基于三菱FX2N PLC的具有人机界面的步进机控制器.docVIP

本科生毕业设计（论文） 基于三菱FX-2N PLC的具有人机界面的步进电机控制器 二级学院 ： 信息科学与技术学院 专 业 ： 电气工程及其自动化 完成日期 ： 2014年5月10日 目录 1 绪论 1 1.1 设计背景 1 1.2 步进电机控制方法的研究 2 1.2.1 步进电机几种常用的控制电路 2 1.2.2 几种控制方式的比较 3 1.3 人机界面的现状及发展趋势 3 1.4 设计研究内容和实现功能 4 1.4.1 控制要求 4 1.4.2 人机界面设计内容 4 2 系统硬件的选型 5 2.1 控制系统的总体设计 5 2.2 PLC的选型 5 2.3 触摸屏的概述及选型 6 2.4 驱动器的概述及选型 6 2.5 步进电机的概述及选型 9 3 硬件的设计 10 3.1 控制系统接线图 10 3.2 硬件配置 10 4 系统软件的设计 11 4.1 控制系统程序框图 11 4.2 系统实现功能及PLC程序 12 4.3 触摸屏程序的设计 14 5 程序调试 16 6 系统仿真 17 结论 18 参考文献 19 附录 20 附录A：指令表 20 附录B：梯形图 22 基于三菱FX-2N PLC的具有人机界面的步进电机控制器 摘 要：本设计是使用三菱FX-2N PLC和触摸屏，实现对步进电机的控制，包括控制选择步进电机的工作方式、转向、速度控制等功能，介绍了控制系统方案及软硬件结构的设计思路。 关键词：人机界面；三菱FX-2N系列PLC；步进电机；步进电机控制器 Step motor controller based on PLC, Man-machine Interface Abstract: This design is to use Mitsubishi FX-2N PLC and man-machine interface to realize the control of the stepper motor .It includes functions of the selection of stepper motor’s working way and the control of steering and speed, and introduces the design ideas of the control system scheme and hardware and software structure. Key words: Interface; MELSOFT FX-2N PLC; Step motor; Step motor controller. 1 绪论 1.1 设计背景 步进电动机是直流电动机的一类电动机，传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。可是在人类社会进入自动化时代的今天，传统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制系统的要求。为适应这些要求，发展了一系列新的具备控制功能的电动机系统，其中较有自己特点，且应用十分广泛的一类便是步进电动机。步进电机具有较好的控制性能，其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完成，且可获得较高的控制精度，因而得到了广泛的应用。步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。步进电机具有转子惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点，已成为运动控制领域的主要执行元件之一。[] 步进电机的特点： 现在，传统电机分类的界线是越来越不清楚，这主要是受到电子技术以及自动控制技术还有电动机本体发展的影响。就传统的步进电机而言，步进电机可定义为：从主控制器接收到一个脉冲就改变一次励磁状态同时改变一个位置状态，假如励磁状态不改变则电机位置状态不变，也就保持静止。从广义上讲，步进电机也是一种无刷直流电机，只不过其受制于脉冲信号而已，另外说步进电机是同步电机，是因为其转速和脉冲频率是同步的。 步进电机的特色，归纳如下： （1）整个系统简单、廉价，能够用数字信号直接进行开环控制。 （2）使用方便，可以直接获取数字信号，不需要进行数模转换。 （3）步距角的误差不会长期累加，既可以进行简单的控制，也能够达到较高精度的控制要求。 （4）电动机本体部件少，使其使用时可靠性更高。 （5）响应性较好，便于启停以及制动控制。 （6）有自锁功能。 （7）步距角能够从很小的角度到180度的大范围内选择。在步距角较小的情况下也可以不通过减速器直接驱动负载工作。 （8）多台步进电机不仅可以被一台控制进行同步控制，其速度还可以在速度可以在较大范围内变动。 （9) 不能