基于plc步进电机控制系统设计毕业论文

太原理工大学阳泉学院—毕业设计说明书

基于PLC步进电机控制系统的设计

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。

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。本设计将步进电机控制系统用于控制数控机床滑台。

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

I

太原理工大学阳泉学院—毕

太原理工大学阳泉学院—毕业设计说明书

基于PLC步进电机控制系统的设计

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。

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。本设计将步进电机控制系统用于控制数控机床滑台。

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

I

太原理工大学阳泉学院—毕

目录

1绪论 (3)

2步进电机原理及硬件软件设计 (4)

2.1步进电机原理及其控制技术 (4)

2.2总体设计方框图 (7)

2.3设计原理分析 (7)

2.3.1元器件介绍 (7)

2.3.2方案论证 (9)

2.3.3硬件设计 (9)

2.3.4 软件设计 (12)

3结论 (15)

参考文献 (16)

附录1 电路原理图 (17)

附录2 程序清单 (18)

致谢 (21)

.WORD版本.

基于步进电机控制系统的设计

摘要

步进电机是一种进行精确步进运动的机电执行元件，它广泛应用于工业机械的数字控制，为使系统的可靠性、通用性、可维护性以及性价比最优，根据控制系统功能要求及步进电机应用环境，确定了设计系统硬件和软件的功能划分，从而实现了基于8051单片机的四相步进电机的开环控制系统。控制系统通过单片机存储器、Ｉ/O接口、中断、键盘、LED显示器的扩展、步进电机的环形分配器、驱动及保护电路、人机接口电路、中断系统及复位电路、单电压驱动电路等的设计，实现了四相步进电机的正反转，急停等功能。为实现单片机控制步进电机系统在数控机床上的应用，系统设计了两个外部中断，以实现步进电机在某段时间的反复正反转功能，也即数控机床的刀架自动进给运动。随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电

ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 专 科 毕 业 论 文

步进电机控制系统

Stepping motor control system

系（院）名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称：

2013年 5月

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：

使用授权说明

本人完全了解安阳工学

目 录

引言…………………………………………………………………………………………………………………………………………......1 摘要………………………………………………………………………………………………………………………………………………1 第一章绪论…………………………………………………………………………………………………………………………… …….2 一可编程控制器简介………………………………………………………………………………………………………… ……2 1.1可编程控制器的定义………………………………………………………………………………………………………….2 1.2 S7-200 Micro PLC 的概述…………………………………………………………………………………………..……….2 1.3可编程控制器的工作原理………………………………………………………………………………………………….2 1.4编程控制器与其它工业比较……………………………………………………………………………………………….3 二、变频器简介………………………………………………………………………………………………………………………..4

南京邮电大学 毕 业 设 计（论 文）

题 目 专 业 学生姓名班级学号指导教师指导单位

伺服电机控制系统 电气工程及其自动化

zhdong B07050405

自动化学院

2011 年 3 月至2011 年 6月

日期： 目录

目录 ............................................................................................................................................. I 第1章 绪论 ........................................................................................................................- 1 -

1.1 直流伺服电动机发展及现状 .................................................................................- 1 - 1.2直流伺服电动机

摘 要

步进电机作为执行元件是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。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，在各个国民经济领域都有应用。

本文以四相六线步进电机为控制对象，在分析步进电机的特点和工作原理的基础上，选用型号为TS3103TC100-3的步进电机和型号为 EP1K10T100-3的FPGA，来实现基于FPGA技术对步进电机系统的设计和控制。本文提出了用型号为EP1K10T100-3的FPGA为核心的控制方法设计四相步进电机的外围驱动电路控制系统，并利用VHDL语言编写步进电机的控制时序电路，使用四个机械式按键对步进电机进行转速、方向等的控制，实现步进电机的加减速和常速步进角度的控制，步进电机最少转动1.8度。而且系统的可移植性优越，可靠性强。为了实现设计，按照FPGA设计流程进行编写和仿真实现，电路的设计和输入应用了VHDL编程语言，在Quartus II软件上进行了波形仿真，验证了设计的可行性并实现了步进电机的控制。

【关键词】 步进电机、FPGA 、VHDL、仿真

Abstract

Stepper motor as the actuator is one of the key mecha

摘 要

步进电机作为执行元件是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。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，在各个国民经济领域都有应用。

本文以四相六线步进电机为控制对象，在分析步进电机的特点和工作原理的基础上，选用型号为TS3103TC100-3的步进电机和型号为 EP1K10T100-3的FPGA，来实现基于FPGA技术对步进电机系统的设计和控制。本文提出了用型号为EP1K10T100-3的FPGA为核心的控制方法设计四相步进电机的外围驱动电路控制系统，并利用VHDL语言编写步进电机的控制时序电路，使用四个机械式按键对步进电机进行转速、方向等的控制，实现步进电机的加减速和常速步进角度的控制，步进电机最少转动1.8度。而且系统的可移植性优越，可靠性强。为了实现设计，按照FPGA设计流程进行编写和仿真实现，电路的设计和输入应用了VHDL编程语言，在Quartus II软件上进行了波形仿真，验证了设计的可行性并实现了步进电机的控制。

【关键词】 步进电机、FPGA 、VHDL、仿真

Abstract

Stepper motor as the actuator is one of the key mecha

微型计算机课程设计

成绩

课 程 设 计 报 告

设计题目

课程名称

步进电机控 制系统设计 计算机控制技术

姓名 崔彬彬 学号 2008100716

班级 自动化0803 教师 闫高伟

设计日期 2011 年 7 月 11 日

微型计算机课程设计

微型计算机课程设计

微型计算机控制技术设计课程设计报告

步进电机控制系统设计

摘 要

本次课程设计采用TDN-AC/ACS计算机控制技术实验箱中的35BYJ46型四相八拍步进电机为对象，以8088CPU为基础设计计算机控制系统硬件电路即以8088为核心的步进电机控制系统，编写步进电机控制程序，从而实现步进电机的变速运转以及正反向运转。

关键词：8088CPU；步进电机；变速；正反向；

微型计算机课程设计

步进电机控制系统设计

Design Of Control System of Stepping Motor

Abstract

The curriculum design using TDN-AC / ACS computer control technique experimental box type 35BYJ46 four phase eight beat stepper motor as the object, o

基于单片机的步进电机控制系统

设计与实现

摘 要

步进电机是一种纯粹的数字控制电动机，是一种受电脉冲信号控制的无刷式直流电动机，是现代定位驱动装置的核心，广泛应用在机械、电力、纺织、电子、仪表、印刷以及航空航天、船舶、兵器等国防工业等领域。基于单片机的步进电机控制系统具有稳定度高、成本低、控制方便、应用范围广等特点。

本系统是由STC89C52单片机核心处理模块，遥控器命令输入模块，ULN2003及28BYJ-48步进电机组成的电机模块，12864液晶输出模块共同组成的基于单片机的步进电机控制系统。

本设计以载波为38KHZ的红外遥控器作为用户的控制端，它的功能是把用户的命令转换为红外信号。红外信号由TL1838接收，它可以将光信号转换为电信号，并将其发送给微控制器STC89C52。STC89C52对电信号进行相应处理即可获得用户所发出的指令，并依此来控制28BYJ48型四相八拍电机并以12864液晶作为当前状态的显示器。用户可以对步进电机进行加速、减速、正转、反转的控制。本步进电机控制系统具有精度高、运行稳定、控制方便、维护简单、应用范围广等特点。

关键词：STC89C52 12864液晶 步进电机 红外遥