基于plc的步进电机控制系统设计毕业设计
基于PLC步进电机控制自动门系统的设计
基于PLC步进电机控制自动门系统的设计The Design Of Step Motor Automatic Door Control System基于PLC步进电机控制自动门系统的设计[摘要]本文主要通过对自动门控制系统的功能要求和运行过程的分析，确定了自动门控制系统的总体设计方案。
自动门系统的设计主要集中在硬件和软件设计两部分。
并主要进行了自动门控制驱动和控制系统的设计。
针对自动门控制系统的特点和设计要求，采用步进电机驱动方式，通过四相八拍步进电机来精确控制自动门的开关，给设计要求创造了条件。
在控制部分，应用步进电机和可编程序控制器技术，对自动门控制系统进行了硬件和软件设计。
实现了自动门控制系统的传动和控制要求，满足了环保、高效、可靠和低成本的要求。
[关键词]步进电机；三菱可编程序逻辑控制器；自动门；超声波开关；The Design Of Step Motor Automatic Door Control SystemElectrical Engineering and Automation Specialty FENG Jia－yingAbstract: This paper through the automatic control system and the working process of the functional requirements of analysis, the automatic control system of the overall design scheme. Automatic system is mainly focused on the design of hardware and software design. The automatic control and main drive and control system design. Automatic control system for the characteristics and design requirements, adopting step-motor drive mode, through the fourth phase eight clap stepper motor to precise control of the automatic switch, create conditions for design requirements. In control, application of stepping motor and programmable controller to automatic PLC control system, the hardware and software design. Automatic control system is achieved the transmission and control requirements are met, and the environmental protection, efficient, reliable and low cost.Key words:stepper motor；three mitsubishi programmer logic controller；automatic door；ultrasonic switch；目录1 引言 (1)1.1研究的目的与意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)2 FX2系列的PLC (2)2.1 FX2 PLC的主要介绍 (2)2.2 FX2 PLC的主要编程元件 (3)3 步进电机的介绍 (4)4步进电机的自动门控制系统硬件的设计 (7)4.1本设计的任务要求 (7)4.2本设计的可行性分析 (7)4.2.1步进电机的基本参数 (9)4.2.2步进电机动态指标及术语 (10)4.2.3步进电机运动速度和正、反的控制 (11)4.3设计思想 (12)4.3 1流程图 (12)4.3 2控制过程分析 (12)4.3 3控制接线图 (13)5 步进电机控制自动门系统的软件设计 (14)5.1 I/O口分配表 (14)5.2 程序编写 (14)5.2 1梯形图 (14)5.2 2程序指令表(见附录) (17)5.2 3验证调试 (17)结束语 (18)参考文献 (19)附录 (20)致谢 (22)1 引言1.1 研究的目的与意义自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。
步进电机的PLC控制系统设计方案
一、引言随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程序控制器有了突飞猛进的发展，其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围，它与计算机有效结合，可进行模拟量控制，具有远程通信功能等。
有人将其称为现代工业控制的三大支柱<即PLC，机器人，CAD/CAM）之一。
目前可编程序控制器<Programmable Controller）简称PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，为工业自动化提供了有力的工具。
二、PLC的基本结构PLC采用了典型的计算机结构，主要包括CPU、RAM、ROM和输入/输出接口电路等。
如果把PLC看作一个系统，该系统由输入变量-PLC-输出变量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的信号均作为PLC的输入变量，它们经PLC外部端子输入到内部寄存器中，经PLC内部逻辑运算或其它各种运算、处理后送到输出端子，它们是PLC的输出变量，由这些输出变量对外围设备进行各种控制。
三、控制方法及研究1、FP1的特殊功能简介(1> 脉冲输出FP1的输出端Y7可输出脉冲，脉冲频率可通过软件编程进行调节，其输出频率范围为360Hz～5kHz。
(2> 高速计数器<HSC）FP1内部有高速计数器，可同时输入两路脉冲，最高计数频率为10kHz，计数范围-8388608～+8388607。
(3> 输入延时滤波FP1的输入端采用输入延时滤波，可防止因开关机械抖动带来的不可靠性，其延时时间可根据需要进行调节，调节范围为1ms～128ms。
(4> 中断功能FP1的中断有两种类型，一种是外部硬中断，一种是内部定时中断。
2、步进电机的速度控制FP1有一条SPD0指令，该指令配合HSC和Y7的脉冲输出功能可实现速度及位置控制。
速度控制梯形图见图1，控制方式参数见图2，脉冲输出频率设定曲线见图3。
图1 速度控制梯形图图2 控制方式参数图3 脉冲输出频率设定曲线 3、控制系统的程序运行图4 控制系统原理图图4是控制系统的原理接线图，图4中Y7输出的脉冲作为步进电机的时钟脉冲，经驱动器产生节拍脉冲，控制步进电机运转。
基于PLC的步进电机控制方法与实现
基于PLC的步进电机控制方法与实现步进电机是一种特殊的电机，通过电脉冲信号使电机按固定的角度步进运动。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化控制领域的设备。
将PLC与步进电机结合，可以实现对步进电机的精确控制。
下面将介绍基于PLC的步进电机控制方法及其实现。
一、PLC的选择PLC作为控制步进电机的核心设备，选择合适的PLC至关重要。
常见的PLC品牌有西门子、施耐德、三菱等，根据实际需求选择合适的PLC型号。
二、接线连接首先，需要将PLC的输入端口和输出端口与步进电机的控制信号线相连接。
其中，控制信号线分为步进脉冲信号线、方向信号线和使能信号线。
步进脉冲信号线用于控制步进角度，方向信号线用于控制步进方向，使能信号线用于使能或禁止步进电机的运动。
三、编写PLC程序1.步进电机模式选择PLC程序中需要设置步进电机的工作模式，常见的有全步进模式和1/2步进模式。
全步进模式下，步进电机每收到一个脉冲信号就步进一次；1/2步进模式下，步进电机每收到两个脉冲信号才步进一次。
具体选择哪种模式，要根据实际需求来确定。
2.控制参数设置根据步进电机的特性和需求，需要设置脉冲频率、步进电机角度、加速度、减速度等控制参数。
这些参数的设置会直接影响步进电机的运动效果和精度。
3.控制逻辑编写根据具体应用场景，设计步进电机的运动逻辑。
例如，可以设置按下按钮时步进电机顺时针旋转，松开按钮时停止旋转；也可以设置根据传感器的信号来控制步进电机的运动。
通过控制逻辑的编写，实现对步进电机的精确控制。
四、运行程序并调试五、实现布线和安装根据实际需求，进行步进电机的布线和安装。
注意布线过程中要避免信号干扰和线路短路等问题，确保步进电机能够正常工作。
总结：基于PLC的步进电机控制方法主要包括PLC的选择、接线连接、编写PLC程序、运行程序及调试和布线和安装等步骤。
通过合理选择PLC、编写控制逻辑和调整参数，可以实现对步进电机的精确控制。
基于PLC步进电机控制系统的设计精选文档
基于P L C步进电机控制系统的设计精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-基于plc步进电机控制系统的设计[摘要]本文所要控制的电机为五相步进电机，采用可编程控制器对其控制，对设计原理及方法分析总结。
步进电动机优点有快速起停、定位和精确步进等，日常的生产和生活中比较普遍，控制精度高。
在工业过程控制和仪器仪表控制方面，应用的很广泛。
本文还介绍的PLC控制系统，其包括硬件结构还有原理以及PLC控制系统设计的原则方法。
以五相电机控制为例，阐述了西门子PLC在电机控制中的运用。
其基本原理、硬件准备和软件的设计，在文中都有体现。
采用的细分驱动方法，可以达到极高的精度并提高稳定性，有利于电机运行品质、转矩波动的改善。
本文内容包含PIC外部接线图、I/O地址分配、控制流程图、驱动电路选择、细分驱动分析、梯形图等，并且上位机监控界面是运用组态王软件编写。
[关键词]：S7-200；五相步进电机；梯形图；细分驱动；组态王Design of Stepping Motor Control System Based on PLC[Abstract] The motor controlled in this paper is a five phase stepper motor. It is controlled by a programmable controller. The design principle and method are analyzed and summarized. Stepping motor has the advantages of fast start stop, positioning and accurate stepping, etc., and the daily production and life are more common, and the control accuracy is high. It is widely used in industrial process control and instrument control. PLC control system is introduced, including hardware structure and principle, and the principle and method of PLC control system design. Taking five phase motor control as an example, the application of SIEMENS PLC in motor control is expounded. Its basic principle, hardware preparation and software design are embodied in this article. The subdivision drive method can achieve high accuracy and stability, and is favorable for motor quality and torque fluctuation. The contents of this paper include PIC external wiring diagram, I/O address allocation, control flow chart, drive circuit selection, subdivision drive analysis, ladder diagram and so on, and the upper computer monitoring interface is written by Kingview software.[Key words]S7-200; Five-phase stepping motor; Ladder diagram; Subdivision drive ; Configuration king目录1 引言步进电机的介绍步进电机又称脉冲电机或阶跃电机，电机对传输来的电脉冲信号的分析和转换而进行相应的角位移和线位移。
基于plc控制的步进电机控制系统设计毕业论文
基于PLC的步进电机控制系统设计机械电子专业 XXX指导教师 XXX摘要：以德国西门子公司小型可编程逻辑控制器S7—200为中央处理单元，以步进电机作为控制对象。
介绍了PLC的概念原理以及控制的优点，步进电机的概念及工作原理，现状以及发展方向。
PLC 与步进电动机一起结合起来有很高的研究价值与意义。
本文在介绍步进电机控制特点的基础上,重点研究了步进电机的控制策略。
设计了控制系统的硬件方案，并编写了相应的控制流程，测试了实际控制效果，并提出相应的整改措施，达到更加合理高效的目标。
对于使用步进驱动器的步进控制系统，控制器对步进电机的控制关键在于控制脉冲信号的产生。
介绍了使用该控制器产生控制脉冲信号的多种不同实现方法，进而实现对步进电机不同控制方法。
关键词：可编程逻辑控制器；步进电机；控制策略；控制流程The Research Of Stepper Control Method Motor Based On PLCStudent majoring in Machinery and electronics specialty XXXTutor XXXAbstract：With small Germany Siemens S7-200 programmable logic controller of the central processing unit, with stepping motor as control object. This paper introduces the concept of PLC principle and advantage of the control, the concept and working principle of stepper motor, the current situation and development direction. PLC combined with stepper motor has a high research value and significance. In this paper, based on the introduction to the characteristics of the stepper motor control, step motor control strategies are researched. Design the hardware of the control system scheme, and write the corresponding control process, test the actual control effect, and puts forward the corresponding rectification measures, achieve more reasonable and efficient. For using stepper drive stepper control system, the controller of stepper motor control is the key to control the generation of pulse signal. This paper introduces the control using the controller a variety of different implementation methods of the pulse signal, then the method to realize different control the stepper motor.Key words:Programmable logic controller; Stepping motor; The control strategy; Control the process引言伴随着经济的快速发展，科技的日新月异，产品更新换代周期缩短，生产效率有了更高的要求，特别是计算机技术的广泛的推广和普及，信息产业发挥了它无与伦比的优越性和高效性，其中可编程逻辑器件就有了更多的用武之地。
PLC控制步进电机的系统设计(毕业设计)
摘要本文主要阐述了三相三拍步进电动机结构和步进电机原理，以及对步进电机的调速和正反转的研究。
采用PLC基本逻辑指令和常用指令的方法对步进电机调速很正反转控制。
步进电机是一种将脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件。
步进电机的输出位移量与输入脉冲个数成正比，其速度与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。
所以只要控制指令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的相序，便可控制步进电机的输出位移量、速度和方向。
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。
SummaryThis paper describes the structure of three-phase three-beat stepper motors and stepper motor principle,and the stepper motor speed control and reversing research. Using PLC basic logic instructions and common method of instruction is reversing the stepper motor speed control.Stepper motor is a pulse signal into a linear displacement or angular displacement of the actuator.The output of the stepper motor displacement is proportional to the number of input pulses,the speed and unit time input pulses (ie pulse frequency)is proportional to its steering and pulse distribution phase stepper motor winding phase sequence of the.So long as the control command pulse number, frequency and phase sequence of the motor windings are energized,the output can be controlled stepper motor displacement, velocity and direction.Stepper motor has good control performance, and its start,stop,reverse and other changes in the way of any operation can be completed within a few pulses, and the availability of high control accuracy,and have been widely used。
基于S7-1200PLC的步进电机控制系统
图1 步进电机控制系统总体设计方案图
3 硬件系统设计
步进电机控制系统主要包括供电电源、上
位机PC、下位机S7-1200PLC、两相混合式安川
42HD2404步进电机和雷赛DM320C步进电机驱动器
等组成。
如图2所示。
石有计，铁岭师范高等专科学校，教授，研究方向：电气自动化技术。
在编写PLC程序时，I/O接口会根据接线情况自动分配信号，对应的信号得以分配后。
信号控制会以输入输出口为主，将I/O接口作为主导。
输入变量如下：步进电机起动I0.0、步进电机停止I0.1、步进电机复位I0.2、步进电机向后点动I0.3、启动调速I0.4、启动预订速度I0.5、启动手动调速I0.6、手动加速I0.7、手动减速I1.0、转动距离1(3200)I1.1、转动距离2(32000)I1.3、转动距离3(64000)I1.3、转动距离4(96000)I1.4、步进电机向前点动I1.5。
输出变量如下：步进电机转动Q0.0、步进电机方向控制Q0.1、步进电机启动指示
4.2 PLC程序设计
本文采用S7-1200PLC作为主控器，结合硬件设计情况，对步进电机控制系统进行设计，并通过系6 结语
本文采用西门子S7-1200PLC，使用博途V15编程软件，进行步进电机控制系统设备组态及编程，有效实现步进电机控制要求。
实验结果表明,该系统动态特性好、精度高，达到了步进电机运行状态可视化和控制智能化的目的。
该系统具备控制过程的参考价值，对于高效率、小步距、低振动和低噪
图2 硬件接线设计图
表1 细分数和电流选择
图3 触摸屏运行界面。
基于ST-200PLC步进电机运动控制系统设计
设计控制系统中有 ７个数字量输入和 ３个
１系统的方案设计
本 系 统 设 计 实 现 三 个 主 要 功 能 ：对 步 进
出高 电平 “ １ ” ， 方 向 脉 冲 使得 步 进 电机 按 相
ｓ ７ — ２ ０ ０ ＣＰ Ｕ２ ２ ６型号 Ｐ Ｌ Ｃ结构紧凑 、扩展 性强 ，具有 丰富的功 能单元 ，可满足 中小复杂 的控制系统要求，故 本设计 中选用此型号作为 系统控 制器 。 结合步进 电机 的成本性能要求 ，选用两相 ５ ６系 列 的 ＤＭ５ ６ ７ ６ Ａ型 步进 电机 ，这 种步 进 电机机构简单、响应快、 距角小 、步进频率 高、经久耐用、力矩 － 惯性 比高等。 选用与 Ｄ Ｍ５ ６ ７ ６ Ａ型步进 电机 配套的 Ｄ ＭＤ４ ０ ３步进 电 机驱动器。
为 ＶＷ２ ０ ０ ＝ｖ ｗ２ ０ （ ） 一Ｖｗ １ ０ ，步进 电机 的速度 选用 Ｃ Ｐ ２ ４ ３ － １ 通 信模块 ，来实 现对系 统 就相应 的增加 。按 下减速 指令时接通 Ｉ Ｏ ． ４ ，执 的远程控制。 行 子程 序 Ｓ Ｂ Ｒ一 １ 加 法指 令 ，每 按一 次，高速
２ ． ２ Ｉ ／ ０ 分 配 及硬 件接 线
通过对步进 电机运的周 期为 Ｖ Ｗ２ ０ ０ ＝Ｖ Ｗ２ ０ ０ ＋ Ｖ Ｗ１ ０ 。步 进
电机 的速度就相应的减小。
器人的各种 动作。 为此本论文将 以此为 切入点 ，
设计 出一套基 于 Ｐ Ｌ Ｃ 的 步 进 电 机 运 动 控 制 系
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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Stepping motor control system based on PLC Abstract:With the development of microelectronics and computer technology, the stepper motor is increasing demanded, which is widely used in printers, electric toys and other consumer products, and CNC machine tools, industrial robots, medical equipment and other electrical machinery products, and is applied in the national economy in various fields. Researching of stepper motor control system to improve the control accuracy and response speed, energy conservation is so important.Stepper motor is a device which will transform electrical pulses into mechanical angular displacement so that Shaft of each pulse to a step angle stepping increment, SO output angular displacement is proportional to the input pulses, speed is proportional to the input pulse speed and speed is proportional to input pulse frequency. Stepper motor control is simple, is open-loop control, and no accumulation of positioning error, a high positioning accuracy,and the PLC as an industrial control computer, is a powerful tool for the integration of the motor, Therefore, the stepper motor control based on PLC technology has been widely used for digital positioning control.The control system consists of hardware and software design of two parts. Among them, the hardware design includes the working principle of stepper motor, stepper motor drive circuit design, PLC input and output characteristics, PLC and PLC external circuit connection with the stepper motor and matching Problem. Software design, including the main program and each module of the control program, ultimately realizes on the stepper motor rotation direction and rotation speed control This system has the intelligence, practicality and reliability features.Keywords: Stepper motor, PLC, speed control, direction control毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目录1、绪论 (1)1.2问题的提出 (3)1.3设计目的及系统功能 (4)2、PLC控制步进电机系统简介 (5)2.1PLC控制系统 (5)2.1.1 PLC概述 (5)2.1.2 PLC系统的其它设备 (9)2.1.3 PLC的通信联网 (9)2.1.4 PLC控制系统的设计基本原则 (9)2.1.5 PLC软件系统及常用编程语言 (9)2.1.6 PLC的特点 (10)2.1.7 PLC的应用领域 (11)2.1.8 PLC未来展望 (12)2.2步进电机 (13)2.2.1 步进电机概述 (13)2.2.2 步进电机的特性 (13)2.2.3 与直流电机的比较 (14)2.2.4 步进电机的种类 (16)2.2.5 反应式步进电机的控制 (17)2.3本设计所用步进电机 (20)3、硬件电路设计 (22)3.1硬件设计思路 (22)3.2总体设计框图 (22)3.3外围电路设计及分析 (23)3.3.1 键盘控制电路 (23)3.3.2步进电动机驱动电路 (25)2.6.3 LED数码显示电路 (29)3.4步进电机控制系统电路图 (32)4、软件设计 (33)4.1可编程控制器软件设计原理 (33)4.1.1可编程序控制器的工作原理 (33)4.1.2 扫描周期 (34)4.2 PLC的选型 (35)4.2.1 输入输出（I/O）点数的估算 (35)4.2.2 存储器容量的估算 (35)4.2.3 控制功能的选择 (35)4.2.4 机型的选择 (37)4.3FX可编程序控制器简介 (38)2N4.4PLC控制程序设计 (39)4.4.1 PLC控制系统的设计基本原则 (39)4.4.2 PLC编程步骤 (39)4.4.3 PLC提供的编程语言 (39)4.5.1启动停止控制环节 (41)4.5.2 PLC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)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。
因此对电动机的控制变得越来越重要了。
电动机的控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的最新发展成就。
正是这些技术的进步使电动机控制技术化。
步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，其原理是通过对它每相线圈中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。
驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。
通俗地说:当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。
通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的。
同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的，现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR)、永磁式步进电机(PM),混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。
永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.50;反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.50，但噪声和振动都很大。
反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。