基于plc的步进电机控制系统设计

****大学毕业设计基于PLC步进电机控制系统摘要：随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。步进电机是将电脉冲信号变换成机械角位移的一种装置，每个脉冲使转轴步进一个步距角增量，输出角位移与输入脉冲数成正比，转速与输入脉冲成正比，转速与输入脉冲频率成正比。步进电机的控制方式简单，属于开环控制，且无累积定位误差，有较高的定位精度，而PLC作为一种工业控制微机，是实现电机一体化的有力工具，因此基于PLC的步进电机控制技术已广泛用于数字定位控制中。本控制系统的设计，由硬件设计和软件设计两部分组成。其中，硬件设计主要包括步进电机的工作原理、步进电机的驱动电路设计、PLC的输入输出特性、PLC的外围电路设计以及PLC与步进电机的连接与匹配等问题的实现。软件设计包括主程序以及各个模块的控制程序，最终实现对步进电机转动方向及转动速度的控制。本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。关键词：步进电机、PLC、转速控制、方向控制****大学毕业设计SteppingmotorcontrolsystembasedonPLCAbstract:Withthedevelopmentofmicroelectronicsandcomputertechnology,thesteppermotorisincreasingdemanded,whichiswidelyusedinprinters,electrictoysandotherconsumerproducts,andCNCmachinetools,industrialrobots,medicalequipmentandotherelectricalmachineryproducts,andisappliedinthenationaleconomyinvariousfields.Researchingofsteppermotorcontrolsystemtoimprovethecontrolaccuracyandresponsespeed,energyconservationissoimportant.SteppermotorisadevicewhichwilltransformelectricalpulsesintomechanicalangulardisplacementsothatShaftofeachpulsetoastepanglesteppingincrement,SOoutputangulardisplacementisproportionaltotheinputpulses,speedisproportionaltotheinputpulsespeedandspeedisproportionaltoinputpulsefrequency.Steppermotorcontrolissimple,isopen-loopcontrol,andnoaccumulationofpositioningerror,ahighpositioningaccuracy,andthePLCasanindustrialcontrolcomputer,isapowerfultoolfortheintegrationofthemotor,Therefore,thesteppermotorcontrolbasedonPLCtechnologyhasbeenwidelyusedfordigitalpositioningcontrol.Thecontrolsystemconsistsofhardwareandsoftwaredesignoftwoparts.Amongthem,thehardwaredesignincludestheworkingprincipleofsteppermotor,steppermotordrivecircuitdesign,PLCinputandoutputcharacteristics,PLCandPLCexternalcircuitconnectionwiththesteppermotorandmatchingProblem.Softwaredesign,includingthemainprogramandeachmoduleofthecontrolprogram,ultimatelyrealizesonthesteppermotorrotationdirectionandrotationspeedcontrolThissystemhastheintelligence,practicalityandreliabilityfeatures.Keywords:Steppermotor,PLC,speedcontrol,directioncontrol****大学毕业设计目录1、绪论............................................................11.2问题的提出....................................................31.3设计目的及系统功能............................................42、PLC控制步进电机系统简介.........................................52.1PLC控制系统..................................................52.1.1PLC概述...................................................52.1.2PLC系统的其它设备.........................................92.1.3PLC的通信联网.............................................92.1.4PLC控制系统的设计基本原则.................................92.1.5PLC软件系统及常用编程语言.................................92.1.6PLC的特点................................................102.1.7PLC的应用领域...........................................112.1.8PLC未来展望..............................................122.2步进电机.....................................................132.2.1步进电机概述.............................................132.2.2步进电机的特性...........................................132.2.3与直流电机的比较.........................................142.2.4步进电机的种类...........................................162.2.5反应式步进电机的控制.....................................172.3本设计所用步进电机...........................................203、硬件电路设计....................................................223.1硬件设计思路.................................................223.2总体设计框图.................................................223.3外围电路设计及分析...........................................233.3.1键盘控制电路.............................................233.3.2步进电动机驱动电路........................................252.6.3LED数码显示电路..........................................293.4步进电机控制系统电路图......................................324、软件设计........................................................334.1可编程控制器软件设计原理.....................................334.1.1可编程序控制器的工作原理..................................334.1.2扫描周期.................................................344.2PLC的选型.................................................354.2.1输入输出（I/O）点数的估算................................354.2.2存储器容量的估算.........................................354.2.3控制功能的选择...........................................354.2.4机型的选择...............................................374.3FX2N可编程序控制器简介..................................384.4PLC控制程序设计.........................................39****大学毕业设计4.4.1PLC控制系统的设计基本原则................................394.4.2PLC编程步骤..............................................394.4.3PLC提供的编程语言........................................394.5.1启动停止控制环节..........................................414.5.2PLC实用驱动电源控制环节..................................42结论.............................................................46致谢..............................................................47参考文献........................................................48附录...............................................................49****大学毕业设计第1页共59页1、绪论1.1技术概述在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。无论是在工农业生产还是在日常生活中的家用电器，都大量地使用着各种各样的电动机。因此对电