PLC的步进电机控制系统
PLC在步进电机控制中的应用探究
PLC在步进电机控制中的应用探究
PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的缩写，它是一种电子设备，用于自动控制各种工业过程。
步进电机是一种用于实现精确位置和速度控制的电机
类型。
下面将探讨PLC在步进电机控制中的应用。
1. 位置控制：PLC可以通过与编码器或位置传感器等设备配合使用，实现步进电机的精确位置控制。
通过PLC编程，可以设置步进电机的目标位置，并监控电机的当前位置，
从而实现闭环控制。
2. 速度控制：PLC可以通过调整脉冲频率和方向信号，控制步进电机的转速。
通过PLC编程，可以设置步进电机的目标速度，并根据实际情况调整脉冲频率和方向信号，从
而实现闭环速度控制。
4. 动态控制：PLC可以通过灵活的编程和逻辑运算，实现步进电机的复杂动态控制，例如位置同步控制、多轴插补控制等。
通过PLC编程，可以根据工艺要求和实际需要，设
计出适应不同应用场景的步进电机控制方案。
5. 故障诊断与保护：PLC可以实时监测步进电机的运行状态和参数，当出现故障或异常情况时，可以通过编程设定相应的报警和保护机制，避免电机损坏或不正常运行。
6. 通信与远程监控：PLC可以通过串口、以太网等通信接口，与上位机或其他设备进行数据交换和远程监控。
通过PLC编程，可以实现步进电机的远程控制和监控，提供更灵活、方便和智能的操控方式。
PLC在步进电机控制中的应用主要包括位置控制、速度控制、加减速控制、动态控制、故障诊断与保护，以及通信与远程监控等方面。
通过PLC的编程和逻辑运算，可以实现对
步进电机的精确控制和灵活应用，提高生产效率和产品质量。
基于S7-200PLC步进电机调速控制—步进驱动控制系统设计
摘要步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表，使用PLC可编程控制器实现步进电动机驱动，可使步进电动机的抗干扰能力强，可靠性高，同时，由于实现了模块化结构，是系统结构十分灵活，而且编程语言简短易学，便于掌握，可以进行在线修改，柔性好，体积小，维修方便。
本设计是利用PLC做进电动机的控制核心，用按钮开关的通断来实现对步进电机正,反转控制，而且正，反转切换无须经过停车步骤。
其次可以通过对按钮的控制来实现对高，低速度的控制。
充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC 控制系统的首要前提，这也是设计最重要的一条原则。
本设计更加便于实现对步进电机的制动化控制。
其主要内容如下：1了解PLC控制步进电机的工作原理2掌握PLC的硬件构成，完成硬件选型3设计PLC的控制系统4用STEP 7完成PLC的编程关键词：步进电机；PLC控制；电机正反转；高低速控制AbstractStepper motor has a quick starts and stops, precision stepping and positioning features, commonly used for industrial process control and instrumentation, PLC programmable controller stepper motor drive can stepper motor anti-interference ability, high reliability, at the same time, due to the modular structure, the system structure is very flexible, and programming languages brief to learn, easy to master, can be modified online, good flexibility, small size, easy maintenance.This design is the use of PLC built into the core of the motor control button to switch on and off to the stepper motor is the reverse control, and positive, reverse switch without having to go through the parking step. Followed by the button control to achieve the high and low speed control. Give full play to the functions of PLC as possible to meet the control requirements of the controlled object is the most important prerequisite for the design PLC control system, which is designed to the most important principle. This design is easier to achieve braking control of the stepper motor. Its main contents are as follows:An understanding of PLC control the working principle of the stepper motor2 grasp the PLC hardware structure, the completion hardware selection3 Design of PLC control system4 complete PLC programming with STEP 7Key words: Stepper motor; PLC control; motor reversing; high and low speed control目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 PLC步进驱动控制系统研究和意义 (1)1.2 国内外PLC的发展 (1)1.3 国内外步进电机的发展概况 (2)1.4 PLC步进驱动控制系统主要研究工作 (3)2 步进电机及PLC简介 (4)2.1 步进电机简介 (4)2.1.1步进电机的分类 (4)2.1.2步进电机的基本参数 (4)2.1.3步进电机的特点 (5)2.2 步进电机在工业中的应用 (5)2.3 PLC的特点 (6)2.4 PLC技术在步进电机控制中的应用 (6)3 PLC控制步进电机工作方式的选择 (8)3.1 常见的步进电机的工作方式 (8)3.2 步进电机控制原理 (8)3.2.1控制步进电机换向顺序 (8)3.2.2控制步进电机的转向 (8)3.2.3控制步进电机的速度 (8)3.3 PLC控制步进电机的方法 (9)3.4 PLC控制步进电机的设计思路 (10)4 S7-200PLC控制步进电机硬件设计 (12)4.1 S7-200PLC的介绍 (12)4.1.1硬件系统 (12)4.1.2软元件 (13)4.2 步进电机的选择 (14)4.3 步进电机驱动电路设计 (15)4.3.1驱动器的选择 (15)4.3.2步进电机驱动电路 (16)4.3.3驱动电路接口 (16)4.3.4电气原理图 (17)4.4 PLC驱动步进电机 (17)5 S7-200PLC控制步进电机软件设计 (19)5.1 STEP7-MICRO/WIN32概述 (19)5.1.1基本功能 (19)5.1.2运动控制 (19)5.1.3创建调制解调模块程序 (19)5.2 程序的编写 (21)5.3 梯形图程序设计 (22)5.3.1CPU的选择 (22)5.3.2输入输出编址 (22)5.3.3状态真值表 (22)5.4 梯形图程序 (23)6 总结 (30)6.1 全文总结 (30)6.2 不足之处及展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)基于S7-200PLC步进电机调速控制—步进驱动控制系统设计1绪论1.1 PLC步进驱动控制系统研究和意义基于步进电动机良好的控制和准确定位特性，被广泛应用在精确定位方面，诸如数控机床、喷绘机、工业控制系统、自动控制计算装置、自动记录仪表等自动控制领域。
步进电机控制方法plc
步进电机控制方法plc随着现代制造业的飞速发展，步进电机作为一种精密控制技术在自动化设备中得到广泛应用，而PLC（可编程逻辑控制器）则是控制步进电机的常见方案之一。
在工业生产中，步进电机的控制方法多种多样，其中结合PLC技术进行控制是一种高效可靠的方式。
本文将介绍一些常见的步进电机控制方法，并分析PLC在这些控制方法中的应用。
正转和反转控制正转和反转控制是步进电机最基本的控制方法之一。
通过控制电机输入的脉冲信号的频率和方向，可以实现步进电机的正转和反转。
在PLC中通常会使用计数器来记录脉冲信号的数量，从而控制电机的转动角度和方向。
通过设定计数器的值和控制脉冲信号的输出频率，可以精确控制步进电机的转动。
速度控制除了控制电机的方向外，控制步进电机的速度也是至关重要的。
在工业自动化系统中，需要根据不同的生产需求来调整步进电机的转速。
PLC可以通过调节输出脉冲信号的频率来实现步进电机的精确速度控制。
通过监控电机的转速并根据实际情况进行调整，可以保证生产过程的稳定性和效率。
位置控制在很多自动化系统中，需要步进电机按照预先设置的位置进行精确定位。
PLC在位置控制中发挥了关键作用。
通过监测电机的位置信息以及输入的控制指令，PLC可以精确地控制步进电机的位置。
在工业生产中，位置控制常常用于需要高精度定位的场景，如自动装配线和自动化仓储系统等。
脉冲控制步进电机的运动是通过输入一定数量的脉冲信号来实现的。
因此，脉冲控制是控制步进电机最基本的方法之一。
PLC通过输出一定频率和数量的脉冲信号，可以精确控制步进电机的运动。
在工业生产中，通常会根据实际需求设定脉冲信号的参数，如脉冲频率、脉冲数量和脉冲方向等，从而实现对步进电机的精确控制。
总结步进电机作为一种精密控制技术，在工业自动化领域具有重要的应用意义。
结合PLC技术可以实现对步进电机的高效控制，包括正转和反转控制、速度控制、位置控制和脉冲控制等。
通过合理设计控制方案并结合PLC的灵活性和可编程特性，可以实现对步进电机运动的精确控制，从而提高生产效率和产品质量。
基于plc控制的步进电机控制系统设计论文
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的概念原理以与控制的优点，步进电机的概念与工作原理，现状以与发展方向。
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 OnPLC Student majoring inMachinery and electronics specialtyXXXTutorXXXAbstract：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.1 / 23Keywords: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与，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。
基于PLC的步进电机的开环控制系统
武汉理工大学华夏学院课程设计报告书题目：基于PLC的步进电机的开环控制系统设计系名：信息工程系专业班级：自动化1093姓名：叶健学号：10212409309指导教师：乔志刚2012 年 1 月 6 日目录1.引言 ................................................................................................................................. - 2 -2.课程设计项目名称 ............................................................................................................ - 3 -基于PLC的步进电机的开环控制系统设计...................................................................... - 3 - 3．课程设计目的及要求....................................................................................................... - 3 -3.1 设计目的................................................................................................................ - 3 -3.2控制要求：...................................................................................................... - 3 - 4电路设计........................................................................................................................... - 4 -4.1步进电机电路原理图............................................................................................... - 4 -4.2工作原理 ................................................................................................................ - 4 -5 PLC硬件阻态表 ................................................................................................................ -6 -5.1硬件阻态 ................................................................................................................ - 6 -5.2编程元件地址分配表............................................................................................... - 6 -5.3 线性化控制程序(单四拍) (7)5.4 结构化控制程序（单四拍）...................................................................................- 10 -5.4.1结构化OB1主控制程序： ............................................................................- 11 -5.4.2结构化FC1分控制程序： ............................................................................- 12 -6. 程序调试说明...............................................................................................................- 14 -1.引言可编程序控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC，是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的，并逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。
plc控制步进电机工作原理
plc控制步进电机工作原理PLC控制步进电机的工作原理步进电机是一种按照一定规律逐步转动的电动机，其中每步转动一个固定角度。
PLC（可编程序逻辑控制器）作为一种专门用于自动化控制的电子设备，常被用于控制步进电机，实现精确的位置控制。
步进电机的工作原理如下：首先，步进电机由多个电磁线圈组成，这些线圈的位置决定了电机的转子位置。
当电源施加在电磁线圈上时，线圈会产生磁场吸引或排斥磁性定子，从而使转子沿着一定的角度旋转。
步进电机有两种常见的驱动方式：单相驱动和双相驱动。
在单相驱动的步进电机中，每次只有一个线圈被激活，而在双相驱动的步进电机中，每次有两个线圈被激活。
PLC控制步进电机的工作原理如下：首先，PLC接收到外部的输入信号，例如传感器检测到的位置信息或其他触发信号。
PLC根据这些输入信号来判断步进电机应该转动到的位置。
PLC内部的逻辑控制程序会根据设定的运行模式和算法，生成驱动信号来控制步进电机。
这些驱动信号会通过PLC的输出端口发送给步进电机的驱动电路。
步进电机的驱动电路会根据驱动信号的频率和脉冲宽度来决定电机的转动方式和速度。
通常，每接收到一个驱动信号，步进电机就会转动一个固定的角度。
通过不断发送驱动信号，PLC可以准确地控制步进电机的转动角度和速度，从而实现精确的位置控制。
在实际应用中，PLC控制步进电机通常与其他传感器、开关和执行器等设备配合使用，形成一个自动化系统。
PLC不仅可以控制步进电机的转动，还可以根据不同的需求进行逻辑判断和与其他设备的数据交互，实现更复杂的控制功能。
总结起来，PLC控制步进电机的工作原理是通过接收外部输入信号、根据内部的逻辑控制程序生成驱动信号，控制步进电机的转动角度和速度，从而实现精确的位置控制。
毕业设计(论文)—基于plc的步进电机控制系统设计
毕业设计（论文）—基于plc的步进电机控制系统设计基于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 (10)2.1.6 PLC的特点 (10)2.1.7 PLC的应用领域 (12)2.1.8 PLC未来展望 (13)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 (14)2.2.3 与直流电机的比较 (14)2.2.4 步进电机的种类 (17)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 (21)3、硬件电路设计 (23)3.1硬件设计思路 (23)3.2总体设计框图 (23)3.3外围电路设计及分析 (24)3.3.1 键盘控制电路 (24)3.3.2步进电动机驱动电路 (26)2.6.3 LED数码显示电路 (31)3.4步进电机控制系统电路图 (34)4、软件设计 (36)4.1可编程控制器软件设计原理 (36)4.1.1可编程序控制器的工作原理 (36)4.1.2 扫描周期 (37)4.2 PLC的选型 (38)4.2.1 输入输出（I/O）点数的估算 (38)4.2.2 存储器容量的估算 (38)4.2.3 控制功能的选择 (38)4.2.4 机型的选择 (40)4.3FX可编程序控制器简介 (42)2N4.4PLC控制程序设计 (42)4.4.1 PLC控制系统的设计基本原则 (42)4.4.2 PLC编程步骤 (42)4.4.3 PLC提供的编程语言 (42)4.5.1启动停止控制环节 (45)4.5.2 PLC实用驱动电源控制环节 (45)结论 (50)致谢 (51)参考文献 (52)附录 (53)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。
PLC如何控制步进电机
PLC如何控制步进电机PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备，通过输入/输出模块对各种机电设备进行控制。
在PLC系统中，步进电机是常见的执行元件之一，它具有准确的位置控制和高的加减速性能。
本文将介绍PLC如何控制步进电机，包括步进电机的驱动方式、PLC的控制原理及步进电机控制的程序设计。
一、步进电机的驱动方式1.串行通信驱动方式：步进电机通过串行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。
首先，将PLC与串行通信模块相连，通过串行通信模块与步进电机控制器进行通信。
PLC通过串行通信模块发送指令，步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。
2.并行通信驱动方式：步进电机通过并行通信驱动方式与PLC进行通信和控制。
与串行通信驱动方式类似，首先将PLC与并行通信模块相连，通过并行通信模块与步进电机控制器进行通信。
PLC通过并行通信模块发送指令，步进电机控制器接收指令后控制步进电机运动。
3.脉冲驱动方式：步进电机通过脉冲驱动方式与PLC进行通信和控制。
在脉冲驱动方式中，需要PLC输出脉冲信号控制步进电机。
通常情况下，PLC将脉冲信号传递给步进电机驱动器，在驱动器中产生相应的控制信号，实现对步进电机的控制。
二、PLC的控制原理PLC作为控制器，一般采用扫描运行方式。
其运行原理如下：1.输入信号读取：PLC将外部输入信号输入到输入模块中，采集输入信号，并将其从输入模块传递给中央处理器（CPU）进行处理。
2. 程序执行：CPU根据事先编写好的程序进行处理，包括数据处理、逻辑运算和控制计算等。
PLC程序一般采用ladder diagram（梯形图）进行编写。
3.输出信号控制：根据程序的执行结果，CPU将处理好的数据通过输出模块发送给外部设备，用于控制和操作外部设备。
三、步进电机控制的程序设计步进电机的控制程序主要包括参数设定、模式选择、起停控制、运动控制等部分。
下面以一个简单的例子来说明步进电机控制的程序设计过程：1.参数设定：首先需要设定步进电机的一些参数，如电机型号、步距角度、运动速度等。
PLC实现步进电机正反转和调速控制
PLC实现步进电机正反转和调速控制PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制系统的计算机控制设备。
它可以实现对多种设备和机器的控制，包括步进电机。
步进电机是一种通过步进角度来控制转动的电机，其转动可以精确地控制在每个步进角度停留一段时间。
步进电机的正反转和调速控制是实现工业自动化过程中常用的功能，PLC可以很好地实现这些控制。
一、步进电机的正反转控制步进电机的正反转控制是通过控制步进电机的相序来实现的。
步进电机有多种相序方式，常见的包括正向旋转、逆向旋转、双向旋转等。
PLC 可以通过控制步进电机的相序开关来实现步进电机的正反转。
在PLC中，可以使用PLC的输出口来控制步进电机的相序开关。
通过将输出口与步进电机的控制线路连接，可以控制相序开关的状态，从而控制步进电机的正反转。
例如，将PLC的一个输出口连接到步进电机的CW （Clockwise）输入线路，另一个输出口连接到步进电机的CCW（Counter Clockwise）输入线路，可以通过控制这两个输出口的状态来实现步进电机的正反转。
二、步进电机的调速控制步进电机的调速控制是通过控制步进电机的脉冲频率来实现的。
步进电机的转速与脉冲频率成正比，脉冲频率越高，步进电机的转速越快。
因此，通过控制PLC输出口给步进电机发送的脉冲频率，可以实现步进电机的调速控制。
在PLC中，可以使用定时器模块来控制步进电机的脉冲频率。
定时器模块可以通过设定计时器的定时时间和周期，来控制输出口的脉冲频率。
通过控制定时器的定时时间，可以控制步进电机每个步进角度的停留时间，从而控制步进电机的转速。
除了定时器模块，PLC还可以使用计数器模块来实现步进电机的调速控制。
计数器模块可以通过设定计数器的初始值和计数步长，来控制输出口的脉冲频率。
通过控制计数器的初始值和计数步长，可以控制步进电机每个步进角度的停留时间，从而实现步进电机的转速控制。
三、步进电机正反转和调速控制实例以下是一个使用PLC实现步进电机正反转和调速控制的实例。
基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计
基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计介绍本毕业设计旨在设计基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法。
步进电机是一种常用的精密定位装置，广泛应用于工业自动化领域。
然而，由于长时间使用和其他因素，步进电机控制系统可能会出现故障，影响到正常的工作效果和生产效率。
因此，研究如何快速准确地诊断步进电机控制系统的故障，具有重要的理论和实际意义。
设计目标本设计的目标是设计一种基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法，实现以下功能：- 实时监测步进电机的运行状态和参数；- 自动诊断步进电机控制系统的故障类型和位置；- 提供故障处理建议，辅助工程师进行及时修复。
设计步骤1. 确定监测点：通过分析步进电机的工作原理和控制系统的结构，确定需要监测的重要参数和信号。
2. 选择PLC：根据步骤1的结果，选择合适的PLC控制器，并搭建步进电机控制系统的硬件平台。
3. 编写PLC程序：使用PLC编程语言，编写程序实现步进电机的控制和监测功能。
4. 故障诊断算法设计：基于步骤1的监测数据和步进电机控制系统的工作原理，设计故障诊断算法，并将其嵌入到PLC程序中。
5. 测试和优化：使用真实的步进电机和模拟故障场景，对设计的控制系统进行测试，并根据测试结果进行优化和改进。
预期成果通过设计和实现基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法，预期实现以下成果：- 实现对步进电机运行状态和参数的实时监测；- 能够准确诊断步进电机控制系统的故障类型和位置；- 提供故障处理建议，便于及时修复故障。
参考文献以下是本毕业设计可能涉及到的一些参考文献，供进一步研究和深入了解使用：1. Smith, J. K., & Johnson, M. A. (2018). PLC programming using RSLogix 5000: Understanding ladder logic and the studio 5000 environment. CRC Press.2. Gurevich, K. I., & Andronov, V. A. (2017). Control systems PLC-prn based on mathematical modeling. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 189, No. 1, p. ). IOP Publishing.以上是对基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计的简要介绍。
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采用西门子S7-300PLC控制三相步进电机的过程
变量约定如下 输入：启动按钮SB1：I0.0 方向选择开关SA1：I0.1 停止按钮SB2：I0.2 三相单三拍方式选择SA2：I0.3 三相双三拍方式选择SA3：I0.4 三相单六拍方式选择SA4：I0.5
采用西门子S7-300PLC控制三相步进电机的过程
编程方法
在不同的工作方式下，将移位指令移动的 位数保存在MW20中，程序如图所示
编程方法
程序段5：三相单三拍或三相双六拍，每 次应移动2位。程序段6：三相单六拍，每 次应移动一位。程序段7为移位指令，由 于T1的周期为1秒钟，因此每间隔1秒钟， 移位指令左移指定的位数。再将MW10中 对应的位控制相应的输出，可实现步进电 机的控制。步进电机的反向控制可根据相 同的办法来实现。
西门子PLC与步进电机驱动器控制步进电机
但是，在使用步进电机驱动器时，往往需 要较高频率的脉冲。因此PLC是否能产生 高频脉冲成为能否成功控制步进电机驱动 器以及步进电机的关键。西门子 CPU312C、CPU313C、CPU313-2DP 等型号，集成有用于高速计数以及高频脉 冲输出的通道，可用于高速计数或高频脉 冲输出。
步进电机的基本结构和工作原理
三相反应式步进电机 的结构如图所示 定子、转子是用硅钢 片或其他软磁材料制 成的。定子的每对极 上都绕有一对绕组， 构成一相绕组，共三 相称为A、B、C三相。
步进电机的基本结构和工作原理
在定子磁极和转子上都开有齿分度相同的 小齿，采用适当的齿数配合，当A相磁极 的小齿与转子小齿一一对应时，B相磁极 的小齿与转子小齿相互错开1/3齿距，C相 则错开2/3齿距。如图所示
输出： A相加电压：Q0.0 B相加电压：Q0.1 C相加电压：Q0.2 启动指示灯：Q0.3 三相单三拍运行方式：Q0.4 三相双三拍运行方式：Q0.5 三相单六拍运行方式：Q0.6 输出脉冲显示灯： Q0.7
采用西门子S7-300PLC控制三相步进电机的过程
三相单三拍正向的时序图如图所示
步进电机主要有以下特点
3．步进电机的力矩会随转速的升高而下 降。 当步进电机转动时，电机各相绕组的电感 将形成一个反向电动势；频率越高，反向 电动势越大。在它的作用下，电机随频率 （或速度）的增大而相电流减小，从而导 致力矩下降。
步进电机主要有以下特点
4．步进电机低速时可以正常运转，但若高于一 定速度就无法启动，并伴有啸叫声。 步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步 进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率， 如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可 能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频 率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频 率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一 定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升 到高速）。
1．硬件设置
（2）双击SIMATIC 300 Station下的 hardware进入硬件组态工具软件进行硬 件设置如图所示。
编程方法
2．使用移位指令实现各相所 需的脉冲信号。 例如在MW10中进行移位，每 次移位的时间为1秒钟。如图 为三相单六拍正向时序流程图， 三相单三拍可利用相同的流程 图，从M11.1开始移位，每次 移两位，而三相双三拍从 M11.2开始，每次移两位。
编程方法
在程序段1中，先产生周期为1秒钟的脉冲 信号，如图所示：
编程方法
1．例如：使用图所示的程序可以产生所 需要的脉冲：
编程方法
M0.0作为总控制状态位，控制脉冲发生 指令是否启动。一旦启动，采用T0、T1、 T2以及它们的组合可以得到三相单三拍和 三相双三拍的两种工作方式下，各相的脉 冲信号。如T0的状态为三相单三拍工作状 态下A相的脉冲。同理可使用类似程序得 到三相单六拍时各相所需的脉冲信号。
第五章 PLC的步进电机控制系统
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的 执行机构。一般电动机是连续旋转的，而 步进电机的转动是一步一步进行的。每输 入一个脉冲电信号，步进电机就转动一个 角度。通过改变脉冲频率和数量，即可实 现调速和控制转动的角位移大小，具有较 高的定位精度，其最小步距角可达0.75°， 转动、停止、反转反应灵敏、可靠。在开 环数控系统中得到了广泛的应用。
5.3西门子PLC对步进电机的控制方法
PLC直接控制步进电机 西门子PLC与步进电机驱动器控制步进电 机 高频脉冲输出控制举例
PLC直接控制步进电机
使用PLC直接控制步进电机时，可使用 PLC产生控制步进电机所需要的各种时序 的脉冲。例如三相步进电机可采用三种工 作方式： 三相单三拍 三相双三拍 三相单六拍
PLC直接控制步进电机
可根据步进电机的工作方式，以及所要求 的频率（步进电机的速度），画出A、B、 C各相的时序图。并使用PLC产生各种时 序的脉冲 例如：采用西门子S7-300PLC控制三相 步进电机的过程。 要求通过PLC可实现三相步进电机的起停 控制、正反转控制，以及三种工作方式的 切换（每相通电时间为1秒钟）。
步进电机的基本结构和工作原理
上图中，A相绕组与齿1、5一一对应，而 此时B相绕组与齿2错开1/3齿距，而与齿 3错开2/3齿距，C相绕组与齿3错开2/3齿 距，而与齿4错开1/3齿距。 电机的位置和速度由绕组通电次数（脉冲 数）和频率成一一对应关系。而方向由绕 组通电的顺序决定。
步进电机的基本结构和工作原理
步进电机的基本参数主要有以下内容 1．电机固有步距角 2．步进电机的相数 3．保持转矩（HOLDING TORQUE） 4．钳制转矩（DETENT TORQUE）
1．电机固有步距角
它表示控制系统每发一个步进脉冲信号， 电机所转动的角度。电机出厂时给出了一 个步距角的值，这个步距角可以称之为 “电机固有步距角”，它不一定是电机实 际工作时的真正步距角，真正的步距角和 驱动器有关。
3．保持转矩（HOLDING TORQUE）
保持转矩是指步进电机通电但没有转动时， 定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重 要的参数之一，通常步进电机在低速时的 力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出 力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率 也随速度的增大而变化，所以保持转矩就 成为了衡量步进电机最重要的参数之一。 比如，当人们说2N.m的步进电机，在没 有特殊说明的情况下是指保持转矩为 2N.m的步进电机。
西门子PLC与步进电机驱动器控制步进电机
在对步进电机进行控制时，常常会采用步 进电机驱动器对其进行控制。步进电机驱 动器采用超大规模的硬件集成电路，具有 高度的抗干扰性以及快速的响应性，不易 出现死机或丢步现象。使用步进电机驱动 器控制步进电机，可以不考虑各相的时序 问题（由驱动器处理），只要考虑输出脉 冲的频率（控制驱动器CP端），以及步进 电机的方向（控制驱动器的DIR端）。 PLC的控制程序也简单得多。
2．步进电机的相数：
步进电机的相数是指电机内部的线圈组数，目前 常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电 机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的 步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、 五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动器时， 用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己 步距角的要求。如果使用细分驱动器，则“相数” 将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分 数，就可以改变步距角。
5.1步进电机的分类、基本结构和工作原理
步进电机的分类 1.永磁式步进电机 2.反应式步进电机 3.混合式步进电机 步进电机的基本结构和工作原理
步进电机的分类
1.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7.5度或15度。 2.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1.5度，但噪声和振动都很大。 3.混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的 优点。它又分为两相和五相。两相步进角一般分 为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进 电机的应用最为广泛。
采用西门子S7-300PLC控制三相步进电机的过程
三相双三拍正向的时序图如图所示
采用西门子S7-300PLC控制三相步进电机的过程
三相单六拍正向时序图如图所示
PLC直接控制步进电机
编程方法 1．使用定时器指令实现各种时序脉冲的 要求：使用定器产生不同工作方式下的工 作脉冲，然后按照控制开关状态输出到各 相对应的输出点控制步进电机。
5.2步进电机在工业控制领域的主要应用情况介绍
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产 品之一, 广泛应用在各种家电产品中，例如打印 机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机 械手臂和录像机等。另外步进电机也广泛应用于 各种工业自动化系统中。由于通过控制脉冲个数 可以很方便的控制步进电机转过的角位移，且步 进电机的误差不积累，可以达到准确定位的目的。 还可以通过控制频率很方便的改变步进电机的转 速和加速度，达到任意调速的目的，因此步进电 机可以广泛的应用于各种开环控制系统中
编程方法
在不同的工作方式下赋予MW10不同的初 值，如图程序段2~4所示
编程方法
程序段2：三相单三拍或三相单六拍工作 方式，此时均从M11.0开始移位，两种工 作方式均为M11.6为“1”时返回。程序段 3：三相双三拍工作方式，此时从M11.1 开始因为，而在M11.7时返回。程序段4： 若按下停止按钮或没有选择工作方式时， MW10中的内容为“0”，则不会有输出。
西门子PLC与步进电机驱动器控制步进电机
如图所示：CPU313C中，X2前接线端子 22、23、24号接线端子分别对应通道0、 通道1、和通道3。另外，每个通道都有自 己的硬件控制门，0通道的硬件门对应X2 前接线端子的4号接线端子，对应的输入 点默认地址为I124.2。1通道硬件门7号 接线端子，对应的输入点默认地址为 I124.5，而2号通道硬件门为12号接线端 子，对应的输入点默认地址为I125.0。