三相六拍步进电动机控制程序的控制与调试
可编程控制器应用技术习题
可编程控制器应⽤技术习题可编程控制器应⽤技术课后作业基础知识模块1、PLC有哪些主要特点?2、当前PLC的发展趋势如何?3、.PLC的基本结构如何?试阐述其基本⼯作原理。
4、PLC主要有哪些技术指标?5、PLC有哪些编程语⾔?常⽤的是什么编程语⾔?6、说明FX2N系列PLC的主要编程组件和它们的组件编号。
7、PLC硬件由哪⼏部分组成?各有什么作⽤?8、PLC软件由哪⼏部分组成?各有什么作⽤?9、PLC控制系统与传统的继电器控制系统有何区别?10、PLC开关量输出接⼝按输出开关器件的种类不同,有⼏种形式?11、简述PLC的扫描⼯作过程。
12、为什么PLC中软继电器的触点可⽆数次使⽤?13、PLC扫描过程中输⼊映像寄存器和元件映象寄存器各起什么作⽤?14、PLC按I/O点数和结构形式可分为⼏类?基本技能模块1、简述输⼊继电器、输出继电器、定时器及计数器的⽤途。
2、定时器和计算器各有那些使⽤要素?如果梯形图线圈前的触点是⼯作条件,定时器和计数器⼯作条件有什么不同?3、画出与下列语句表对应的梯形图。
4、画出与下列语句表对应的梯形图。
5、写出下图所⽰梯形图1对应的指令表。
图 1 6、写出图梯形图2对应的指令表。
图 2 7、写出图3所⽰梯形图对应的指令表。
图 3 8、画出图4中M206的波形。
图 49、画出图5中Y0的波形。
图 510、⽤主控指令画出图6的等效电路,并写出指令表程序。
图 611、某抢答⽐赛,⼉童⼆⼈参赛且其中任⼀⼈按钮可抢得,学⽣⼀⼈组队。
教授⼆⼈参加⽐赛且⼆⼈同时按钮才能抢得。
主持⼈宣布开始后⽅可按抢答按钮。
主持⼈台设复位按钮,抢得及违例由各分台灯指⽰。
有⼈抢得时有幸运彩球转动,违例时有警报声。
设计抢答器电路。
12、设计⼀个节⽇礼花弹引爆程序。
礼花弹⽤电阻点⽕引爆器引爆,为了实现⾃动引爆,以减轻⼯作⼈员频繁操作的负担,保证安全,提⾼动作的准确性,今采⽤PLC 控制,要求编制以下两种控制程序。
机电控制及可编程序控制器技术课程设计参考选题
《机电控制及可编程序控制器技术》课程设计参考选题选题1、气动机械手操作控制装置一、气动机械手的控制要求气动机械手的动作示意图如图1所示,气动机械手的功能是将工件从A处移送到B处。
控制要求为:1、气动机械手的升降和左右移行分别由不同的双线圈电磁阀来实现,电磁阀线圈失电时能保持原来的状态,必须驱动反向的线圈才能反向运动;2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV2、YV1;右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4;3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现,线圈通电时夹紧工件,线圈断电时松开工件;4、机械手的夹钳的松开、夹紧通过延时实现;5、机械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现;二、机械手的的操作功能机械手的操作面板如图2所示。
机械手能实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式。
1、手动工作方式时,用各按钮的点动实现相应的动作;2、回原位工作方式时,按下“回原位”按钮,则机械手自动返回原位;3、单步工作方式时,每按下一次启动安钮,机械手向前执行一步;4、单周期工作方式时,每按下一次启动安钮,机械手只运行一个周期;5、连续工作方式时,机械手在原位,只要按下启动安钮,机械手就会连续循环工作,直到按下停止安钮;6、传送工件时,机械手必须升到最高点才能左右移动,以防止机械手在较低位置运行时碰到其他工件;7、出现紧急情况,按下紧急停车按钮时,机械手停止所有的操作。
三、设计要求1、输入输出点分配;2、画出PLC的输入输出设备的接线图;3、完成梯形图、指令表的程序设计;4、完成设计说明书选题2、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试一、控制要求1.系统工作受开关控制,起动开关 ON 则系统工作;起动开关 OFF 则系统停止工作。
2.控制对象有八个:东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个,东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个,东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个,东西方向左转弯绿灯两个,南北方向左转弯绿灯两个。
实验一 步进电动机实验
实验一步进电动机实验一.实验目的1.了解步进电动机的驱动电源和电机的工作情况。
二. 实验项目1.步进电动机驱动电源的波形观察。
2.步进电动机的动态观察。
三.实验设备及仪器1.MEL系列电机系统教学实验台主控屏。
2.电机导轨及测功机,转速转矩测量MEL-13。
3.步进电动机M10。
4.步进电机驱动电源MEL-10。
5.双踪示波器。
四.实验操作步骤1.实验准备(1).按实验要求准备好各类设备及仪表.(2).在控制屏上按次序悬挂所需组件,并检查相关的连接,2.驱动波形观察(不接电机)(1) 合上控制电源船形开关,分别按下“连续”和“正转/反转”,“三拍/六拍”,”启动/停止”开关,使电机处于三拍正转连续运行状态。
(2). 用示波器观察电脉冲信号输出波形(CP波形),改变“调频”电位器旋钮,频率变化范围应不小于5Hz~1KHz(800 KHz),从频率计上读出此频率。
(3) 用示波器观察环形分配器输出的三相A,B,C波形之间的相序及其CP脉冲波形之间的关系。
(4)改变电机运行方式,使电机处于正转,六拍运行状态,重复C的实验。
(5)再次改变电机运行方式,使电机处于反转状态,重复C的实验3.步进电机的动态观察:(按图正确接线, 频率40 KHz)(1)单步运行状态:A: 接通电源,按下“单步”琴键开关,“复位”按钮,“清零”按钮。
B: 不断按下“单步”按钮,观察运行状态;改变电机转向,重复操作。
(2).角位移和脉冲数的关系:A:按下“置数”琴键开关,拨动开关预置步数,分别按下“复位”,“清零”按钮,记录电机所出位置。
B:按下“启动/停止”开关,电机运转,观察并记录电机偏转角度。
(20Hz左右)C:重新预置步数,重复观察并记录电机偏转角度。
(3) 空载突跳频率的测定控制系统置连续运行状态,按执行键,电机连续运转后,调节速度调节旋钮使频率提高至某频率(自动指示当前频率)。
按设置键让步进电机停转,再重新启动电机(按执行键),观察电机能否运行正常,如正常,则继续提高频率,直至电机不失步启动的最高频率,则该频率为步进电机的空载突跳频率。
10个PLC设计课题
目录课题1:十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试课题2: PLC 控制变频调速系统设计与调试课题3:五层电梯模型 PLC 控制系统设计与调试课题4:五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试课题5:机械手操作控制装置课题6:工业铲车操作控制课题7:车辆出入库管理课题8:自动门控制装置课题9:三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试课题10:锯齿波发生器课题1:十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试--------------------------------------------------------------------------------一、控制要求:1.系统工作受开关控制,起动开关 ON 则系统工作;起动开关 OFF 则系统停止工作。
2.控制对象有八个:东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个,东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个,东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个,东西方向左转弯绿灯两个,南北方向左转弯绿灯两个。
3.控制规律:1)高峰时段按时序图二(见附图)运行,正常时段按时序图三(见附图)运行,晚上时段按提示警告方式运行,规律为:东、南、西、北四个黄灯全部闪亮,其余灯全部熄灭,黄灯闪亮按亮 0.4 秒,暗 0.6 秒的规律反复循环。
2)高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行(见附图)。
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.正常时段 6:30 的起始时间改为 5:30,梯形图作如何改动?2.高峰时段 16:30 的起始时间改为 16:00,梯形图作如何改动?3.正常时段东西左转弯绿灯 45 秒的起始时间改为 40秒,梯形图作如何改动?4.高峰时段东西左转弯绿灯 55 秒的起始时间改为 60秒,梯形图作如何改动?5.如何在交通控制灯起动时,校正当时的时钟?课题2:PLC控制变频调速系统设计与调试--------------------------------------------------------------------------------一、控制要求:1.变频调速器受 0 ~ 10V 输入电压控制:0V 输出频率为 0HZ,对应同步转速为 0 r/min;5V 输出频率为 50HZ,对应同步转速为 1500 r/min;10V 输出频率为 100HZ,对应同步转速为 3000 r/min;输入电压与输出频率按线性关系变化。
PLC技术比赛综合训练题
辽河石油职业技术学院PLC培训典型典型综合例题1.车库车辆出入库管理PLC梯形图控制程序设计与调试1.控制要求:(1)入库车辆前进时,经过1#传感器→2#传感器后,计数器A加1,后退时经过2#传感器→1#传感器后,计数器B减1;(计数器B的初始值由计数器A送来)只经过一个传感器则计数器不动作(2)出库车辆前进时,经过2#传感器→1#传感器后,计数器B减1,后退时经过1#传感器→2#传感器后,计数器A加1;只经过一个传感器则计数器不动作(3)车辆入库或出库时,均应有警铃报警(可分别设置),定时3s钟(4)仓库启用时,先对所有用到的存储单元清零,并应有仓库空显示(5)若设仓库容量为50辆车,则仓库满时应报警并显示。
(6)若同时有车辆相对入库和出库(即入库车辆经过1#传感器,出库车辆经过2#传感器),应避免误计数。
2.I/O编址3.编程并调试4.I/O端子接线图2.三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试1. 控制要求:(1)三相步进电动机有三个绕组: A、B、C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→AB(2)用5个开关控制其工作#1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 s)。
#3 号开关控制其中速运行 (转过一个步距角需 0.1 s)。
#4 号开关控制其低速运行 (转过一个步距角需 0.03 s)。
#5 号开关控制其转向 ( ON 为正转,OFF 为反转 )。
2. I/O编址3. 编程并调试4. I/O端子接线图3.自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试1. 自动门控制装置的硬件组成:自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1(使直流电动机正转)、关门执行机构KM2(使直流电动机反转)等部件组成。
光电探测开关为检测到人或物体时为ON,否则OFF。
步进电机三相六拍环形分配器
10.2 步进电动机位置控制系统10.2.2 步进电动机的脉冲分配电路1. 硬件脉冲分配器电路步进电动机的脉冲分配可以由硬件和软件两种方法来实现。
硬件环形分配器需要根据步进电动机的相数和要求的通电方式而设计专门的电路,图10.6所示为一个三相六拍的环形分配器。
分配器的主体是三个J-K触发器。
三个J-K触发器的Q输出端分别经各自的功放线路与步进电动机A、B、C三相绕组连接。
当QA=1时,A相绕组通电;QB=1时,B相绕组通电;QC=1时,C相绕组通电。
DR+和DR-是步进电动机的正反转控制信号。
正转时,各相通电顺序:A-AB-B-BC-C-CA反转时,各相通电顺序:A-AC-C-CB-B-BA图10.6 三相六拍环形分配器图10.6所示为的三相六拍环形分配器逻辑真值表如表10.1所示。
序号控制信号状态输出状态导电绕组表10.1 三相六拍环形分配器逻辑真值表2. 软件脉冲分配对于不同的计算机和接口器件,软件环分有不同的形式,现以AT89C51单片机配置的系统为例加以说明。
(1)由P1口作为驱动电路的接口控制脉冲经AT89C51的并行I/O接口P1口输出到步进电动机各相的功率放大器输入,设P1口的P1.0输出至A相,P1.1输出至B相,P1.2输出至C相。
(2)建立环形分配表为了使电动机按照如前所述顺序通电,首先必须在存储器中建立一个环形分配表,存储器各单元中存放对应绕组通电的顺序数值,如表10.2所示。
当运行时,依次将环形分配表中的数据,也就是对应存储器单元的内容送到P1口,使P1.0、P1.1、P1.2依次送出有关信号,从而使电动机轮流通电。
表10.2 三相六拍软件环形分配数据表表为三相六拍环形分配表,K为存储器单元基地址(十六位二进制数),后面所加的数为地址的索引值。
可见,要是电动机正转,只需依次输出表中各单元的内容即可。
当输出状态已是表底状态时,则修改索引值使下次输出重新为表首状态。
如要使电动机反转,则只需反向依次输出各单元的内容。
三相六拍步进电机PLC控制设计和调试
《机电一体化系统设计》课程设计三相六拍步进电机PLC控制设计和调试的设计目录第一章绪论 (2)1.1研究的现状 (2)1.2PLC控制步进电机发展的趋势 (3)1.3本设计的目的、意义 (3)1.4小结 (3)第二章三相六拍步进电机的PLC控制和要求 (3)2.1可编程控制器的工作原理 (3)2.2步进电机的工作原理及其控制要求 (5)2.2.1工作原理 (5)2.2.2控制要求 (6)2.2.3步距角的细分 (7)2.3PLC控制系统所需I/O点数的确定和存储器容量的估算 (7)2.4PLC控制系统所需机型的选择 (8)2.5PLC控制系统的设计思想 (8)第三章实验调试和结果分析 (9)3.1PLC控制系统中I/O端子接线图及I/O地址分配表 (9)3.1.1 步进电机I/O分配表 (9)3.1.2 I/O端子接线图 (9)3.1.3 步进电机控制流程图 (9)3.2梯形图 (9)3.3指令语句表 (9)3.4实验的时序图 (9)3.5实验调试中遇到的问题及解决方案 (9)3.6小结 (10)第四章.论文总结及展望 (10)4.1论文总结 (10)4.2工作展望 (11)致谢 (12)参考文献 (12)摘要充分发挥PLC的功能,最大限度地满足被控对象的控制要求,是设计PLC控制系统的首要前提,这也是设计中最重要的一条原则。
本设计是用PLC做三相六拍步进电机的控制核心,用按钮开关的通断来实现对步进电机正、反转控制,而且正、反转切换无须经过停车步骤。
其次可以通过对按钮的控制来实现对高、中、低速度的控制。
关键词:PLC控制三相六拍步进电机电机正反转第一章绪论1.1研究的现状目前对于对步进电机的控制存在精度和价格方面的矛盾。
因为高精度的实时演算需要较高性能的DSP芯片,成本较高。
因此现在的控制方法是采用大量的硬件电路。
这种控制方法的精度不但较低,且成本较高。
国内为了省钱就大多数使用相对省资源的查表法,但是对于速度变化范围很大的控制来说,在低速时会由于表本身的精度原因造成稳定性变差,噪声变大的问题。
三相六拍步进电动机控制程序设计方案
摘要目前世界上发达国家生产和使用地数量日益增多, 它作为工业控制器广泛地应用于冶金生产、汽车制造、石油化工、轻工食品、能源、交通等几乎所有工业领城.其控制方法也从简单地单机开关量控制向过程控制、数字控制和多机网络控制方向发展.传统电器控制, 使用最多地电器是继电器, 而且继电器控制采用固定接线, 很难适应产品机型地更新换代.生产线承担地加工对象改变后, 加工控制程序随之改变要求.对于大型自动化生产线地控制系统使用地继电器数很多, 这些有触点地电器工作频率较低, 在频繁动作地情况下, 寿命较短, 容易造成系统故障, 使生产运行地可靠性、稳定性降低.使用比可编程控制器实现三相六拍步进电机驭动, 可使步进电机动作地抗干扰能力强、可靠性高, 同时, 由于实现了模块化结构, 使系统构成十分灵活, 而且编程语言简单易学, 便于掌握.可以进行在线修改,柔性好, 体积小, 维修方便.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地控制元件.目前,比较典型地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, 不仅要设计复杂地控制程序和I /O 接口电路, 实现比较麻烦,而且对工业现场地恶劣环境适应性差, 可靠性不高.基于PLC 控制地步进电机具有设计简单, 实现方便, 定位精度高, 参数设置灵活等优点, 在工业过程控制中使用, 可靠性高, 监控方便.下面介绍一种基于PLC 地步进电动机PTO 控制地方法.目录摘要1第一章步进电动机31.1 步进电机基础31.1.0 步进电机地主要特性31.1.1 三相六拍步进电机4第二章三相六拍步进电动机控制程序地设计62.1 程序设计地基本思路62.1.1 三相六拍步进电机地控制要求62.1.2 控制程序框图及软件模块62.2 梯形图程序设计72.2.1 输入惭出编址72.2.2 状态真值表72.3 梯形图程序82.4 三相六拍步进电机控制语句表122.5 步进电机地I/O分配13第三章143.1 程序地分析与比较143.1.0 简捷性143.2 柔性化143.2.1 步进速度地变化143.2.2 从三相六拍到五相十拍15第四章总结16参考文献16第一章步进电动机1.1 步进电机基础步进电动机主要用于开环控制系统,也可用于闭环控制系统.步进电动机是一种将电脉冲信号变换成相应地角位移或直线位移地机电执行元件.1.1.0步进电机地主要特性(1)步距角和静态步距误差:步进电机地步距角 是决定开环伺服系统脉冲当量地重要参数, 数控机床中常见地反应式步进电机地步距角一般为0.5°~0.3°一般情况下, 步距角越小, 加工精度越高, 静态步距误差指理论地步距角和实际地步距角之差, 以分表示, 一般在10’以内.步距误差主要由步进电机齿距角制造误差、定子和转子间气隙不均匀、各相电磁转矩不均匀等因素造成地, 步距误差直接影响工作地加工精度以及步进电机地动态特性.(2)动频率fd:空载时, 步进电机由静止突然启动, 并进人不丢步地正常运行所允许地最高频率, 称为启动频率或突跳频率用fd表示, 若启动频率大于突跳频率, 步进电机就不能正常启动, fd与负载惯量有关, 一般说来随着负载惯量地增长而下降.空载启动时, 步进电机定子绕组通电状态变化地频率不能高于突跳频率.(3)连续运行地最高工作频率fmax,步进电机连续运行时, 它所能接受地, 即保证不丢步运行地极限频率fmax称为最高工作频率.它是决定定子绕组通电状态最高变化频率地参数, 它决定了步进电机地最高转速.其值大于fq, 并且随着负载地性质和大小而异.(4)加减速特性:步进电机地加减速特性是描述步进电机由静止到工作频率和由工作频率到静止地加减速过程中, 定子绕组通电状态地变化频率与时间地关系.当要求步进电机启动到大于突跳频率地工作频而停止时,变化速度必须逐渐下降.逐渐上升和逐渐下降地加速时间、减速不能过小, 否则会出现失步或超步.我们用加速时间常数来描述步进电机地升速和降速特性见图1.(5)矩频特性与动态转矩,矩频特性M=F(f), 图1.2是描述转矩一频率关系地曲线, 该特性曲线上每一个频率对应地转矩称为动态转矩.可见, 动态转矩随连续频率地上升或下降.上述步进电机地主要特性除第一项外, 其余均与电源有很大关系.驱动电源性能好, 步进电机地特性可能得到明显改善.图1.2 转矩一顺率特性曲线1.1.1三相六拍步进电机三相六拍步进电机是一典型单定子、径向分相、反应式伺服电机.其结构原理图如图3所示.它与普通电机一样, 分为定子和转子两部分, 其中定子又分为定子铁芯和定子绕组.定子铁芯由电工钢片叠压而成.定子绕组绕制在定子铁芯上, 六个均匀分布齿上地线圈, 在直径方向上相对地两个齿上地线圈串联在一起, 构成一相控制绕组.三相步进电机可构成三相控制绕组, 若任一相绕组通电, 便形成一组定子磁极, 其方向即图1.3中所示地N3极.在定子地每个磁极上, 即定子铁芯上地每个齿上开了五个小齿, 齿槽等宽, 齿间夹角为9°, 转子上没有绕组, 只有均匀分布地个40小齿, 齿槽也是等宽地, 齿间夹角也是, 与磁极上地小齿一致.此外, 三相定子磁极上地小齿在空间位置上依次错开1/3齿距, 如图1.4所示.当A相磁极上地小齿与转子上地小齿对齐时, B相磁极上地齿刚好超前或滞后转子齿轮1/3齿距角, C相磁极齿超前或滞后转子齿2/3齿距角.图1.3 单定子径向分相反应式伺服步进电机结构原理圈图1.4 步进电机齿矩三相六拍步进电机地工作原理激磁式如图1.3,当A相绕组通电时, 转子地齿与定子AA上地齿对齐.若A相断电, B相通电, 由于磁力地作用, 转子地齿与定子BB上地齿对齐, 转子沿顺时针方向转过3°, 如果控制线路不停地按A A→地循环顺序控制步进电机绕→CB→组地通电、断电, 步进电机地转子便不停地顺时针转动, 这是三相三拍.而当AB同时通电时, 由于两个滋力地作用, 定子绕组地通电状态每改变一次, 转子转过1.5°,原理与三相三拍相同,从而形成三相六拍, 其通电顺序为:第二章三相六拍步进电动机控制程序地设计2.1 程序设计地基本思路在进行程序设计时,首先应明确对象地具体控制要求.由于CPU对程序地串行扫描工作方式,会造成输人偷出地滞后,而由扫描方式引起地滞后时间,最长可达两个多扫描周期_1 J,程序越长,这种滞后越明显,则控制精度就越低.因此,在实现控制要求地基础上,应使程序尽量简捷、紧凑.另一方面,同一个控制对象,根据生产地工艺流程地不同,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,即要求程序有较好地柔性.以SIMATIC移位指令为步进控制地主体进行程序设计,可较好地满足上述设计要求.2.1.1 三相六拍步进电机地控制要求对三相六拍步进电机地控制,主要为两个方面:三相绕组地接通与断开顺序控制以及步进速度地控制.即:正转顺序:A—AB—B—BC—C—CA—A;反转顺序:A—AC— C— CB—B—BA—A 以及每个步距角(每个箭头)地行进速度.围绕这两个主要方面,可提出具体地控制要求如下:(1)可正转起动或反转起动;(2)运行过程中,正反转可随时不停机切换;(3)步进两种速度可分为高速(0.05 S)、低速(0.5 s)两档,并可随时手控变速;(4)停止时,应对移位寄存器清零,使每次起动均从A相开始.2.1.2控制程序框图及软件模块由上述具体控制要求,可作出步进电机在起动运行时地程序框图,如图1所示.以工作框图为基本依据,结合考虑控制地具体要求,首先可将梯形图程序分成4个模块进行编程,即模块1:步进速度选择;模块2:起动、停止和清零;模块3:移位步进控制功能模块;模块4:A、B、C三相绕组对象控制.然后,将各模块进行连接,最后经过调试、完善、实现控制要求.图2.1 步进电机控制程序流程图2.2梯形图程序设计2.2.1 输入惭出编址控制步进电机地各输入开关及控制A、B、C三相绕组工作地输出端在PLC 中地I/O编址如表2.1所示.表2.1 输入与输出编址2.2.2 状态真值表采用移位指令进行步进控制.首先指定移位寄存器MB0,按照三相六拍地步进顺序,移位寄存器地初值见表2.2.表2.2移位寄存器初值1每右移1位,电机前进一个步距角(一拍),完成六拍后重新赋初值.其中MO.6和MO.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地状态真值表,如表2.3所示.从而得出三相绕组地控制逻辑关系式:正转时A相 QO.0= MO.5+MO.4+MO.0B相 QO.1= MO.4+MO.3+MO.2C相 QO.2= MO.2+MO.1+MO.0反转时A相 QO.0= MO.5+MO.4+MO.0B相 QO.1= MO.2+MO.1+MO.0C相 QO.2= MO.4+MO.3+MO.2表2.3 移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表2.3 梯形图程序根据程序模块及三相绕组地控制逻辑关系,即可编写出梯形图控制程序,如图2所示.其中Networkl~3对应模块1;Network4~6对应模块2;Network7 12对应模块3;Networkl3~16对应模块4.必须注意,在进行各模块地连接时,应充分考虑各模块功能之间地联锁关系、CPU串行扫描地工作方式对各指令执行结果地影响以及可随时进行正反转切换和步进变速地要求.经过调试、运行,该程序完全满足控制要求.图2 .1 步进电机梯形图控制程序2.4 三相六拍步进电机控制语句表2.5步进电机地I/O分配图2.2 硬件连接线路图图2.3 三相电动机控制电路第三章3.1程序地分析与比较3.1.0简捷性如前所述,步进电机地控制程序设计,可有多种方法,比如,用SIMATIC顺控指令(SCRSCRT、SCRE)编程,程序没有复杂地逻辑关系,设计比较方便,但由于每一次步进切换都须经过对状态地开始、转换和结束处理,会令程序地网络数大大增加;或可用许多地定时器实现各步距角地时间控制,以及变速时间间隔地设置等,则程序冗长、松散;也可以用定时器结合比较指令控制各步进时段,但会使各网络变得复杂,彼此之间地逻辑关系不甚清晰,程序也会比较长.比如,仅作两档转速控制,程序便需约20个网络,若再以加法、减法指令配合对两档转速进行调速,则程序还要增加3~4个网络;有地程序甚至可达约30个网络,而以移位指令作为步进控制地主体编程,获得地程序简捷、清晰,仅需15个网络即可实现,且程序模块间地逻辑关系十分明确.3.2 柔性化3.2.1 步进速度地变化以移位指令作为步进控制主体编程地另一长处,就是程序地柔性好,非常容易修改.在1.1中提孙:对步进电机地控制主要是两个方面,三相绕组接通、断开地顺序控制和步进速度地控制.前者一般不变,而后者却可多变.比如,本文例子中,如果要求电机在运行过程中步进速度可任意加、减,而不是仅有三档速度,此时任何变速实际上只是改变移位指令地执行速度,即改变移位脉冲地发生周期(VWl00),其他所有网络均可不变.所以,只需将程序模块1“步进速度选择(Network1~3)”作如下修改便可实现,如图3所示.图3.1程序模块1地修改其中,原低速开关I1.0变为步进基速赋值开关(Network1);原中速开关I1.1变为减速开关,每次I1.1从“0”一“1”,步进速度减慢0.01s,即以加法指令实现转过每步距角所需时间增加 0.01s(Network2);原高速开关I1.2变为加速开关,每次I1.2从“0”一“1”,经减法指令使转过每步距角所需时间减少0.01s(Network3),每次加速或减速地幅度可按需要任意修改设定.而如果用其他方法编程,比如以定时器、比较指令等编程,则每变化一次速度,所有地定时器和比时段都须作出相应地调整,为程序修改带来不便.3.2.2 从三相六拍到五相十拍如果控制对象为五相十拍地步进电动机,则依据三相六拍地编程思路,只需在模块3中,将8位(字节)移位寄存器改为16位(字)移位寄存器.比如:取寄存器MW3=MB3+MB4,其初值见表3.1.表3.1移位寄存器初值移位指令相应由“SHR—B”修改为“SHR—w”,然后根据五相十拍步进电动机地工作顺序:正转ABC— BC— BCD— CD— CDE—DE— DEA — EA — EAB— AB— ABC反转ABC— BA— BAE— AE— AED—ED 一Ⅱ )C— DC— D(1B— CB — CBA作出移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表,得出五相绕组控制逻辑关系式,最后,在模块4(对象控制)中增加控制对象D、E和修改控制逻辑关系,便可非常方便地完成五相十拍地梯形图控制程序.另外,需注意,在修改程序时,图2中Net—work6和Network7地传送指令亦应相应地改为字传送指令“MOV—w(Mw3)”以及Networkl2计数器指令地“PT”相应改为10.第四章总结(1)本设计地控制系统是通过PLC地高速脉冲输出指令PLS和实时地高速计数器中断实现对步进机地正反转地起、停及复位控制.(2)利用PLC可方便地实现电机地速度和位置进行控制,可靠地实现各种步进电机地操作,完成各种复杂地工作.PLC控制方法改变控制参数相当方便,只需改变PLC程序中相应部分即可,对任何相数地步进机都可以使用,在设计方法上简单易行,提高了控制系统地柔性和可靠性.(3)利用本设计所介绍地三相六拍步进电机梯形图控制程序地设计方法,可以方便地得出五相十拍步进电机地控制程序,亦可将“程序模块化”地设计思路应用于其他地控制程序设计中.(4)通过本次实验,让我巩固了以前学习地PLC课程,也通过实验地课题设计把理论和实际完美地结合在一起,不但使我学到了更多新地知识,也提高了自己独立思考和动手地能力.参考文献[1]、常斗南,李全利 ,张学武编著. 可编程序控制器原理、应用、实验[M] 北京:机械工业出版社1998年7月[2]、李乃夫编著 . 可编程序控制器原理、应用、实验[M] 北京:中国轻工业出版社1998年1月[3]、何衍庆,戴自祥,俞金寿编著 . 可编程序控制器原理及应用技巧[M] 北京:化学工业出版社 1998年8月[4]、俞雷声,方宗达编著 .电气控制与PLC应用[M] 北京:机械工业出版社 1998年10月[5]、易传禄,韩希光编著.可编程序控制器应用指南[M] 上海:上海科学普及出版社1993年6月[6]、黄大雷,吴庚申编著. 可编程序控制器及其应用[M]人民交通出版社 1993年1月[7]、马洪飞,陈宏钧 ,刘汉奎编著.电气自动化英语[M]哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社1999年7月[8] 王宗培, 孔昌平, 李楚武编著. 步进电动机及其控制系统[M]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社[9] 刘宝廷, 程树康编著. 步进电动机及其驱动控制系统[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 1997.[10] 陈隆昌,阎治安,刘新正编著.控制电机[M].西安:西安电子科技大学出版社2000年5月版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. 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步进电机调试方法大全
步进电机调试方法大全什么是步进电机步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲: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(即步进角)。
您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
步进电机分哪几种步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB)永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。
在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。
它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。
这种步进电机的应用最为广泛。
什么是保持转矩(HOLDING TORQUE)保持转矩(HOLDING TORQUE)是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。
它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。
由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。
比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。
什么是DETENT TORQUEDETENT TORQUE 是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。
DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENT TORQUE。
步进电机精度为多少?是否累积一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。
步进电机的外表温度允许达到多少步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。
步进电机三相六拍工作原理
步进电机三相六拍工作原理步进电机是一种常见的电动机,其工作原理是利用电磁场的相互作用来实现转动。
它的名称中的“步进”意味着它可以按照一定的步长进行转动,因此也被称为“脉冲电机”。
步进电机由定子、转子和驱动电路组成。
定子上有绕组,是由若干个线圈组成的,每个线圈都与一对对称的引线连接。
转子上也有绕组,与定子上的绕组相连。
驱动电路用来控制电流的方向和大小,从而控制电机的转动。
步进电机的工作原理是通过改变定子绕组中的电流方向和大小来实现转动。
定子绕组上的电流方向和大小由驱动电路控制,驱动电路根据输入信号来决定电流的变化。
驱动电路会将输入信号转换为相应的电流控制信号,然后通过电流控制信号来控制定子绕组中的电流。
在工作过程中,驱动电路会对定子绕组施加相应的电流,使得定子绕组中产生的磁场与转子上的磁场相互作用。
根据磁场的相互作用原理,定子绕组中的磁场会引起转子上的磁场发生变化,从而引起转子的转动。
通过不断改变定子绕组中的电流,可以实现电机的连续转动。
步进电机的工作原理可以用三相六拍来描述。
所谓“三相”是指定子绕组中有三组线圈,每组线圈相互独立,互相之间相差120度;所谓“六拍”是指每个线圈分为两个阶段,每个阶段都会施加电流,共有六个阶段。
在每个阶段中,只有一个线圈中的电流方向与转子上的磁场方向相同,其他线圈中的电流方向与转子上的磁场方向相反。
根据三相六拍的工作原理,步进电机会按照固定的步长进行转动。
通过改变驱动电路中的输入信号,可以控制电机的转速和转动方向。
当输入信号以一定的频率连续变化时,电机会按照设定的步长进行连续转动。
通过合理调整输入信号的频率和幅值,可以实现电机的精确控制。
总结起来,步进电机三相六拍的工作原理是通过改变定子绕组中的电流方向和大小来实现转动。
通过驱动电路控制输入信号,可以控制电机的转速和转动方向。
步进电机的工作原理简单明了,具有精确控制和稳定性好的特点,因此被广泛应用于各种自动控制系统中。
三相步进电机的控制
三相步进电机的控制三相步进电机的控制要求为:1、能对三相步进电机的转速、启动停止进行控制;2、可实现三相步进电机的正反转控制;3、能对三相步进电机的步数进行控制。
一、系统配置1、FX2N-32MR型PLC一台。
2、110BF003型三相反应式步进电动机一台。
3、根据对三相步进电机控制的要求,I/O配置及其接线图如图1所示。
二、程序设计三相步进电机的转速分慢速、中速和快速三档,分别通过开关S1、S2和S3选择;正反转控制通过开关S4选择;步数控制分单步、10步和100步三档,分别通过按钮SB、S6和S7选择。
图11、转速控制有脉冲发生器产生不同周期T的控制脉冲,通过脉冲控制器的选择,在通过三相六拍环形分配器使三个输出继电器Y0、Y1和Y2按照单双六拍的方式接通,其接通顺序为图2该过程对应于三相步进电机的通电顺序为图32、正反转控制通过正反转驱动环节(调换相序),改变Y0/Y1和Y2接通的顺序,以实现步进电机的正反转控制,即图4图53、步数控制通过脉冲计数器,控制六拍时序脉冲,以实现对步进电机步数的控制,三相步进电机控制的梯形图如图6所示。
三、调试运行程序将图6所示的梯形图换成程序写入plc的RAM,并调试运行程序。
图6 三相步进电机控制的梯形图续图61、转速控制选择慢速挡(接通S1),接通启动开关S0,脉冲控制器产生周期为1s的控制脉冲,使M0~M5的状态向右移位,产生六拍时序脉冲,并通过三相六拍环形分配器使Y0、Y1和Y2按照单双六拍的通电方式接通,步进电机开始慢速步进运行。
2、正反转控制先接通正反转开关S4,在重复上述转速控制操作。
3.步数控制先选择慢速挡(接通S1),在选择10步(接通S6),接通启动开关S0,六拍时序脉冲、三相六拍环形分配器开始工作,计数器开始计数。
当走完预订步数时,计数器动作,其常闭点断开移位驱动电路,六拍时序脉冲、三相六拍环形分配器及正反转驱动环节停止工作,步进电机停转。
机械电子学-第6章 步进电动机的驱动与控制
认识步进电动机
功能 • 将电脉冲信号转换成转角或转速信号。 • 转角 ∝脉冲信号的个数; • 转速 ∝脉冲信号的频率。 • 转向取决于脉冲信号的相序
f
相
f N
通电脉冲频率 拍数
步进电动机的特点
2) 步距角
步进机通过一个电脉冲转子转过的角度,称为步距角。
S
360 ZrN
N:一个周期的运行拍数 Zr:转子齿数
如:Zr=40 ,
N=3 时
S
360 40 3
3
1 单拍制
拍数:N=km m:相数 k=
整步
2 双拍制
半步
步距角不受各种干扰因素的影响。
步进电动机的特点
2) 步距角
步进电动机的特点
3) 转速
每输入一个脉冲,电机转过
S
360 ZrN
即转过整个圆周的1/(ZrN), 也就是1/(ZrN)转
因此每分钟转过的圆周数,即转速为
n
60f ZrN
60f 360 360Z r N
s f
6
(r / min)
步进电动机的特点
4)误差不长期积累。 5)可实现数字信号的开环控制,控制系统廉价。 6)步进电机具有自锁能力
齿距角 为使转、定子的齿对齐,定子磁极上的小齿, 齿宽和齿槽和转子相同。
工作原理:假设是单三拍通电工作方式。
(1)A 相通电时,定子A 相的五个小齿和转子对 齐。此时,B 相和 A 相空间差120,含
120/9 = 13 1 齿 3
A 相和 C 相差240,含240/ 9 =26 2个齿。所以, A 相的转子、定子的五个小齿对齐时,3B 相、C 相不能 对齐,B相的转子、定子相差 1/3 个齿(3),C相的 转子、定子相差2/3个齿(6)。
课程设计三相六拍步进电机plc控制系统
学号2014216444《电气控制与可编程控制技术》课程设计(2014级本科)题目:三相六拍步进电机PLC控制系统的设计系(部)院:物理与机电工学院专业:能源与动力工程作者姓名:周正峰指导教师:单乐职称:助教完成日期: 2 0 1 7 年 7月13日目录目录 (2)摘要 (3)第一章可编程程序控制器(PLC) (4)1.1 PLC的定义 (4)1.2 PLC的特点 (5)1.3 步进电机的特点 (5)第二章系统总体方案设计 (7)2.1三相六拍步进电机的控制要求 (7)2.2方案原理分析 (7)第三章PLC控制系统设计 (8)3.1输入输出编址 (8)3.2选择PLC的类型 (8)3。
3 PLC外部接线图 (9)3.4控制流程图: (9)3.5梯形图程序设计 (10)3.6语句表 (14)3.7 主电路图 (16)3.8元件布置图 (16)3.9程序的运行及调试 (17)总结 (19)参考文献 (20)摘要步进电机就是一种控制精度极高的电机,在工业上有着广泛的应用。
步进电机具有快速启停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制机及仪表仪器的控制原件。
基于PLC控制的步进电机具有设计简单,实现方便,参数设计置灵活等优点。
矩角不易丢失。
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PLC控制步进电机系统的原理,及硬件和软件的设计方法.其内容主要包括I/O分配表、PLC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、原件清单及语句表。
本文设计过程中使用了十六移位寄存器,大大简化了程序的设计,使程序更简凑,方便了设计。
关键词:PLC;梯形图;三相六拍步进电机第一章可编程程序控制器(PLC)1.1 PLC的定义可编程控制器(Programmable Controller)简称PC,但个人计算机(Personal Computer)也简称PC,为了区别,人们仍习惯称可编程控制器为PLC(Programmable Logical Controller).国际电工委员会(International Electrical Committee)于1987年颁布了可编程控制器的标准及其定义:“可编程控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试
课韪一基于PLC的三相六拍步进电动机控制程序设计一、课题内容:用PLC控制三相六拍步进电机,其控制要求如下:1.三相步进电动机有三个绕组:A、B、C,正转通电顺序为:A→AB→B→BC→C→CA→A反转通电顺序为:A→CA→C→BC→B→AB→A2.要求能实现正、反转控制,而且正、反转切换无须经过停车步骤。
二、课题要求:1.按题意要求,对PLC进行选型,画出PLC端子接线图。
2.完成梯形图控制程序设计,完成调试。
3. 完成课程设计书。
课韪二艺术彩灯造型的PLC控制某艺术彩灯造型演示板如图所示,图中A、B、C、D、E、F、G、H为八只彩灯,呈环形分布,控制要求如下(灯的点亮顺序)将启动开关S1合上,八只彩灯同时亮1s,即ABCDEFFH同时亮1s,接着八只彩灯按逆时针方向轮流各亮1s,即A亮1s→B亮1s→C亮1s→D亮1s→E亮1s→F亮1s→G亮1s →H亮1s;接下来八只彩灯又同时亮1s,即ABCDEFFH同时亮1s,然后八只彩灯按顺时针方向轮流各亮1s,即H亮1s→G亮1s→F亮1s→E亮1s→D亮1s→C亮1s→B亮1s→A亮1s。
然后按此顺序重复执行,按下停止开关S2,所有灯灭。
课题三全自动洗衣机PLC控制一、课题内容:全自动洗衣机运行框图及梯形图控制程序的编制,并画出硬件接线图。
二、控制要求:(1)按下启动按扭及水位选择开关,开始进水直到高(中、低)水位,关水(2)2秒后开始洗涤(3)洗涤时,正转30秒,停2秒,然后反转30秒,停2秒(4)如此循环5次,总共320秒后开始排水,排空后脱水30秒(5)开始清洗,重复(1)~(4),清洗两遍(6)清洗完成,报警3秒并自动停机(7)若按下停车按扭,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)课题四病床呼叫器的PLC控制一、任务描述某住院病房有14个房间,每个房间有4张床,病床编号由房间号和床号组成,分别为011、012、013、014、021、022、 (141)142、143、144。
机电一体化机电控制课程设计选题
《电器控制与P L C》课程设计课题集选题1、气动机械手操作控制装置一、气动机械手的控制要求气动机械手的动作示意图如图1所示,气动机械手的功能是将工件从A处移送到B处。
控制要求为:1、气动机械手的升降和左右移行分别由不同的双线圈电磁阀来实现,电磁阀线圈失电时能保持原来的状态,必须驱动反向的线圈才能反向运动;2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV2、YV1;右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4;3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现,线圈通电时夹紧工件,线圈断电时松开工件;4、机械手的夹钳的松开、夹紧通过延时1.7S实现;5、机械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现;二、机械手的的操作功能机械手的操作面板如图2所示。
机械手能实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式。
1、手动工作方式时,用各按钮的点动实现相应的动作;2、回原位工作方式时,按下“回原位”按钮,则机械手自动返回原位;3、单步工作方式时,每按下一次启动安钮,机械手向前执行一步;4、单周期工作方式时,每按下一次启动安钮,机械手只运行一个周期;5、连续工作方式时,机械手在原位,只要按下启动安钮,机械手就会连续循环工作,直到按下停止安钮;6、传送工件时,机械手必须升到最高点才能左右移动,以防止机械手在较低位置运行时碰到其他工件;7、出现紧急情况,按下紧急停车按钮时,机械手停止所有的操作。
三、设计要求1、输入输出点分配;2、画出PLC的输入输出设备的接线图;3、完成梯形图、指令表的程序设计;4、完成设计说明书选题2、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试一、控制要求1.系统工作受开关控制,起动开关ON 则系统工作;起动开关OFF 则系统停止工作。
2.控制对象有八个:东西方向红灯两个, 南北方向红灯两个,东西方向黄灯两个, 南北方向黄灯两个,东西方向绿灯两个, 南北方向绿灯两个,东西方向左转弯绿灯两个,南北方向左转弯绿灯两个。
三相六拍步进电动机控制程序的设计
摘要目前世界上发达国家生产和使用的数量日益增多,它作为工业控制器广泛地应用于冶金生产、汽车制造、石油化工、轻工食品、能源、交通等几乎所有工业领城。
其控制方法也从简单的单机开关量控制向过程控制、数字控制和多机网络控制方向发展。
传统电器控制, 使用最多的电器是继电器, 而且继电器控制采用固定接线, 很难适应产品机型的更新换代。
生产线承担的加工对象改变后, 加工控制程序随之改变要求。
对于大型自动化生产线的控制系统使用的继电器数很多, 这些有触点的电器工作频率较低, 在频繁动作的情况下, 寿命较短, 容易造成系统故障, 使生产运行的可靠性、稳定性降低。
使用比可编程控制器实现三相六拍步进电机驭动, 可使步进电机动作的抗干扰能力强、可靠性高, 同时, 由于实现了模块化结构, 使系统构成十分灵活, 而且编程语言简单易学, 便于掌握。
可以进行在线修改,柔性好, 体积小, 维修方便。
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,而且对工业现场的恶劣环境适应性差, 可靠性不高。
基于PLC 控制的步进电机具有设计简单, 实现方便, 定位精度高, 参数设置灵活等优点, 在工业过程控制中使用, 可靠性高, 监控方便。
下面介绍一种基于PLC 的步进电动机PTO 控制的方法。
目录摘要 (1)第一章步进电动机 (2)1.1 步进电机基础 (3)1.1.0 步进电机的主要特性 (3)1.1.1 三相六拍步进电机 (4)第二章三相六拍步进电动机控制程序的设计 (5)2.1 程序设计的基本思路 (5)2.1.1 三相六拍步进电机的控制要求 (6)2.1.2 控制程序框图及软件模块 (6)2.2 梯形图程序设计 (7)2.2.1 输入惭出编址 (7)2.2.2 状态真值表 (8)2.3 梯形图程序 (8)2.4 三相六拍步进电机控制语句表 (12)2.5 步进电机的I/O分配 (13)第三章 (14)3.1 程序的分析与比较 (14)3.1.0 简捷性 (14)3.2 柔性化 (14)3.2.1 步进速度的变化 (14)3.2.2 从三相六拍到五相十拍 (15)第四章总结 (16)参考文献 (16)第一章步进电动机1.1 步进电机基础步进电动机主要用于开环控制系统,也可用于闭环控制系统。
2006年PLC设计题
《电气控制与PLC应用技术》课程设计任务书一、全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试1. 控制要求:(1)按下启动按钮及水位选择开关,注水直到高(中、低)水位,关水(2)2s后开始洗涤(3)洗涤时,正转30s,停2s,然后反转30s,停2s(4)如此循环5次,总共320s后开始排水,排空后脱水30s(5)开始清洗,重复(2)~(5),清洗两遍(6)清洗完成,报警3s并自动停机(7)若按下停车按扭,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)输入点:输出点:启动10001 低水位检测10009 启动洗衣机00001停止10002 手动排水10010 进水阀00002高水位10003 手动脱水10011 正转00003中水位10004 反转00004低水位10005 排水00005排空检测10006 脱水00006高水位检测10007 报警00007中水位检测100082. I/O编址3. 编程并调试.完成课程设计说明书1. 课题名称及要求2. 程序(包括注释)、框图、时序图、I/O接线图等3. 有关的说明及调试小结等4. 课程设计的心得二、物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试某物业供水系统有水泵4台,供水管道安装压力检测开关K1,K2和K3。
K1接通,表示水压偏低;K2接通,表示水压正常;K3接通,表示水压偏高。
1. 控制要求:(1)自动工作时,当用水量少,压力增高,K3接通,此时可延时30s后撤除1台水泵工作,要求先工作的水泵先切断;当用水量多时,压力降低,K1接通,此时可延时30s后增设1台水泵工作,要求未曾工作过的水泵增加投入运行;当K2接通,表示供水正常,可维持水泵运行数量。
工作时,要求水泵数量最少为1台,最多不得超出4台。
(2)各水泵工作时,均应有工作状态显示。
(3)手动工作时,要求4台水泵可分别独立操作(分设起动和停止开关),并分别具有过载保护,可随时对单台水泵进行断电控制(注:若输入点不够,可减少一个过载保护输入)。
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江西理工大学应用科学学院西门子PLC 课程设计专 业: 自动化 班 级: 姓 名:学 号:设计报告格式20分设计内容60分10分 10分 总计得分封面 3页面布局 5目录格式 3图表质量 4间距、行距、字体6工艺过程分析 8系统控制要求 8 I/O 分配 5设备选型 5电气原理图 系统程序设计 10动手实践能力 10总印象评分 10主电路 8控制电路 8外围接线图 82011年06月21日目录第1章绪论 (1)1.1 课题介绍及研究意义 (1)1.3 课题内容 (2)1.4 课题要求 (2)1.5 分析工艺流程 (2)第2章系统方案设计 (4)2.1方案原理分析 (4)2.2可行性研究 (4)第三章控制系统的I/O及地址分配 (5)第四章电气控制系统原理图 (6)4.1主电路图 (6)4.2 控制电路图 (6)4.3 外端子接线图 (6)第五章系统程序 (7)第六章有关步进电机的使用 (12)第七章总结 (15)7.1总结 (15)7.2参考文献 (15)第1章绪论1.1 课题介绍及研究意义三相六拍步进电动机是一典型单定子、径向分组、反应式伺服电机。
它与普通电机一样,分为定子和转子两部分,其中定子又分为定子铁芯和定子绕组。
定子铁芯由电工钢片叠压而成。
定子绕组绕制在定子铁芯上,六个均匀分布齿上的线圈,在直径方向上相对的两个齿上的线圈串连在一起,构成一相控制绕组。
三相步进电机可构成三相控制绕组,若任一相绕组通电,便形成一组定子磁极。
在定子的每个磁极上,即定子铁芯上的每个齿上开了五个小齿,齿槽等宽,齿间夹角为9º,转子上没有绕组,只有均匀分布的40个小齿,齿槽等宽,齿间夹角为9º,与磁极上的小齿一致。
此外,三相定子磁极上的小齿在空间位置上依次错开1/3齿距。
当A相磁极上的小齿与转子上的小齿对齐时,B相磁极上的齿刚好超前或滞后转子齿轮1/3齿距角,C相磁极上的齿刚好超前或滞后转子齿轮2/3齿距角。
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。
三相六拍比三相二拍的矩角特性好一倍,因此在很多情况下,三相步进电机采用三相六拍运行方式。
图1.1单定子径向分相反应式伺服步进电机结构原理图1.2 现行研究存在的问题及解决办法在进行程序设计时,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。
1.3 课题内容用PLC 控制三相六拍步进电机实现如下操作,其控制要求如下: 1. 三相步进电动机有三个绕组:A 、B 、C ,正转通电顺序为:A →AB →B →BC →C →CA →A 反转通电顺序为:A →CA →C →BC →B →AB →A2. 要求能实现正、反转控制,而且正、反转切换无须经过停车步骤。
3. 具有两种转速:1号开关合上,则转过一个步距角需0.5秒。
2号开关合上,则转过一个步距角需0.05秒。
1.4 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。
1.5 分析工艺流程本课题要求步进电机是三相六拍运行三相六拍正转通电顺序为:A →AB →B →BC →C →CA 三相六拍反转通电顺序为:A →CA →C →BC →B →AB所以我们可以根据通电的顺序,给相应的相序分配相应的地址,按照控制的要求我们就可以给出相应的控制程序。
该控制系统的控制原理图如下1-2:图1-2 系统控制原理上位机 P L C 驱动器 功放电路 步进电机所以由以上控制系统的要求可以给出控制系统的程序流程图1-3:正转 反转 反转图1-3 程序控制流程图开始正反转速1运行转速2运行 转速1反向运行 转速2反向运行第2章系统方案设计2.1方案原理分析2.1.1 功能要求对三相六拍步进电机的控制,主要分为两个方面:三相绕组的接通与断开顺序控制。
即:正转顺序:A-AB-B-BC-C-CA-A:反转顺序:A-AC-C-CB-B-BA-A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)可正转起动或反转起动;(2)运行过程中,正反转可随时不停机切换;(3)步进两种速度可分为高速(0.05S),低速(0.5S)两档,并可随时手控变速;(4)停止时,应对移位寄存器清零,使每次起动均从A相开始。
2.1.2性能要求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。
2.2可行性研究2.2.1 要解决的问题的可行性分析及复杂性分析其中,原低速开关I1.0变为步进基速赋值开关(Network1);原中速开关I1.1变为减速开关,每次I1.1从“0”-“1”,步进速度减慢0.01S(Network2);原高速开关I1.2变为加速开关,每次I1.2从“0”-“1”,经减法指令使转过每步距角所需时间减少0.01S(Network3),每次加速或减速的幅度可按需要任意修改设定。
而如果用其他方法编程,比如以定时器,比较指令等编程,则每一次变化速度,所有的定时器和比时段都需做出相应的调整,为程序修改带来不便。
第三章控制系统的I/O及地址分配本控制系统的输入/输出信号的名称,代码及地址编号如表3-1名称代码地址编号输入信号启动按钮SB0 I0.0停止按钮SB1 I0.1 三相六拍电机正转SB2 I0.2 三相六拍电机反转SB3 I0.3 转过一个步距角0.5秒SB4 I0.4 转过一个步距角0.05秒SB5 I0.5输出信号A1,B1,C1 +24V(主机)A2 KM1 Q0.2B2 KM2 Q0.3C2 KM3 Q0.4表3-1第四章电气控制系统原理图4.1主电路图参照《电器与PLC控制技术试验指导书》实验16 三相步进电机的模拟控制,可以知道,我们可以用PLC直接去控制电机。
所以主电路是非常简单的,这里不再画出。
4.2 控制电路图控制电路由于用到的输入都是直接接在PLC上的,其控制过程相对比较简单。
在此略去。
4.3 外端子接线图分析上述要求可以知道,该控制系统有6个输入,三个输出,考虑到要留有余地,参照教材《电器与PLC控制技术》有关PLC选型的内容,我们可以选择CPU222(8入/6出)的PLC。
根据以上具体控制要求可以给出PLC的外端子接线图如下图4-1:图4-1 PLC外端子接线图第五章系统程序根据题目要求给出以下梯形图:第六章有关步进电机的使用由《微型计算机控制技术》有关步进电机的使用可以知道:步进电机实际上是一个数字/角度转换器。
错齿是促使步进电机旋转的根本原因。
下面我们综合了解下步进电机的使用。
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,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机,交流电机在常规下使用。
它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。
因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
目前,生产步进电机的厂家的确不少,但具有专业技术人员,能够自行开发,研制的厂家却非常少,大部分的厂家只一、二十人,连最基本的设备都没有。
仅仅处于一种盲目的仿制阶段。
这就给户在产品选型、使用中造成许多麻烦。
签于上述情况,我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。
叙述其基本工作原理。
望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。
二、感应子式步进电机工作原理(一)反应式步进电机原理由于反应式步进电机工作原理比较简单。
下面先叙述三相反应式步进电机原理。
1、结构:电机转子均匀分布着很多小齿,定子齿有三个励磁绕阻,其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。
0、1/3て、2/3て,(相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示),即A与齿1相对齐,B与齿2向右错开1/3て,C与齿3向右错开2/3て,A'与齿5相对齐,(A'就是A,齿5就是齿1)下面是定转子的展开图:2、旋转:如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力以下均同)。
如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。
如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。
如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。
如按A,C,B,A……通电,电机就反转。
由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。
而方向由导电顺序决定。
不过,出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。
往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A这种导电状态,这样将原来每步1/3て改变为1/6て。
甚至于通过二相电流不同的组合,使其1/3て变为1/12て,1/24て,这就是电机细分驱动的基本理论依据。
不难推出:电机定子上有m相励磁绕阻,其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。
并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。
只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机,出于成本等多方面考虑,市场上一般以二、三、四、五相为多。
3、力矩:电机一旦通电,在定转子间将产生磁场(磁通量Ф)当转子与定子错开一定角度产生力F与(dФ/dθ)成正比其磁通量Ф=Br*S Br为磁密,S为导磁面积 F与L*D*Br成正比 L为铁芯有效长度,D为转子直径 Br=N·I/RN·I为励磁绕阻安匝数(电流乘匝数)R为磁阻。