基于plc步进电机控制系统设计需要解决的问题

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

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

介绍了步进电机的工作原理及特性, 重点阐述了步进电机的PLC 控制系统的原理, 并对基于位控模块EM253 和触摸屏的步进电机控制系统的设计方法作了详细的论述

基于PLC和触摸屏的步进电机控制系统的设计

江华生,欧阳玉霞,曾延波

(嘉兴学院生物与化学工程学院,浙江嘉兴314001)

DesignoftheControlSystemofStepMotorBasedonPLCandTouchScreen

JIANGHua sheng,OUYANGYu xia,ZENGYan bo

(SchoolofBiologicalandChemicalEngineering,JiaxingCollege,Jiaxing314001,China)

摘要:介绍了步进电机的工作原理及特性,重点阐述了步进电机的PLC控制系统的原理,并对基于

位控模块EM253和触摸屏的步进电机控制系统的设计方法作了详细的论述.

关键词:步进电机;PLC;EM253;触摸屏中图分类号:TP273文献标识码:A

文章编号:1001 2257(2008)10 0075 03Abstract:Thepaperpresentstheworkingprinciplesandbasicchara

计算机控制技术课程设计报告

《基于Proteus的步进电机控制系统仿真设计》

专业及班级 ______ 09自动化（1）班 _________ 姓 名_____ 吴红 田坤 王林 指导 老师_______ 丁 健______________ 完成 时间_______ _ 2012-6-17__________________

基于protues的步进电机控制系统设计

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、步进电机的环形分频器、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

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

毕业设计论文

论文题目：基于单片机的步进电机控制电路板设计

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。

步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，步进电机控制系统主要由步进控制器,功率放大器及步进电机等组成。采用单片机控制,用软件代替上述步进控制器,使得线路简单,成本低,可靠性大大增加。软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁序列来控制各种步进电机的运行方式。

本设计是采用AT89C51单片机对步进电机的控制，通过IO口输出的时序方波作为步进电机的控制信号，信号经过芯片ULN2003驱动步进电机；同时，用 4个按键来对电机的状态进行控制，并用数码管动态显示电机的转速。

系统由硬件设计和软件设计两部分组成。其中，硬件设计包括AT89C51单片机的最小系统、电源模块、键盘控制模块、步进电机驱动（集成达林顿ULN2003）模块、数码显示（SM420361K数码管）模块、测速模

基于单片机的步进电机控制电路板设计

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。

步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，步进电机控制系统主要由步进控制器,功率放大器及步进电机等组成。采用单片机控制,用软件代替上述步进控制器,使得线路简单,成本低,可靠性大大增加。软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁序列来控制各种步进电机的运行方式。

本设计是采用AT89C51单片机对步进电机的控制，通过IO口输出的时序方波作为步进电机的控制信号，信号经过芯片ULN2003驱动步进电机；同时，用 4个按键来对电机的状态进行控制，并用数码管动态显示电机的转速。

系统由硬件设计和软件设计两部分组成。其中，硬件设计包括AT89C51单片机的最小系统、电源模块、键盘控制模块、步进电机驱动（集成达林顿ULN2003）模块、数码显示（SM420361K数码管）模块、测速模块（含霍尔片UGN302

基于单片机的步进电机控制电路板设计

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。

步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，步进电机控制系统主要由步进控制器,功率放大器及步进电机等组成。采用单片机控制,用软件代替上述步进控制器,使得线路简单,成本低,可靠性大大增加。软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁序列来控制各种步进电机的运行方式。

本设计是采用AT89C51单片机对步进电机的控制，通过IO口输出的时序方波作为步进电机的控制信号，信号经过芯片ULN2003驱动步进电机；同时，用 4个按键来对电机的状态进行控制，并用数码管动态显示电机的转速。

系统由硬件设计和软件设计两部分组成。其中，硬件设计包括AT89C51单片机的最小系统、电源模块、键盘控制模块、步进电机驱动（集成达林顿ULN2003）模块、数码显示（SM420361K数码管）模块、测速模块（含霍尔片UGN302