基于PLC的步进电机开环控制系统设计说明.doc
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1、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: 圣军 学 号:指导教师: 乔志刚 2012年 1 月 6 日前言3课程任务书41.设计目的 72.设计要求 73.控制要求94.PLC输入输出接线图 105.编程元件地址分配表106.硬件组态117.控制程序7.1线性化控制程序设计127.2结构化控制程序设计178. 项目设计结果分析219. 结束语2210.参考文献24课程设计评分表25前言可编程控制器是电气控制技术中的关键技术。可编程控制器为“自动化和电气工程与其自动化”专业的一门重要专业课。
2、通过本课程的学习,使学生掌握工厂电气控制设备技术和可编程控制器的使用、分析和设计自动生产过程中的控制电路,掌握其使用方法。课程设计以培养工程应用能力为主,在独立完成设计任务的同时,还要进行诸方面能力的培养和提高,为毕业设计打下良好的基础。这些能力包括:n 独立工作能力;n 综合运用所学过的基础知识和专业知识,提高解决工程应用问题的能力;n 运用各种现代化手段,获取相关资料的能力;n 调试程序的能力;n 工程绘图的能力;n 编写技术资料的能力;n 创新能力。PLC课程设计的主要目的,是通过对某个简单的自动化生产设备、某条简单的自动化生产线、某些简单的工艺过程的调查研究,使学生明确生产工艺对电气控
3、制提出的各项要求。根据这些要求,进行PLC控制系统的原理设计、硬件配置与软件编程设计。通过不断地调试和完善程序来满足生产工艺的要求。本课程设计提供了设计的备选课题。通过课程设计,使学生进一步熟悉PLC控制系统的应用,并培养学生解决实际问题的能力,掌握系统设计的思路与方法。3 / 27课程设计任务书学生: 圣军 专业班级: 自动化 1093 指导教师: 乔志刚 工作单位:信息工程系自动控制教研室 题目: 基于PLC的步进电机的开环控制系统设计 一初始条件1. 给出步进电机的基本工作原理、工作方式与其控制方法;2. 给出实际调试用步进电机的驱动放大电路原理图;3. 给出用于系统调试用的S7-300
4、PLC、计算机、调试用步进电机与其驱动放大电路;4. 给出PLC的编程软件STEP 7。二要求完成的主要任务1. 设计要求 根据课程设计指导书给出的步进电机工作原理、工作方式与其控制方法,设计PLC控制系统,要现: 在步进电机的单四拍、双四拍、单双八拍工作方式中至少选择一种工作方式进行控制。 能够实现步进电机的起动和停止、正转和反转与改变转速。(详细控制要求见课程设计指导书) 要求用线性化编程和结构化编程两种编程方法来实现该控制逻辑。在结构化编程中,同一种通电方式的正反转使用同一个FC,在OB1中调用同一个FC实现正反转控制。2. 说明书撰写要求u 容要求一般要求包括如下容: 目录编制课程设计
5、的目录,目录的各级标题按照章节顺序排列,最多列到三级标题即可,如1.1.1。 引言课程设计正文前的简短介绍。包括本课题的设计目的、设计的主要过程与主要的设计容。 电路设计要求画出PLC的输入/输出接线图。 PLC硬件组态要求列出硬件组态表。 PLC编程元件的地址分配首先对输入/输出点进行地址分配,然后对其他编程元件也进行地址分配,如位存储器M,定时器T,计数器C等。编程中要使用符号地址,所以在OB1中要编辑符号表(包括输入继电器、输出继电器、定时器与位存储器(或叫辅助继电器),在FC1中要编辑变量声明表。 编写控制程序要求: 编写线性化程序; 在结构化编程中分别编制OB1和FC1;在程序段中添
6、加注释。 程序调试说明对设计中遇到的主要问题与解决方法、调试过程与方法、在调试过程中对对原设计程序做了哪些有意义的改进与调试的结果几方面进行阐述。 结束语对本课程设计进行总结,写出设计中的体会。 主要参考文献写出完成设计任务过程中参考的主要参考文献,注意参考文献的格式。u 格式要求1. 纸格式:要求统一用A4纸打印,页面设置上空2.5cm,下空2.0cm,左空2.5cm,右空2.0cm):2. 正文层次:正文容层次序号为:1、1.1、1.1.1,其中正文标题;一级标题1.(黑体小2号加粗),二级标题1.1(黑体小三号),三极标题1.1.1(黑体小四号)。正文容格式:宋体五号,1.25倍行距。3
7、. 参考文献格式:参考文献不少于5个,并应按文献号、作者、文献题名、出版地:和出版年等顺序书写。如:1 戴军,袁惠新.膜技术在含油废水处理中的应用.膜科学与技术,2002.4. 图表要求:所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画,必须采用计算机辅助绘图。图序与图名置于图的下方;表序与表名置于表的上方;图表一律采用采用阿拉伯数字连续编号。u 装订顺序设计报告按照如下顺序装订:封面任务书目录正文参考文献评分表。三时间安排序号阶段容时间安排地点1课前辅导12月31日1-2节1-2072组合设计小组,查阅资料,拟定设计方案12月31日自定3硬件设计、地址分配、控制程序设计1月1日1
8、月3日自定4系统调试(注:设计与调试过程中请同学们将自己设计的项目资料保存在U盘中,以便完成设计报告与答辩查验)1月4日1月5日4-4145答辩1月6日4-414指导老师签字: 2011 年12 月27 日系主任签字:1、设计目的 了解步进电机的工作原理与步进电机的开环控制原理。 综合应用所学PLC知识设计基于PLC的步进电机开环控制系统; 通过自行编程调试掌握PLC控制系统的设计方法。2、步进电机原理简述步进电动机是一种将数字式电脉冲信号转换成机械角位移的机电元件,每一个脉冲信号可以使步进电机前进一步,转过的角度与控制脉冲的个数呈严格的正比关系。其运行速度与控制脉冲频率呈严格的正比关系,正是
9、这个特点,使其可以和现代数字控制技术相结合,成为比较理想的执行元件。步进电机主要应用于开环位置控制系统中。目前步进电机在数控机床、计算机外围设备、钟表、包装机械、食品机械中得到广泛的应用。步进电机由定子和转子两部分组成。以二相步进电机为例,定子上有两组相对的磁极,每对磁极缠有同一绕组,形成一相。定子和转子上分布着大小、间距一样的多个小齿。当步进电机某一相通电形成磁场后,在电磁力的作用下,转子被强行推动到最大磁导率(或最小磁阻)的位置。步进电机接收到一个脉冲信号,就驱动步进电机转过一个步距角,对于一个m相n拍的步进电机来说,每走完n拍,转子就转过一个齿距角,所以齿距角与步距角的关系为:从控制原理
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