PLC控制三相步进电动机驱动控制系统的设计.doc

步进电机驱动控制系统的设计
目录
可编程控制器简介
PLC的结构及各部分的应用
中央处理单元
存储器
输入输出单元
电源
编程器
PLC的工作原理
输入处理
程序执行
输出处理
PLC编程图语言
梯形图编程语言
语句表编程语言
控制系统流程图编程图
第二章步进电机的简介
步进电机
三相步进电机的控制要求及方案设计
步进电机的选择
三相反应式步进电机工作原理
第三章硬件的设计
确定I/O点数
画系统框图
I/O分配表
绘制I/O端接线图
步进电机驱动电路
第四章软件的设计
PLC控制步进电机控制方法实现
转速控制
正反转控制
步数控制
设计梯形图
转速控制过程
正反转控制过程
步数控制过程
调试运行程序
第五章结束语
第六章参考文献
第七章致谢

第一章可编程控制器简介
可编程控制器是60年代末在美国首先出现,当时叫可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller),目的是用来取代继电器,以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来,控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象,将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。控制器和被控对象连接方便。
随着半导体技术,尤其是微处理器和微型计算机技术的发展,到70年代中期以后,PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器,输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路,这时的PLC已不再是逻辑判断功能,还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算,顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令,并通过数字式和模拟式的输入输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用微处理器的优点。
可编程控制器对用户来说,是一种无触点设备,改变程序即可改变生产工艺,因此可在初步设计阶段选用可编程控制器,在实施阶段再确定工艺过程。另一方面,从制造生产可编程控制器的厂商角度看,在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器,适合批量生产。由于这些特点,可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎,并得到迅速的发展。目前,可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具,得到了广泛的应用。
PLC的结构及各部分的作用
可编程控制器的结构多种多样,但其组成的一般原理基本相同,都是以微处理器为核心的结构。通常由中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出单元(I/O)、电源和编程器等几个部分组成。
(CPU)
CPU作为整个PLC的核心,起着总指挥的作用。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成。这些电路通常都被封装在一个集成电路的芯片上。CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。CPU的功能有以下一些:从存储器中读取指令,执行指令,取下一条指令,处理中断。
存储器(RAM、ROM)
存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器;存放应用软件的存储器称为用户程序存储器;存放工作数据的存储器称为数据存储器。常用的存储器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序,生成用户数据区,存放在RAM中的用户程序可方便地修改。RAM存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器,可用锂电池做备用电源。掉电时,可有效地保持存储的信息。EPROM、EEPROM都是只读存储器。用这些类型存储器固化系统管理程序和应用程序。
输入输出单元(I/O单元)
I/O单元实际上是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。I/O单元有良好的电隔离和滤波作用。接到PLC输入接口的输入器件是各种开关、按钮、传感器等。PLC的各输出控制器件往往是电磁阀、接触器、继电器,而继电器有交流和直流型,高电压型和低