機械設計製造及其自動化專業
設計說明書
（plc課程設計）
題目plc控制步進電機說明書
學院機械工程學院
專業機械設計製造及其自動化
姓名指導教師
完成日期2023年11月27日
機械工程學院
2023年11月
plc全稱為可程式設計控制器，是在電氣控制技術和計算機技術的基礎上開發出來的，並逐漸發展成為以微機處理器為核心，將自動化技術、計算機技術、通訊技術融為一體的新型工業控制裝置。目前，plc已被廣泛用於生產機械和生產過程的自動控制中，成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業控制裝置。被廣泛的認為是現代化工業的三大支柱（plc、機械人、cad/cam）之一。
plc技術之所以高速發展，除了工業自動化的客觀需求外，主要是因為它具有很多獨特的有點，較好的解決了工業領域中普遍關心的可靠、安全、靈活、經濟問題。plc可靠性高，抗干擾能力強，其平均無故障時間可達幾十萬個小時，之所以有這麼高的可靠性，是由於它採用了一系列的硬體和軟體的抗干擾措施。其次plc程式設計簡單、使用方便，目前大多數plc採用的程式語言都是梯形圖語言，梯形圖與電氣控制線路相似，形象、直觀，不需要掌握計算機知識，很容易被廣大工程技人員掌握。
plc功能完善、通用性強、設計安裝簡單、維護方便。採用了積體電路，其結構緊湊、體積小、能耗低，是實現機電一體化的理想控制裝置。
目前plc已廣泛應用於冶金、石油、化工、建材、機械製造、電力、汽車、輕工、環保及文化娛樂等各個行業。隨著plc的價效比不斷提高，其應用領域還將不斷擴大。
為此，本文主要研究基於plc的步進電機控制系統，實現plc對步進電機的各種控制。
步進電機是將電脈衝訊號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決於脈衝訊號的頻率和脈衝數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到乙個脈衝訊號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動乙個固定的角度，稱為「步距角」，它的旋轉是以固定的角度一步一步執行的。
步進電機在構造上主要為反應式、永磁式和混合式。
本設計採用的為86byg202步進電機，是四相八拍步進電機，屬於永磁式步進電機。
現代控制系統中, plc 作為廣泛應用於工業自動化領域的控制器, 它的功能越來越強, 效能越來越先進。為了配合步進電機的控制, 許多plc 都內建了脈衝輸出功能, 並設定了相應的控制指令, 可以很好地對步進電機進行直接控制。
這種控制方式的優點是: 大大減少系統設計的工作量, 不存在各部分介面訊號的匹配問題, 提高系統的可靠性。整個控制系統由plc 和步進電機組成。
plc具有實時重新整理技術, 輸出訊號的頻率可以達到數千赫茲或更高, 使得脈衝分配能有很高的分配速度, 充分利用步進電機的速度響應能力, 提高整個系統的快速性。
步進電機是將電脈衝訊號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決於脈衝訊號的頻率和脈衝數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到乙個脈衝訊號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動乙個固定的角度，稱為「步距角」，它的旋轉是以固定的角度一步一步執行的。
由上可對知步進電機的控制可通過改變脈衝的頻率或者是脈衝的發射的數來控制步進電機的轉速。
此次的課程設計用的是三菱的可程式設計控制器。考慮在閃爍電路的基礎上進行改進。
經過**一共一處三種可行性方案：
1）使用脈衝輸出指令plsy，它可用於指定輸出繼電器y0或y1輸出給定頻率的脈衝。但是plsy指令指定頻率在一定的範圍之間，並且只限於使用電晶體輸出的 y0或y1。使用此指令侷限性較大，且程式不易編制。
2）使用位位移指令stfr/stfl，它可用於控制位原件的右移或者左移。位位移指令對週期的可調性小，只能按著一定的規律定向加速或定向減速。
3）使用暫存器mov指令，將控制週期的引數由mov控制，程式語句如（mov k10 do）。並將mov指令與inc（加）和dec（減）指令相結合，控制d0值得大小，從而控制週期引數的變化，進而控制輸出脈衝頻率的大小，最終達到控制步進電機轉速的目的。
最終確定使用mov指令和inc(加)、dec（減）相結合的方法來控制步進電機的運轉。
根據課程設計要求，利用plc來控制步進電機的運動過程。其要求最終程式能夠實現控制步進電機的轉動速度，實現步進電機的加速和減速過程。
第3章已經確定使用mov指令和inc(加)、dec（減）相結合的方法，從而確定了程式（如圖3-1、圖3-2所示）。
程式包括四個輸入x0、x1、x2、x3，乙個輸出y0。
x0一旦輸入，將10賦予到資料暫存器d0中。
x1、x2分別控制暫存器裡的d0加1、減1指令控制，從而控制計時器的計時週期，實現步進電機的減速、加速操作。
步進電機PLC控制設計
目錄第一章控制工藝流程分析 1 1.1步進電機的控制過程描述 1 1.2 plc控制步進電機的控制工藝分析 2 第二章步進電機plc控制系統總體方案設計 2 2.1系統硬體組成 2 2.2控制方法分析 4 2.3 i o分配 5 2.4系統接線圖設計 7 第三章控制系統梯形圖程式設計 8 3.2控制...
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