《电器控制与PLC课程设计》_五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试.docVIP

郑州航空工业管理学院 《电器控制与PLC课程设计》 课程设计说明书 2007 级 电气工程及其自动化 专业 73 班级 题 目 五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试 姓 名 学号 指导教师 二О一一年 一 月 二十 日 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←AB 2．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, . I/O编址,画出控制梯形图。 2．对梯形图程序、硬件接线图加以说明。 3. 完成课程设计说明书 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 B Q0.1 0.1s中速运行开关 SB3 I0.2 C绕组 C Q0.2 0.03s高速运行开关 SB4 I0.3 D绕组 D Q0.3 控制转向开关 QS I0.4 E绕组 E Q0.4 选择PLC类型 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 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。步进电动机采用五相十拍控制外部接线图如图3—1所示。 图1步进电动机采用五相十拍控制外部接线图 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—2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。  N Y 图2 控制流程图 梯形图程序设计 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2。 表2 移位寄存器初值 M1.1 M1.0 M0.7 M0.6 M0.5 M0.4 M0.3 M0.1 M0.0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 每右移1位，电机前进一个布距角（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1、2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+M0.0 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 D相 Q0.3=M0.7+M0.6+M0.5+M0.4+M0.3 E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+M0.0 B相 Q0.1=M1.1+M1.0+M0.2+M0.1+M0.0 C相 Q0.2=M0.4+M0.3+M0.2+M0.1+M0.0 D相 Q0.3=M0.6+M0.5+M0.4+M0.3+M0.2 E相 Q0.4=M1.0 +M0.7+M0.6+M0.5+M0.4 表1 移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表（正转） 移位寄存器MW0 正转 M1.1 M1.0 M0.7 M0.6 M0.5 M0.4 M0.3 M0.2 M0.1 M0.0 A B C D E 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0