0+M0.7+M0.6+M0.0B相Q0.1=M1.1+M1.0+M0.2+M0.1+M0.0C相Q0.2=M0.4+M0.3+M0.2+M0.1+M0.0D相Q0.3=M0.6+M0.5+M0.4+M0.3+M0.2E相Q0.4=M1.0 +M0.7+M0.6+M0.5+M0.4表3-4 移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表（正转）表3-5 移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表（反转）3.6.2 梯形图设计启停使用单按钮控制。
梯形图设计如下，首先，按SB2(SB3或SB4)初次选择一种步进速度，五相步进电动机的速度由定时器T33控制，把三个值50、10、3分别送到VW100可得到低速、中速、高速三种速度。
再按SB1(I0.0)，M2.0得电，移位寄存器赋初值，电机开始转动，且定时器开始计时，到设定值时，T33得电动作，移位寄存器值右移一位，C1计数一次，然后T33重新计时。
计数十次后动作C1使移位寄存器重新赋值，依次循环。
QS控制正反转，ON时I0.4得电，五相步进电动机正转，OFF时 I0.4失电五相步进电动机为反转。
再按一下SB1，C0动作，M2.0失电，C1复位电机停止转动。
梯形图是PLC编程的高级语言,所有PLC厂家的PLC产品均支持梯形图语言编程。
利用梯形图编程器可以建立与电气原理图相类似的程序,具有梯级或网络段结构,有利于程序的阅读理解、运行调试和修正很容易被PLC编程人员和维护人员接受和掌握。
鉴于这个原因，在此次课程设计中选择用PLC梯形图语言进行程序编写，使可视化程度更好。
（具体程序梯形图见附录一）虽然梯形图易于掌握、结构简便，但梯形图不能被PLC识别，无法在PLC中直接运行，把梯形图通过人工编译的方式转换为语句表又较为复杂。