三菱小型plc步进电机控制系统
摘 要此设计是一种基于PLC的步进电机控制系统,?通过斜坡信号指令将步进电机的脉冲量转化为直线位移,?进而实现脉冲数转变成在滚珠丝杆上的移动距离，实现脉冲数和步进电机的工作距离的转变。该系统还能将步进电机的斜坡信号当做步进电机的加速度。给予步进电机不同的上升（下降）的速度。该系统结构相对简单、性能稳定、成效明显，并且拥有很高的经济价值,能够达到毫米级精确位移的使用需求，少有失调。?
目 录
第一章 绪论 1
1.1 设计背景 1
1.2 系统设计的任务 1
1.3 本章小结 2
第二章 步进电机及PLC简介 3
2.1步进电机简介 3
2.1.1步进电机的基本分类 3
2.1.2步进电机主要特点 3
2.1.3步进电机在工业控制领域的主要应用 3
2.2PLC简介 4
2.2.1PLC主要有以下六大特点。 4
2.2.2可编程序控制器的分类 5
2.2.3可编程序控制器的功能 5
2.3本章小结 5
第三章 PLC控制步进电机工作方式的选择 6
3.1步进电机控制原理 6
3.1.1控制步进电机换向顺序 6
3.1.2控制步进电机的速度 6
3.2?PLC控制步进电机的设计思路 6
3.2.1硬件控制硬件的结构组成 6
3.2.2 软件控制软件的结构组成 7
3.2.3软件控制硬件的结构组成 7
第四章 设计中所涉及到的硬件系统 9
4.1 硬件连接设计图 9
4.2 本设计中所用的三菱FX3U48mt 10
4.3 脉冲分配器 11
4.3.1输入输出端说明 12
4.3.2 拨码设定细分、电流 13
4.4 电流转换器 14
4.5 西门子触摸屏 14
4.5.1优点 14
4.5.2Win CC flexible 15
第五章 设计中所涉及到的软件系统 17
5.1三菱
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
PLC编程软件 GX Works2 17
5.2西门子编程软件Win CC flexible Standard 18
第六章 程序设计 19
6.1 程序 19
6.2 触摸屏 20
结论 26
致谢 27
参考文献 28
第一章 绪?论
1.1 设计背景
步进电机是除了直流电动机，交流电动机之外，最常用的一种电动机。传统电动机是把电能转换成机械能，在自动机高度发展的今天，传统电动机的功能有点太单一了，不能满足现在我们工厂自动化和办公自动机等实现各种运动轨控制系统的要求。为了适应这些时代赋予的要求，我们发展了一系列新的具备很多控制性能的电动机系统。其中最有自己特色的，并且别现在的社会和工业认知的，被广泛应用的就是我们今天要谈的步进电动机了。
步进电动机的发展与计算机系统，工业系统拥有很密切的关联。步进电动机替代了计算机外接的设备中那些小型的直流电动机以后，使计算机外围设备的性能明显提高了，对于步进电机会是增强的另一个方向。另一个层次，微型计算机和数字控制系统的发展，又将步进电机推广到别的领域内。
1.2 系统设计的任务
步进电动机可以通过改变输出脉冲的数量，能够实现步进电动机的启动，停止，正反转等等，并且我们会拥有很高的精度，很小的误差，因而步进电动机得到了比较广泛的使用。步进电动机是一种把电脉冲信号换算成直线位移的执行元件。步进电机拥有定位精度很高，没有积累的误差，简单就能控制等特点，它现在是运动控制方面现在处于很突出，利用率很高的执行元件之一了。
随着小型电子行业的突出提升，计算机的程序应用，计算机的能力越来越强。，越来越需要步进电机与之相互合作，在各个行业都能使用到。现在PLC是工业上通过计算机控制，达到模块化，灵活化，处理速度高速化，处理现场数据的能力优越化，高效化，网络化，控制的方便性强，能够更加充分的达到工业环境的要求的性能下，简单易懂，操作便捷，可靠性高，目前运用很广泛的控制装置。
我们今天运用的步进电机规格为1.8°/3A ,这个意思是我们电动机给予的一个脉冲，步进电动机就会走它相应的度数，让我们换算一下，就是说明，我们让步进电动机旋转一周360°，需要我们给予步进电机200个脉冲。而步进电动机的输入电流大小是3A，这得让我们确定步进电动机带动起来所需要的电能大小。本设计是采用是FX3U48MT控制步进电机，通过三菱PLC软件设计脉冲频率来控制步进电机的运行速度，通过加减频率来控制步进动机的转速。围绕这两个主要方面，可提出具体的控制要求如下:
1）可正转运行或反转运行；
2）系统上电后，赋一个初始速度值；
3）步进速度可手动变速；
1.3 本章小结
本章阐述了此次设计的背景，即步进电机的发展状况，和步进电机在工业自动化生产中的重大作用。提出了本次设计的设计任务，用PLC控制步进电机以不同的方式运行。
第二章 步进电机及PLC简介
2.1步进电机简介
步进电动机是将电脉冲信号转换成角位移和线位移的开环控制元步进电机件。简单的说：就是把一个信号给了步进电动机，它就驱动步进电机按着前面规定的的方向转动一个固定的角度。但是，步进电机的工作方式，工作原理和其他的电动机还是不一样的，它很特殊，拥有别的电机没有的那么多特性。目前，步进电机比起以前，朝着更加的小巧，高效，价格低廉的方向发展。
2.1.1?步进电机的基本分类
步进电动机按照它们各自的工作类型不一样，分成三种基本类型。永磁式步进电机由于转子所携带的磁极被线圈组成的绕组不同，产生相应的角度值。线圈所形成的相序越多，那么这个步进电动机所能产生的步进角也是更多的。这种步进电机的电机消耗很低，成本价值也比较低，启动步进电机的产生的频率也很低，永磁式步进电机的工作频率也很低。反应式步进电机，定、转子之间的相互位置的转换，达到引起磁路磁组变化产生转矩，它的步进角在1°~15°，甚至更小，精度能够达到标准，启动和工作的频率变的很高，但是功率较大，效率很低。最后的永磁感应式步进电机又称混合式步进电动机，这种步进电动机既能实现转子是磁铁制成，能够达到轴在旋转过程中，和磁极进行相互的反应，这就兼有两者的能力：精度很高，转矩大，步进角度小。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 设计背景 1
1.2 系统设计的任务 1
1.3 本章小结 2
第二章 步进电机及PLC简介 3
2.1步进电机简介 3
2.1.1步进电机的基本分类 3
2.1.2步进电机主要特点 3
2.1.3步进电机在工业控制领域的主要应用 3
2.2PLC简介 4
2.2.1PLC主要有以下六大特点。 4
2.2.2可编程序控制器的分类 5
2.2.3可编程序控制器的功能 5
2.3本章小结 5
第三章 PLC控制步进电机工作方式的选择 6
3.1步进电机控制原理 6
3.1.1控制步进电机换向顺序 6
3.1.2控制步进电机的速度 6
3.2?PLC控制步进电机的设计思路 6
3.2.1硬件控制硬件的结构组成 6
3.2.2 软件控制软件的结构组成 7
3.2.3软件控制硬件的结构组成 7
第四章 设计中所涉及到的硬件系统 9
4.1 硬件连接设计图 9
4.2 本设计中所用的三菱FX3U48mt 10
4.3 脉冲分配器 11
4.3.1输入输出端说明 12
4.3.2 拨码设定细分、电流 13
4.4 电流转换器 14
4.5 西门子触摸屏 14
4.5.1优点 14
4.5.2Win CC flexible 15
第五章 设计中所涉及到的软件系统 17
5.1三菱
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
PLC编程软件 GX Works2 17
5.2西门子编程软件Win CC flexible Standard 18
第六章 程序设计 19
6.1 程序 19
6.2 触摸屏 20
结论 26
致谢 27
参考文献 28
第一章 绪?论
1.1 设计背景
步进电机是除了直流电动机，交流电动机之外，最常用的一种电动机。传统电动机是把电能转换成机械能，在自动机高度发展的今天，传统电动机的功能有点太单一了，不能满足现在我们工厂自动化和办公自动机等实现各种运动轨控制系统的要求。为了适应这些时代赋予的要求，我们发展了一系列新的具备很多控制性能的电动机系统。其中最有自己特色的，并且别现在的社会和工业认知的，被广泛应用的就是我们今天要谈的步进电动机了。
步进电动机的发展与计算机系统，工业系统拥有很密切的关联。步进电动机替代了计算机外接的设备中那些小型的直流电动机以后，使计算机外围设备的性能明显提高了，对于步进电机会是增强的另一个方向。另一个层次，微型计算机和数字控制系统的发展，又将步进电机推广到别的领域内。
1.2 系统设计的任务
步进电动机可以通过改变输出脉冲的数量，能够实现步进电动机的启动，停止，正反转等等，并且我们会拥有很高的精度，很小的误差，因而步进电动机得到了比较广泛的使用。步进电动机是一种把电脉冲信号换算成直线位移的执行元件。步进电机拥有定位精度很高，没有积累的误差，简单就能控制等特点，它现在是运动控制方面现在处于很突出，利用率很高的执行元件之一了。
随着小型电子行业的突出提升，计算机的程序应用，计算机的能力越来越强。，越来越需要步进电机与之相互合作，在各个行业都能使用到。现在PLC是工业上通过计算机控制，达到模块化，灵活化，处理速度高速化，处理现场数据的能力优越化，高效化，网络化，控制的方便性强，能够更加充分的达到工业环境的要求的性能下，简单易懂，操作便捷，可靠性高，目前运用很广泛的控制装置。
我们今天运用的步进电机规格为1.8°/3A ,这个意思是我们电动机给予的一个脉冲，步进电动机就会走它相应的度数，让我们换算一下，就是说明，我们让步进电动机旋转一周360°，需要我们给予步进电机200个脉冲。而步进电动机的输入电流大小是3A，这得让我们确定步进电动机带动起来所需要的电能大小。本设计是采用是FX3U48MT控制步进电机，通过三菱PLC软件设计脉冲频率来控制步进电机的运行速度，通过加减频率来控制步进动机的转速。围绕这两个主要方面，可提出具体的控制要求如下:
1）可正转运行或反转运行；
2）系统上电后，赋一个初始速度值；
3）步进速度可手动变速；
1.3 本章小结
本章阐述了此次设计的背景，即步进电机的发展状况，和步进电机在工业自动化生产中的重大作用。提出了本次设计的设计任务，用PLC控制步进电机以不同的方式运行。
第二章 步进电机及PLC简介
2.1步进电机简介
步进电动机是将电脉冲信号转换成角位移和线位移的开环控制元步进电机件。简单的说：就是把一个信号给了步进电动机，它就驱动步进电机按着前面规定的的方向转动一个固定的角度。但是，步进电机的工作方式，工作原理和其他的电动机还是不一样的，它很特殊，拥有别的电机没有的那么多特性。目前，步进电机比起以前，朝着更加的小巧，高效，价格低廉的方向发展。
2.1.1?步进电机的基本分类
步进电动机按照它们各自的工作类型不一样，分成三种基本类型。永磁式步进电机由于转子所携带的磁极被线圈组成的绕组不同，产生相应的角度值。线圈所形成的相序越多，那么这个步进电动机所能产生的步进角也是更多的。这种步进电机的电机消耗很低，成本价值也比较低，启动步进电机的产生的频率也很低，永磁式步进电机的工作频率也很低。反应式步进电机，定、转子之间的相互位置的转换，达到引起磁路磁组变化产生转矩，它的步进角在1°~15°，甚至更小，精度能够达到标准，启动和工作的频率变的很高，但是功率较大，效率很低。最后的永磁感应式步进电机又称混合式步进电动机，这种步进电动机既能实现转子是磁铁制成，能够达到轴在旋转过程中，和磁极进行相互的反应，这就兼有两者的能力：精度很高，转矩大，步进角度小。
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