论文
PLC在步进电机控制中的应用
作者任志兵
摘要
在本篇论文中，主要讲述工厂中常用的步进电机用PLC进行控制的方法和应用。
传统的步进电机控制部分一般采用数字集成电路系列中的基本门电路和触发电路组成，随着大规模集成电路的发展，一些厂家开发出专用的集成化电路芯片，由于程序编写的多样性，和软件为厂家加密，不易拷贝和更改，硬件对于环境和温度的要求很高，不利于在条件恶劣的工作环境下运行。
随着PLC的发展，它是集微机技术、自动化技术、通讯技术于一体的通用工业控制装置，它可靠性强、性能价格比高、使用方便，已在工业控制的各个领域里得到了极为广泛的应用，成为工业自动化的一种强有力的工具。
采用PLC通过驱动器来控制步进电机运转是一种理想的技术方案，控制面板采用工业通用的触摸屏，在触摸屏上设定移动的速度、距离、和方向等参数。PLC读入这些设定值后，通过运算产生脉冲、方向信号，控制步进电机的驱动器，达到对距离、速度、方向控制的目的。
关键词：
Abstract
In the tractate , It tell of the PLC control step electric motor ways and application,
Traditionally step electric motor to adopt a basic door within numerical integrated circuit series electric circuit generally into the electrical engineering control part with trigger electric circuit to constitute, along with the development of the large scale integration, some factories develop an appropriative integration to turn the electric circuit chip, because the procedure write of diverse sex, encrypt for the factory house and software, copy and change not easily, the hardware's request toward the environment and the temperature is very high, disadvantage in in the condition the bad work environment descend movement.
Along with the PLC development, it is the in general use industrial control that gathers a tiny machine technique,the automation technique,the communication technique in the integral whole to equip, its credibility is strong,the function price ratio is high,the usage convenience, have already got an extremely extensive application in each realm of the industrial control, become a kind of powerful tool of the industrial automation.
Adopt the PLC passes an actuator to control to tread is a kind of ideal technique project into the electrical engineering operation, the control panel adoption the industrial in general use touch hold, in touching to hold the enactment move of speed,distance,with direction etc. parameter.The PLC passes the operation creation pulse,the direction signal after read into these initial values, controling to tread into the actuator of the electrical engineering, attain to be apart from,speed,direction control of purpose.
Keywords：
目录
第一章概述 (1)
1．1 应用背景 (1)
1.1.1 自动控制发展的趋势 (1)
1.1.2 PLC的特点 (1)
1．2 实际需求 (2)
1.2.1现存状况 (2)
1.2.2发展方向 (3)
1．3 概述 (3)
第二章技术要求 (3)
2．1 控制部分要求 (3)
2．2 步进电机参数要求 (4)
第三章工作原理 (5)
3．1 步进电机 (5)
3.1.1 步进电机的控制方式 (5)
3.1.2 反应式步进电机原理 (5)
3.1.3 速度调节 (6)
3.1.4 步进电机的静态指标 (6)
3.1.5步进电机的动态指标 (6)
3.2 PLC的结构组成及工作原理 (7)
3.2.1 PLC的组成 (7)
3.2.2 PLC的循环扫描工作过程 (9)
3.2.3 I/O映象区 (11)
3.2.4 晶体管型开关量输出模块 (12)
3.3 触摸屏 (13)
3.3.1 触摸屏原理 (13)
3.3.2 触摸屏的画面设置与切换 (13)
第四章电路设计与实现 (14)
4.1 PLC控制步进电机的实现 (14)
4.1.1 系统图 (14)
4.1.2触摸屏电路连接与画面设定： (14)
4.1.3 PLC控制的方式 (16)
4.1.4 PLC控制步进电机的实现 (17)
4.1.5 步进电机驱动器的控制 (20)
结束语 (22)
致谢 (23)
第一章概述
1．1 应用背景
1.1.1 自动控制发展的趋势
可编程序控制器（Programmable Logic Controller）,简称PLC。它采用微处理器为中央处理单元，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，目前已被广泛地应用到工业生产的各个领域,并与CAD/CAM、机器人技术一起被称为当代工业自动化的三大支柱之一。
1.1.2 PLC的特点
⑴灵活与通用
在PLC出现以前,机械控制及工业生产控制是用继电器和单板机实现的，在一个复杂的控制系统中，可能要使用大量的继电器和控制板，整个系统是根据设计好的工艺，通过人工布线、焊接、固定等手段完成，工作量很大。如果工艺稍许改变，需改变原先的整个电气控制系统配线，耗费大量的人力、物力和时间。而PLC是通过储存在存储器中的程序实现控制功能的，如果工艺改变的话，只需修改程序及少量接线即可。
⑵可靠性、抗干扰能力强
PLC采用微电子技术，大量的动作由无触点的半导体电路来完成，因此不会出现接电器控制系统的接线老化、脱焊、触点电弧等现象。在硬件方面对电源变压器、CPU、及输入电路采用屏蔽和滤波以适应电网的波动和过电压、欠电压的影响，在CPU和I/O电路之间，采用光电隔离措施，减少故障和误动作。在软件方面，监控程序定期检测外界环境，如掉电、欠电压、电池电压过低及强干扰型号等，当检测到故障时，立即储存现有状态，并报警，一旦外界环境正常后，便可恢复到故障发生前的状态，保证信息不丢失。因此被称为“专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机。
⑶编程简单、使用方便
PLC采用梯形图作为主要编程语言。梯形图是一种面向用户的编程语言，它的表达方式类似与继电器控制系统电路图，具有形象直观、易学易懂的特点。PLC 的输入输出接口已经做好，可直接与控制现场的用户设备直接连接，使用很方便。
⑷功能强大
为了实现与工业生产过程控制的各种工业现场设备的相互连接，PLC除具有普通计算机的基本部分（如CPU、储存器）外，还有丰富的I/O接口模块。对不同的工业现场信号（交流或直流、开关量或模拟量、电压或电流、脉冲或电位、强电或弱电等），设计有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备（按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀等）直接连接。另外，为了提高系统的灵活性，许多PLC还有多种人－机对话的接口模块，为了组成工业局域网络，还有多种通讯联网接口模块等。
⑸接线简单，维修方便
PLC的接线只需将输入和输出设备进行连线即可投入运行，工作量极少。PLC的各种模块上都有运行和故障指是，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块有故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。
⑹体积小，重量轻、易于实现机电一体化
由于PC采用半导体集成电路，因此具有体积小，重量轻、功耗低的特点。且PLC是专为工业控制而设计的专用计算机，其结构紧凑、坚固耐用，并由于具备很强的可靠性和抗干扰能力，使之易于装入机械设备内部，因而成为实现机电一体化十分理想的控制设备。
1．2 实际需求
1.2.1现存状况
传统的步进电机控制部分一般采用数字集成电路系列中的基本门电路和触发电路组成，随着大规模集成电路的发展，一些厂家开发出专用的集成化电路芯片，由于程序编写的多样性，和软件为厂家加密，不易拷贝和更改，硬件对于环境和温度的要求很高，不利于在条件恶劣的工作环境下运行。