安徽工业经济技术职业学院实验报告- -安徽工业经济技术职业学院实验报告 题目：PLC 控制步进电机的运行 院 系 电子信息技术系 专 业 电气自动化班 级 2010 级 2 班 学 号 201053212 学生姓名 谢正全 指导教师 姚烨 电子信息技术系 二一二年五月安徽工业经济技术职业学院实验报告- I -说 明随着时代的飞速发展，电气控制也由继电器过渡到计算机控制系统，各种工业用计算机控制产品的出现对提高机械设备的自动化性能起到了关键的作用。可编程控制器（PLC）是一种以电子技术、自动化技术、计算机技术、通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置。在国内外 PLC 已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着 PLC 性能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。本文主是根据设计要求，在了解步进电机原理的情况下，结合实际应用将 PLC 与步进电机有效的结合起来，达到控制目的。安徽工业经济技术职业学院实验报告- II -目 录说 明 目 录 II概 述 1第一章 步进电机 21.1 步进电机介绍 31.1.1 步进电机分类 1.1.2 步进电机的特点 31.2 步进电机结构及工作原来 4第二章 PLC 可编程序控制器 52.1 可编程控制器起源及特点 62.2 可编程控制器主要分类 72.3 可编程控制器发展方向 8第三章 设计及调试 83.1 技术指标 93.2 步进电机驱动器控制步进电机 103.2.1 步进电机与 PLC 的连接 113.3 实验：二相步进电机的运行 12第四章 结束语 14安徽工业经济技术职业学院实验报告- 0 -概 述1 可编程控制器控制步进电机的意义可编程控制器（简称 PLC）以其通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点，被广泛应用于工业自动控制中。特别是在组合机床自动生产线的控制及 CNC 机床的 S、T、M 功能控制更显示出其卓越的性能。PLC 控制的步进电机开环伺服机构应用于组合机床自动生产线上的数控滑台控制，可省去该单元的数控系统使该单元的控制系统成本降低 7090%，甚至只占用自动线控制单元 PLC 的 35 个 I/O 接口及20483.按功能分低档机中档机高档机可编程控制器的发展趋势1向高速度、大容量方向发展 为了提高 PLC 的处理能力，要求 PLC 具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的 PLC 的扫描速度可达 0.1ms/k 步左右。PLC 的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。在存储容量方面，有的 PLC 最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。2向超大型、超小型两个方向发展安徽工业经济技术职业学院实验报告- 6 -当前中小型 PLC 比较多，为了适应市场的多种需要，今后 PLC 要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有 I/O 点数达 14336 点的超大型 PLC，其使用 32 位微处理器，多 CPU 并行工作和大容量存储器，功能强。小型 PLC 由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型 PLC，最小配置的 I/O 点数为 816 点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司 系列 PLC。3PLC 大力开发智能模块，加强联网通信能力为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程 I/O 模块、通信和人机接口模块等。这些带 CPU 和存储器的智能I/O 模块，既扩展了 PLC 功能，又使用灵活方便，扩大了 PLC 应用范围。加强 PLC 联网通信的能力，是 PLC 技术进步的潮流。PLC 的联网通信有两类：一类是PLC 之间联网通信，各 PLC 生产厂家都有自己的专有联网手段；另一类是 PLC 与计算机之间的联网通信，一般 PLC 都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC 生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统，PLC 已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的重要组成部分。4增强外部故障的检测与处理能力根据统计资料表明：在 PLC 控制系统的故障中，CPU 占 5%，I/O 接口占 15%，输入设备占 45%，输出设备占 30%，线路占 5%。前二项共 20%故障属于 PLC 的内部故障，它可通过 PLC 本身的软、硬件实现检测、处理；而其余 80%的故障属于 PLC 的外部故障。因此，PLC 生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。5编程语言多样化在 PLC 系统结构不断发展的同时，PLC 的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数 PLC 使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、C 语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是 PLC 进步的一种趋势。安徽工业经济技术职业学院实验报告- 7 -第三章 设计及调试3.1 技术指标设计方案及要求用 S7200PLC 可编程控制器对步进电机的运行控制，以实现在自动控制系统中的位置及转速控制。【性能要求】1、响应时间：1ms2、供电电源：50Hz 220V 或 380V3、位置精度：细分:10000 步 /圈 3.2 步进电机驱动器控制步进电机进给方向控制即步进电机的转向控制。步进电机的转向可以通过改变步进电机各绕组的通电顺序来改变其转向;如三相步进电机通电顺序为 A-AB-B-BC-C-CA-A时步进电机正转;当绕组按 A-AC-C-CB-B-BA-A顺序通电时步进电机反转。因此可以通过 PLC 输出的方向控制信号改变硬件环行分配器的输出顺序来实现，或经编程改变输出脉冲的顺序来改变步进电机绕组的通电顺序实现安徽工业经济技术职业学院实验报告- 8 -步进电机与步进电机驱动器如图所示 17HS101 为 2 相混合式步进电机，步距角为 1.8 度，相电流为 1.7 安培，驱动电压为DC24V。三相单三拍正向的时序图如 3.1 图所示三相单三拍正向的时 3.1步进电机与步进电机驱动器的接线图如图所示安徽工业经济技术职业学院实验报告- 9 -PLC 与 SH-2H042Ma 步进电机驱动器相连时，采用共阳极方式连接，将 CP+和 DIR+接在一起作为共阳端 OPTO。其接线方式图所示 根据上图所示的接线方式，以及输出分配时，对 PLC 控制步进电机 CP 端和 DIR 端分配的安徽工业经济技术职业学院实验报告- 10 -输出点，可画出 PLC 与步进电机驱动器之间的接线图，如图所示 根据上图所示的接线方式，以及输出分配时，对 PLC 控制步进电机 CP 端和 DIR 端分配的输出点，可画出 PLC 与步进电机驱动器之间的接线图，如图所示 PLC 输出模块的 24V 直流电源见图所示：普通输入输出点的接线图如图所示安徽工业经济技