基于PLC系统下的步进电机的控制毕业设计论文

基于PLC的步进电机的控制

摘要：小型PLC在编程，I/O扩展，通讯接口，开关量和模拟量的调节以及一些特殊功能模块如高速计数输入和脉冲输出的应用上已经基本满足用户的需求了。但随着应用需求及关联产品技术性能的提升，PLC将继续得已完善和发展。本文主要论述了步进电机的原理及驱动方法，并在S7-200 PLC的基础上，对步进电机进行控制。本设计选用PLC控制两相混合式步进电机，在PLC编程的基础上用按钮开关控制步进电机的启动、正转、反转等基本功能。关键词：S7-200 PLC 两相混合式步进电机PLC编程

Control of stepping motor based on PLC

Abstract: In the field of programming, I/O expansion, Communication interface, adjustments of switches and simulation and some special function modules such as the application of high speed pulse input and output, the PLC has already met demands of users. But the PLC will continue to improve and develop, as the development of application requirements and related technical performance.

This article chiefly discusses the principle and driven approach of the stepping motor, and how to control it based on the S7-200 PLC. The article is about how the PLC controlling the two-phase hybrid stepping motor. With the switch button, it can function as: start,positive rotation，inversion.

Key words: S7-200 PLC two-phase hybrid stepping motor PLC programming

目录

第一章绪论 (1)

1.1 概述 (1)

1.2 S7-200PLC国内外现状和发展趋势 (2)

1.3 论文的主要研究工作 (3)

第二章西门子 S7-200 PLC (4)

2.1 PLC的产生 (4)

2.2 PLC的特点 (4)

2.2.1 编程方法简单易学 (4)

2.2.2 硬件配套齐全，用户使用方便 (5)

2.2.3 通用性强，适应性强 (5)

2.2.4 可靠性高，抗干扰能力强 (5)

2.2.5 系统的设计、安装、调试工作量少 (5)

2.2.6 维修工作量小，维修方便 (5)

2.2.7 体积小，能耗低 (5)

2.3 PLC的系统构成 (6)

2.3.1 主机 (6)

2.3.2 I/O扩展机 (6)

2.3.3 外部设备 (7)

2.4高速脉冲输出功能 (7)

2.4.1用于脉冲输出（Q0.0或Q0.1）的特殊存储器 (7)

2.4.2 PTO的使用 (9)

2.5 PLC的选择 (10)

2.5.1 CPU224 (10)

2.5.2 工作方式 (10)

2.5.3 扫描周期 (11)

2.5.4 性能简介及特点 (11)

2.6 PLC技术在步进电机控制中的应用 (12)

第三章步进电机 (14)

3.1 步进电机的特点 (14)

3.2 步进电机的基本参数 (15)

3.3 步进电机的工作原理及分类 (15)

3.3.1 步进电机的工作原理 (16)

3.3.2 步进电机的分类 (16)

3.3.3 步进电机在工业中的应用 (17)

第四章S7-200 PLC控制步进电机设计 (18)

4.1 步进电机的选择 (18)

4.2 步进电机驱动电路设计 (19)

4.2.1 驱动器的选择 (19)

4.2.2 步进电机驱动技术 (19)

4.2.3 驱动器参数设置 (22)

4.3 PLC控制步进电机 (22)

4.3.1接线实物图 (23)

4.3.2 控制电机方向转动 (24)

4.4 程序调试 (25)

第五章论文总结 (28)

参考文献 (29)

致谢 (30)

附录 (31)

第一章绪论

1.1 概述

可编程控制器(简称PLC) 是一种数字运算操作的电子系统，是在20 世纪60 年代末面向工业环境由美国科学家首先研制成功的。它采用可编程序的存储器，其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、计数和算术运算等操作指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都是按易于与工业控制系统形成一体、易于扩充其功能的原则设计的。PLC 自产生至今只有30多年的历史，却得到了迅速发展和广泛应用，成为当代工业自动化的主要支柱之一。产生和发展过程现代社会要求生产厂家对市场的需求做出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。老式的继电器控制系统已无法满足这一要求，迫使人们去寻找一种新的控制装置取而代之。

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同:

1）中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

2）存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器[1]。

步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。步进电机