五相步进电机的模拟控制

目录
1、 系统简介 ............................................. 2 1.1 步进电动机简介 .................................... 2 1.2 PLC 系统概述....................................... 3
2、系统设计 .............................................. 5 2.1 控制要求 .......................................... 5 2.2 I/O 地址分配....................................... 6 2.3 PLC 选型 .......................................... 6 2.4 西门子 PLC 应用中需要注意的问题 ..................... 6 2.5 西门子 PLC 控制步进电机............................. 7
3、程序设计 .............................................. 8 3.1 五相步进电机控制梯形图 ............................ 8 3.2 五相步进电机控制语句表............................. 9
4、总结 .................................................. 9

题目：五相步进电机的模拟控制
1、 系统简介
1.1 步进电动机简介
步进电动机是一种将数字脉冲信号转换成机械角位移或者线位移的数模转 换元件。在经历了一个大的发展阶段后，日前其发展趋向平缓。然而，其基本原 理是不变的，即：是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件，每 当对其施加一个电脉冲时，其输出转过一个固定的角度。步进电机的输出位移量 与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正 比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的脉冲顺序有关。所以只要控制指 令脉冲的数量、频率及电机绕组通电的顺序，便可控制步进电机的输出位移量、 速度和转向。步进电机的机理是基于最基本的电磁铁作用，可简单地定义为，根 据输人的脉冲信号，每改变一次励磁状态就前进一定角度或长度，若不改变励磁 状态则保持一定位置而静止的电动机:从广义上讲，步进电动机是一种受电脉冲 信号控制的无刷式直流电机，也可看作是在一定频率范围内转速与控制脉冲频率 同步的同步电动机。
步进电机的控制和驱动方法很多，按照使用的控制装置来分可以分为:普通 集成电路控制、单片机控制、工业控制机控制、可编程控制器控制等几种。
步进电机的分类： 1）永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为 7.5 度或 15 度。 2）反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为 1.5 度， 但噪声和振动都很大。 3）混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点，它又分为两相和五 相。两相步进角一般分为 1.8 度而五相步进角一般为 0.72 度，这种步进电机的 应用最为广泛。 步进电机主要特点： 1）一般步进电机的精度为步进角的 3-5%，且不累积。 2）步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点，步进 电机温度过高时会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此 电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性 材料的退磁点都在摄氏 130 度以上，有的甚至高达摄氏 200 度以上，所以步进电
2

机外表温度在摄氏 80-90 度完全正常。 3）步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相
绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下， 电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。
4）步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有 啸叫声。
步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正 常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步 或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉 冲频率应有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频[4]。
步进电机在工业控制领域的主要应用： 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 家电产品中，例如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、机械手臂和录像机等。另 外步进电机也广泛应用于各种工业自动化系统中。由于通过控制脉冲个数可以很 方便的控制步进电机转过的角位移，且步进电机的误差不积累，可以达到准确定 位的目的。还可以通过控制频率很方便的改变步进电机的转速和加速度，达到任 意调速的目的，因此步进电机可以广泛的应用于各种开环控制系统中。
1.2 PLC 系统概述
可编程控制器(简称 PLC) 是种数字运算操作的电子系统。它采用可编程序 的存储器，其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、计数和算术运算等操作指令， 并通过数字的、模拟的输入和输出，控各种类型的机械或生产过程。可编程序控 制器及其有关设备，都是按易于与工业控制系统形成一体、易于扩充其功能的原 则设计的。PLC 自产生至今只有 30 多年的历史，却得到了迅速发展和广泛应用， 成为当代工业自动化的主要支柱之一。产生和发展过程现代社会要求生产厂家对 市场的需求做出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量 的产品。老式的继电器控制系统已无法满足这一要求，迫使人们去寻找一种新的 控制装置取而代之。
PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机 相同:
1）中央处理单元(CPU)是 PLC 的控制中枢。它按照 PLC 系统程序赋予的功能 接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O 以及警戒 定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当 PLC 投入运行时，首先它以 扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入 I/O 映象区，然后从 用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或
3

算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之 后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装 置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高 PLC 的可靠性，近年来对大型 PLC 还采用双 CPU 构成冗余系 统，或采用三 CPU 的表决式系统。这样，即使某个 CPU 出现故障，整个系统仍能 正常运行。
2）存储器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。
图 1-1：PLC 的系统组成
PLC 技术在步进电机控制中的应用： 随着微电子技术和计算机技术的发展，可编程序控制器有了突飞猛进的发 展，其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围。继续沿着小型化的方向发 展。随着电动机本身应用领域的拓宽以及各类整机的不断小型化，要求与之配套 的电动机也必须越来越小。对电动机进行综合设计。即把转子位置传感器，减速 齿轮等和电动机本体综合设计在一起，这样使其能方便地组成一个闭环系统，因 而具有更加优越的控制性。向五相和三相电动机方向发展，目前广泛应用的二相 和四相电动机，其振动和噪声较大，而五相和三相电动机具有优势性。而就这两 种电动机而言，五相电动机的驱动电路比三相电动机复杂，因此三相电动机系统 的性能价格比要比五相电动机更好一些。 目前利用可编程序控制器（即 PLC 技术）可以方便地实现对电机速度和位置 的控制，方便地进行各种步进电机的操作，完成各种复杂的工作，它代表了先进 的工业自动化革命，加速了机电一体化的实现。 用 PLC 对步进电机也具有良好的控制能力，利用其高速脉冲输出功能或运动 控制功能，现对步进电机的控制。 步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件，每当对
4

其施加一个电脉冲时，其输出轴便转过一个固定的角度。步进电机的输出位移量 与输入脉冲个数成正比，其转速与单位时间内输入的脉冲数(即脉冲频率)成正 比，其转向与脉冲分配到步进电机的各相绕组的相序有关。所以只要控制指令脉 冲的数量、频率及电机绕组通电的相序，便可控制步进电机的输出位移量、速度 和转向。PLC 直接控制步进电机系统由 PLC 和步进电机组成，PLC 具有实时刷新 技术，输出信号的频率可以达到数千赫兹或更高，使得脉冲分配能有很高的分配 速度，充分利用步进电机的速度响应能力，提高整个系统的快速性。并且，PLC 有采用大功率晶体管的输出端口，能够满足步进电机各相绕组数 10V 级脉冲电 压、1A 级脉冲电流的驱动要求。
有以上步进电机的工作原理以及工作方式我们可以看出：控制步进电机最重 要的就是要产生出符合要求的控制脉冲。西门子 PLC 本身带有高速脉冲计数器和 高速脉冲发生器，其发出的频率最大为 10KHz，能够满足步进电动机的要求。对 PLC 提出两个特性要求。一是在此应用的 PLC 最好是具有实时刷新技术的 PLC， 使输出信号的频率可以达到数千赫芝或更高。其目的是使脉冲能有较高的分配速 度，充分利用步进电机的速度响应能力，提高整个系统的快速性。二是 PLC 本身 的输出端口应该采用大功率晶体管，以满足步进电机各相绕组数十伏脉冲电压、 数安培脉冲电流的驱动要求。如图 1-2 所示：
输入信号
PLC
步进电机
2、系统设计
图 1-2 步进电机的 PLC 直接控制
2.1 控制要求
A
按下启动按钮 SB1,A 相通电（A 亮）→B 相
通电（B 亮）→C 相通电（C 亮）→D 相通电（D
亮）→E 相通电（E 亮）→A→AB→B→BC→C E
B
→CD→D→DE→E→EA→A→B 循环下去。按下
停止按扭 SB2，所有操作都停止需重新起动。
D
C
图 2-1：五相步进电机控制示意图
5

2.2 I/O 地址分配
I/O 地址分配： 输入
I0.0
起动按钮
I0.1
停止按钮
Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
输出 控制 A 相绕组 控制 B 相绕组 控制 C 相绕组 控制 D 相绕组 控制 E 相绕组
2.3 PLC 选型
控制步进电机最重要的就是要产生出符合要求的控制脉冲。西门子 PLC 本身 带有高速脉冲计数器和高速脉冲发生器，其发出的频率最大为 10KHz，能够满足 步进电动机的要求。对 PLC 提出两个特性要求。一是在此应用的 PLC 最好是具有 实时刷新技术的 PLC，使输出信号的频率可以达到数千赫芝或更高。其目的是使 脉冲能有较高的分配速度，充分利用步进电机的速度响应能力，提高整个系统的 快速性。二是 PLC 本身的输出端口应该采用大功率晶体管，以满足步进电机各相 绕组数十伏脉冲电压、数安培脉冲电流的驱动要求。
S7-200 系列 PLC 是西门子公司生产的一种小型 PLC，其许多功能达到了大 中型 PLC 的水平，而价格却和小型 PLC 接近。特别是 S7-200CPU 系列 PLC，它 具有多种功能模块和人机界面可供选择，便于系统的集成，并很容易地组成 PLC 网络；此外，它还具有功能齐全的编程和工业控制组态软件，使得 S7-200 系列 PLC 在完成控制系统的设计时更加简单，几乎可以完成任何功能的控制任务。
S7-200 系列的 PLC 按 CPU 模块 I/O 点数的多少和效能分为：CPU221、 CPU222、CPU224、CPU224XP 和 CPU226，以下是这 5 种 CPU 的功能对比。
通过以上 S7-200 系列的 PLC 的对比，结合本次设计系统，选用 CPU224 以 上的 PLC 就可以满足设计要求。
2.4 西门子 PLC 应用中需要注意的问题
1）温度：PLC 要求环境温度在 0 ℃～55 ℃，安装时不能放在发热量大的 元件下面，四周通风散热的空间应足够大。
6

2）湿度：为了保证 PLC 的绝缘性能，空气的相对湿度应小于 85%( 无露 珠) 。
3）震动：应使 PLC 远离强烈的震动源，防止振动频率为 10 Hz～55Hz 的 频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震 胶等。
4）空气：避免有腐蚀和易燃的气体，如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有 较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将 PLC 安装在封闭性较好的控制室或控制柜 中。
5）电源：PLC 对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求 很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减 少设备与地之间的干扰。一般 PLC 都有直流 24 V 输出提供给输入端，当输入 端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。普通的整流滤波电源，由于纹波 的影响，容易使 PLC 接收到错误信息
2.5 西门子 PLC 控制步进电机
由以上步进电机的工作原理以及工作方式我们可以看出： 控制步进电机最重要的就是要产生出符合要求的控制脉冲。西门子 PLC 本身 带有高速脉冲计数器和高速脉冲发生器，其发出的频率最大为 10KHz，能够满足 步进电动机的要求。对 PLC 提出两个特性要求。一是在此应用的 PLC 最好是具有 实时刷新技术的 PLC，使输出信号的频率可以达到数千赫芝或更高。其目的是使 脉冲能有较高的分配速度，充分利用步进电机的速度响应能力，提高整个系统的 快速性。二是 PLC 本身的输出端口应该采用大功率晶体管，以满足步进电机各相 绕组数十伏脉冲电压、数安培脉冲电流的驱动要求。 对输入电机的相关脉冲控制，从而达到对步进电机三相绕组的 48V 直流电源 的依次通、断，形成旋转磁场，使步进电机转动。
图 2-2：PLC 的运行示意图
7

3、程序设计 3.1 五相步进电机控制梯形图
I0.0
I0.1
M0.1
M0.1
M0.0
M0.1
T37
IN
TON
+20 PT
T37 M0.1
M1.0 M0.2 M11.7
M0.0
M10.1 M10.6
M0.0
T38
IN
TON
+30 PT
T38
M1.0
M10.0
T39
IN
TON
+20 PT
T39
M0.2
SHRB EN ENO
M10.0 DATA M10.1 S_BIT
+15 N
Q0.1
M10.7 M11.7
M10.2 M10.7 M11.0 M11.1 M10.3 M11.1 M11.2 M11.3 M10.4 M11.3 M11.4 M11.5 M10.5 M11.5 M11.6 M11.7 I0.1
Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
M10.1 R 15
8

3.2 五相步进电机控制语句表
1 LD
I0.0 19 TON T39，+20 35 O
M11.1
2O
M0.1 20 AN
T39
36 O
M11.2
3A
I0.1 21 =
M0.2
37 O
M11.3
4=
M0.1 22 LD
M0.0
38 =
Q0.3
5 LD 6 AN
M0.1 M0.0
M10.0， 39 LD 23 SHRB
M10.1，+15 40 O
M10.4 M11.3
7 TON T37，+20 24 LD
M10.1 41 O
M11.4
8 LD
T37 25 O
M10.6 42 O
M11.5
9=
M0.0 26 O
M10.7 43 =
Q0.4
10 LD
M0.1 27 O
M11.7 44 LD M10.5
11 TON T38，+30 28 =
Q0.1
45 O
M11.5
12 AN
T38 29 LD
M10.2 46 O
M11.6
13 =
M1.0 30 O
M10.7 47 O
M11.7
15 LD
M1.0 31 O
M11.0 48 =
Q0.5
16 O
M0.2 32 O
M11.1 49 LDN I0.1
17 =
M10.0 33 =
Q0.2
50 R M10.1，15
18 LD
M11.7 34 LD
M10.3
4、总结
由于平时上课都是在学 PLC 的理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的 时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并参考 PLC 实验，PLC 的程序很 容易从学过的实验程序中改出来。
通过这次实践。我意识 PLC 并不是一门单一的编程技术，它是一门系统专 业课程。PLC 可以广义的认为是一台背嵌入操作系统的高可靠性 PC 机。首先需 要精深 PLC 本身的编程语言梯形图、语句表语言。在这个水平只能读懂编好的 程序，并可以设计一些简单的程序。在一些大型工程实践中还需要用到数据库的 知识。PLC 入门很容易，但要精通需要很大的努力。
由于课时有限，所有的知识并不能完全讲完，即使讲完，也不一定能够接受。 俗话说：“授人以鱼，不如授人以渔”，建议老师教授我们一些自学的方法，比如 参考 s7-200 手册等。
9

五相十拍步进电动机控制程序

摘要 本论文主要阐述了五相十拍步进电动机控制领域中的应用，其中可编程控制器是工业自动化设备的主导产品，具有控制功能强，可靠性高，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点，其工作原理，设计和使用方法为电气和机电类专业必修课程的学习内容。 本设计涉及的内容有：步进电动机的硬件驱动过程、五相十拍步进电动机的PLC软件实现等。通过对硬件软件的结合，从而实现电动机的正反转控制。PLC是现代工业自动控制的一种通用计算机,但其工作方式与微机控制系统不同，与继电接触器控制系统也有本质的不同。PLC应用系统设计包括硬件设计和软件设计两个方面。 关键词：步进电动机;PLC软件设计;PLC硬件设计 目录 1 绪论 (2) 1.1可编程控制器 (2) 1.1.1 PLC的工作原理 (2) 1.1.2可编程序控制器的组成 (2) 1.1.3可编程序控制器的特点 (3) 1.1.4可编程控制器的应用 (4) 1.2步进电动机 (5) 1.2.1 步进电机概述 (5) 1.2.2步进电动机的特点 (5) 1.2.3 步进电动机的基本原理及步距角的计算 (5) 1.2.4 步进电动机的动态指标及术语 (6) 2 软件设计 (7) 2.1西门子S7-200介绍 (7) 2.1.1 CPU22X型的选择 (8) 2.1.2 S7-200元件的介绍 (8) 2.2五相十拍步进电动机的PLC设计过程 (10) 2.2.1 五相十拍步进电动机的控制要求 (10) 2.2.2 PLC外部接线图 (11) 2.2.3 I/O地址分配表 (11) 2.2.4 程序设计 (12) 3 硬件设计 (15) 3.1环形分配器 (17) 3.2功率放大器 (18) 结束语 (19) 参考文献 (19)

相与五相86系列步进电机的差异

步进电机主要是依相数来做分类，而其中又以二相、五相步进电机为目前市场上所广泛采用。二相步进电机每转最细可分割为400等分，五相则可分割为1000等分，所以表现出来的特性以五相步进电机较佳、加减速时间较短、动态惯性较低。 二相/五相步进电机差异比较8个主极；4相(2相)4极线圈10个主极；5相2极线圈分解能1.8°/0.9°（200、400分割/圈）0.72°/0.36°（500、1000分割/圈）较二相步进电机高出2.5倍分解能。振动性100-200PPS之间为低速共振领域，振动较大无显著共振点低振动速度—转矩特性于速度上不及五相步进电机高速度、高转矩步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 3.6°、1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72

°、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGERLAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。 交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为 1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 二、低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。

步进电动机的工作原理与特点

步进电动机的工作原理及特点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。 1 步进电机概述 步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo，其应用发展已有约80年的历史。步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机，其位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。步进电机在结构上也是由定子和转子组成，可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场，该矢量场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一着该磁场旋转一个角度。因此，控制电机转子旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场。每来一个脉冲电压，转子就旋转一个步距角，称为一步。根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕组的电流轮流切换，在供给连续脉冲时，就能一步一步地连续转动，从而使电机旋转。步进电机每转一周的步数相同，在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，同时步进电机只有周期性的误差而无累积误差，精度高，步进电动机可以在宽广的频率围通过改变脉冲频率来实现调速、快速起停、正反转控制等，这是步进电动机最突出的优点[1]。 正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时，电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入，所以特别适合于微机控制。 2国外的研究概况 步进电机是国外发明的。中国在文化大革命中已经生产和应用，例如、、、、都生产，而且都在各行业使用，驱动电路所有半导体器件都是完全国产化的，当时是全分立元器件构成的逻辑运算电路，还有电容耦合输入的计数器，触发器，环形分配器。国外在大功率的工业设备驱动上，目前基本不使用大扭矩步进电动机，因为从驱动电路的成本，效率，噪音，加速度，绝对速度，系统惯量与最大扭矩比来比较，比较不划算，还是用直流电动机，加电动机编码器整体技术和经济指标高。一些少数高级的应用，就用空心转杯电机，交流电机。国外在小功率的场合，还使用步进电机，例如一些工业器材，工业生产装备，打印机，复印件，速印机，银行自动柜员机。国外用许多现代的手段将步进电机排挤出驱动应用，除了前面提到的旋转编码器，打印机还使用光电编码带或感应编码带配合直流电动机，实现闭环直线位移控制。国过去是用大力矩步进电动机实现机床数控，有实力的公司现在也采用交流电动机驱动数控机床，在驱动设备的主要差距，是国外对交流电动机的控制理论与工程分析和应用能力强，先进的控制理论作为软件，写在控制器部。 总的来说，步进电机是一种简易的开环控制，对运用者的要求低，不适合在大功率的场合使用。 在卫星、雷达等应用场合，中国在文化大革命后期，就生产了力矩电机，就生产了环形

西门子PLC课程设计三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试

机电工程学院 课程设计说明书设计题目: 三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试 学生姓名： *** 专业班级：机制***** 学号：************ 指导教师： *** 2012年12 月08 日

内容摘要 步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。目前,比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。但采用单片机控制, 不仅要设计复杂的控制程序和I /O 接口电路, 实现比较麻烦, 而且对工业现场的恶劣环境适应性差, 可靠性不高。 使用PLC可编程控制器实现三相六拍步进电动机驱动，可使步进电动机东芝的抗干扰能力强，可靠性高，同时，由于实现了模块化结构，是系统结构十分灵活，而且编程语言简短易学，便于掌握，可以进行在线修改，柔性好，体积小，维修方便。 本设计是利用PLC做三相六拍步进电动机的控制核心，用按钮开关的通断来实现对步进电机正,反转控制，而且正，反转切换无须经过停车步骤。其次可以通过对按钮的控制来实现对高，低速度的控制。充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计最重要的一条原则。本设计更加便于实现对步进电机的制动化控制。 关键词：PLC控制;三相六拍;步进电动机;电机正反转

目录 引言 (1) 第1章步进电动机和PLC简介 (2) 1.1步进电动机 (2) 1.1.1三相六拍步进电动机 (2) 1.2PLC简介 (3) 1.2.1可编程控器概述 (3) 1.2.2 可编程控制器的定义 (3) 1.2.3 PLC的特点 (3) 第2章三相六拍步进电动机控制程序的设计 (5) 2.1控制程序流程图及软件模块 (5) 2.2梯形图程序设计 (7) 2.2.1 CPU的选择 (7) 2.2.2输入输出编址 (7) 2.2.3状态真值表 (7) 2.3梯形图程序 (8) 2.4三相六拍步进电机控制语句表 (12) 2.5程序的运行及调试 (14) 2.6I/O接线图 (16) 结论 (17) 设计总结 (18) 谢辞 .................................................. 错误！未定义书签。参考文献............................................... 错误！未定义书签。

五相十拍步进电机

机电传动与控制综合课程设计设计说明书设计题目: 五相十拍（2/3）步进电机 控制程序设计 院系名称：机电工程学院专业班级：机制F09 学生姓名：学号： 20094805 指导教师：王宗才 2012年12 月05 日

内容摘要 本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。其中步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，是一种控制精度极高的电机,常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。可编程控制器是工业自动化设备的主导产品，具有控制功能强，可靠性高，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点。 本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。在实际应用中表明此设计是合理有效的。 关键词: PLC;梯形图；元件清单；五相十拍步进电机

目录 第1章引言 (1) 第2章系统总体方案设计 (2) 2.1 程序设计的基本思路 (2) 2.2 五相步进电动机的控制要求 (2) 2.3 方案原理分析 (2) 第3章 PLC控制系统设计 (4) 3.1 设计流程分析 (4) 3.1.1 控制流程图 (4) 3.1.2电机工作过程图 (5) 3.2 I/O地址分配表 (5) 3.3 PLC外部接线图 (6) 3.4 主电路 (7) 3.5 元件清单 (8) 3.6 程序设计 (8) 3.6.1 步进控制设计 (8) 3.6.2 梯形图设计 (10) 3.7 调试说明 (11) 第4章设计总结 (12) 致谢 (13) 参考文献 (14) 附录 (15) 附录一程序梯形图 (15) 附录二程序语句表 (20) 1

五项步进电动机的控制

毕业设计（论文） 学院 专业 姓名

XX大学 毕业设计（论文）任务书

前言 随着现代工业自动化的日益发展，电动机作为重要的电器元件，被广泛的应用在各种自动化控制系统中。步进电动机由于其具有易于电脑操作、步数误差小、精度高、使用系统时间长和成本低等优点，被广泛应用于工业控制中。其中五相混合式步进电机总体性能优于其它种类的步进电动机，是工业上应用最为广泛的步进电动机品种，被广泛的应用在各个领域中。所以对五相步进电动机实现自动化是工业自动化的必然趋势。打印机作为计算机的输出设备之一，运用步进电动机作为打印机的字车动力源和走纸机构，通过牵引机构将步进电动机的转动转变为走纸移动，可以实现打印纸的纵向移动，因其要求精度比较高，所以，打印机的走纸结构能够使用五相步进电动机来控制。对五相步进电动机的使用，工业中应用比较广泛，但大都应用于高精度的机床控制系统中，整个系统比较庞大，所以，本文以步进电动机在的打印机中的精密控制为背景介绍使用PLC控制五相步进电动机按照给定频率自动运行和自由调速的模拟控制方法。

摘要 主要阐述了以五相步进电动机在针式打印机走纸结构中的应用为背景，介绍了一种用三菱FX-2N系列PLC实现对规格型号90BYG550A-0301的五相步进电动机控制的方法，利用PLC产生脉冲信号对五相步进电动机进行模拟控制，实现对五相步进电动机五个绕组的通电状态，达到五相步进电动机按照固定速度的循环自动运行的目的，并实现步进电动机正反转和调速控制。用PLC控制五相步进电动机驱动针式打印机的走纸结构控制纸张的进退，实现打印机的打印工作。基于PLC控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，定位精度搞，参数设置灵活等有点，在工业过程控制中使用可靠性高，监控方便。本设计还包括步进电动机的工作原理和特点，PLC的主要功能和应用，各硬件软件元件的介绍选择以及控制程序的编程方法。 关键字：五相步进电动机，PLC控制

五相单双十拍步进电动机控制程序的设计与调试概论

XXXXX学院 课程设计说明书 设计题目:五相单双十拍步进电动机控制程序的设计与调试 学生姓名： XXXXX 学号： XXXXX 专业班级： XXXXX 指导教师： XXXXX 2012年12 月13 日

内容摘要 步进电机是一种控制精度极高的电机, 在工业上有着广泛的应用。步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。基于PLC控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点。矩角特性是步进电机运行时一个很重要的参数，矩角特性好，步进电机启动转矩就大，运行不易失步。改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现。本文主要是介绍采用可编程控制器(PLC) 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。本文详细的介绍了用PLC控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。其内容主要包括I/O地址分配、PIC外部接线图、控制流程图、梯形图以及语句表。本文设计过程中使用了移位指令，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。在实际应用中表明此设计是合理有效的。 关键词: PLC；梯形图；五相十拍步进电机

目录 第1章引言 (1) 1.1 五相步进电动机的控制要求 (1) 1.2 程序设计的基本思路 (1) 第2章 PLC控制系统硬件设计 (3) 2.1 PLC类型选择 (3) 2.2 I/O点的分配与编号 (3) 2.3 PLC外部接线图 (4) 第3章 PLC控制系统软件设计 (5) 3.1 绘制控制流程图 (5) 3.2 梯形图程序设计 (6) 3.2.1 步进控制设计 (6) 3.2.2梯形图 (8) 3.3程序指令表 (13) 3.4程序调试 (16) 结论 (21) 设计总结 (22) 谢辞 (23) 参考文献 (24)

五线四相步进电机简介

1、概念 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 【开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统 举例：打开灯的开关——按下开关后的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮起已对按开关的这个活动没有影响；投篮——篮球出手后就无法再继续对其控制，无论球进与否，球出手的一瞬间控制活动即结束。 闭环控制系统：可以将控制的结果反馈回来与希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用的系统 举例：调节水龙头——首先在头脑中对水流有一个期望的流量，水龙头打开后由眼睛观察现有的流量大小与期望值进行比较，并不断的用手进行调节形成一个反馈闭环控制；骑自行车——同理，不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制。 开环闭环的区别：1、有无反馈；2、是否对当前控制起作用。开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动，闭环控制一定会持续一定的时间，可以借此判断， 投篮第一次投篮投近了第二次投的时候用力一些，这也是一种反馈但不会对第一次产生影响了，所以是开环控制】 步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。 【所谓时序，就是内存的时钟周期数值，脉冲信号经过上升再下降，到下一次上升之前叫做一个时钟周期，随着内存频率提升，这个周期会变短。例如CL9的意思就是CL这个操作的时间是9个时钟周期。 时序电路，是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路（输出到输入）或器件组合而成的电路，与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。 如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、存储器等电路都是时序电路的典型器件，时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的。虽然组合逻辑电路能够很好地处理像加、减等这样的操作，但是要单独使用组合逻辑电路，使操作按照一定的顺序执行，需要串联起许多组合逻辑电路，而要通过硬件实现这种电路代价是很大的，并且灵活性也很差。为了实现一种有效而且灵活的操作序列，我们需要构造一种能够存储各种操作之间的信息的电路，我们称这种电路为时序电路。】 【步进电机、直流电机和无刷直流电机的主要区别在于他们的驱动方式。步进电机是以步阶方式分段移动，直流电机和无刷直流电机通常采用连续移动的控制方式。步进电机采用直接控制方式，它的主要命令和控制变量都是步阶位置。直流电机则是以电机电压为控制变量，以位置或速度为命令变量。

五相十拍步进电动机控制

铁道大学四方学院 集中实践报告书 课题名称 五相十拍步进电动机控制 姓 名 *** 学 号 2012**** 系 部 电气工程系 专业班级 方**** 指导教师 ** 2014 年 12 月 31 日 ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2012级 PLC 课程设计

目录 第1章设计目的 (1) 第2章设计要求 (1) 2.1 任务描述 (1) 2.2 控制要求 (2) 第3章PLC选型、I/O分配表和接线图 (2) 3.1 PLC选型 (2) 3.2 I/O分配表 (2) 3.3 I/O接线图 (3) 第4章程序设计 (3) 4.1 梯形图设计 (3) 4.2 指令语句表 (8) 第5章设计总结 (13) 参考文献 (14)

第1章 设计目的 本课程设计主要用于步进电动机的控制，矩角特性是步进电动机运行时一个很重要的参数。矩角特性好，步进电动机的启动转矩就越大，运行不易失步。通过增加步进电动机的拍数来改善矩角特性。 第2章 设计要求 2.1 任务描述 五相步进电动机有五个绕组：A 、B 、C 、D 、E 正转顺序：ABC BC BCD CD CDE DE DEA EA EAB AB 反转顺序：ABC BC BCD CD CDE DE DEA EA EAB AB 图2-1-1 步进电动机五相十拍正 图2-1-2 步进电动机五相十拍反转 图2-1 控制步进电动机五相十拍的时序图

2.2 控制要求 用五个开关控制其工作： 1号开关控制其运行（启/停）。 2号按钮控制其低速运行（转过一个步距角需0.5S）。 3号按钮控制其中速运行（转过一个步距角需0.1S）。 4号按钮控制其高速运行（转过一个步距角需0.03S）。 5号开关控制其转向（ON为正转，OFF为反转） 第3章PLC选型、I/O分配表接线图3.1 PLC选型 三菱公司近年来推出的FX系列PLC有FX 0、FX 2 、FX 0S 、FX 0N 、FX 2C 、FX 1S 、FX 1N 、FX 2N 、 FX 2NC 等系列型号。FX系列PLC的特点有先进美观的外部结构，提供多种系列机型供 用户选用，灵活多变的系统配置。三菱公司近年来推出的FX系列PLC有FX 0N 、FX 0S 、 FX 2N 等系列型号。 FX 2N 是三菱公司推出的高性能小型可编程控制器,FX系列PLC中应用最广泛的产 品,该系列PLC是1991年推出,因其具有较高的性能价格比,受到广大用户的青睐.FX 2N 系列PLC是采用整体式和模块式相结合的叠装式结构.它的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和宽度相同。它们的相互连接不用基板，仅用扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐的长方体。其体积小，很适于在机电一体化产品中使用。 3.2 I/O分配表 输入 X1 启/停开关 X2 0.5s低速运行按钮X3 0.1s中速运行按钮X4 0.03s高速运行按钮X5 控制转向开关输出 Y0 A绕组Y1 B绕组Y2 C绕组Y3 D绕组Y4 E绕组

步进电机闭环控制系统

步进电机闭环控制系统

几种典型的步进电机闭环控制系统 哈尔滨工业大学 【摘要】系统阐述了步进电动机闭环控制系统的优点，给出了几种典型的闭环控制系统，并提出了步进电动机高精度定位系统的设计思想。【叙词】步进电机闭环系统／高精度定位 l概述 步进电机是机电一体化产品中的关键元件之一，是一种性能良好的数字化执行元件。它能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移，是一种离散型自动化执行元件。随着计算机控制系统的发展，步进电动机广泛应用于同步系统、直线及角位系统、点位系统、连续轨迹控制系统以及其它自动化系统中，是高科技发展的一个重要环节。 2步进电动机闭环系统与开环系统比较[1- 步进电机的主要优点之一是适于开环控制。在开环控制下，步进电动机受具有予定时间间隔的脉冲序列所控制，控制系统中无需反馈传感器和相应的电子线路。这种线路具有简单、费用低的特点，使步进电动机的开环控制系统得以广泛的应用。

c．闭环控制下，效率一转矩曲线提高。 d．采用闭环控制，可得到比开环控制更高的运行速度，更稳定、更光滑的转速。 e.利用闭环控制，步进电动机可自动地、有效地被加速和减速。 f．闭环控制相对开环控制在快速性方面提高的定量评价，可借助比较Ⅳ步内通过某个路径间隔的时间得出： 式中n-步进电动机转换拍数(N>n) g．应用闭环驱动，效率可增到7.8倍，输出功率可增到3.3倍，速度可增到3.6倍。 闭环驱动的步进电机的性能在所有方面均优于开环驱动的步进电动机。步进电机闭环驱动具有步进电动机开环驱动和直流无刷伺服电机的优点。因此，在可靠性要求很高的位置控制系统中，闭环控制的步进电动机将获得广泛应用。3编码器形式的步进电动机阕环控制系统步进电机的闭环控制最早是采用编码器的形式，图1是其原理示意图。初始状态，系统受一相或几相激磁而静止。开始工作后，先把目标位置送入减法计数器；然后，“起动”脉冲信号加到

开题报告-五相十拍步进电机驱动器的研究与分析

2009 届毕业设计（论文）开题报告 二级学院：延陵学院班级：09电Y1 学生：尚严鑫学号：09120920 指导教师：张建生职称：教授 课题名称 课题类型 □毕业设计□毕业论文 起止时间 开题报告 （毕业设计：含课题来源及现状、设计要求、工作内容、设计方案、技术路线、预期目标、时间安排及参考文献等。字数为3000以上。） （毕业论文：含课题来源、研究价值，国内外研究现状，研究内容，研究方法，研究思路，论文提纲，预期目标，时间安排及参考文献等。字数为3000以上。） 一．课题来源及研究价值 步进电动机是将电脉冲信号转化为机械角位移或线位移的控制电机，它可以看作是一个比较特殊的运行方式的同步电机。步进电机是由专门的电源提供脉冲信号。当每输入一个电脉冲信号时，步进电机就会往前移动一小步，移动的角度大小叫做步距角，因此这种不同于普通的匀速旋转的电机被称为步进电动机。步进电动机是受走脉冲信号控制的，直线位移量、角位移量和电脉冲数的关系成正比例，所以电动机的线速度、转速也与脉冲频率构成正比关系。利用改变脉冲频率的高与低，可以在很大范围内调节电动机的转速，从而实现电机的快速启动、制动和反转控制。步进电机的优点是在不失步的情况下工作，步距误差不会积累。从而完全适用数字控制的开环系统中，并使整个系统运行可靠。是工业生产中性能优良的数字执行元件。随着单片机应用技术、电力电子技术和自动控制技术在工业生产中的普及和深入，步进电机的的需求量愈来愈大。根据调查显示，全球步进电机的年产量在以13%以上的速度增加。同时国内对步进电机的要求也与日增加。对步进电机的研究，提高步进电机的系统性能，可以改善劳动条件、节约能源、提高产品质量和经济效益。基于微型单片机的控制系统则通过软件控制步进电机，能够更好地发挥步进电机的潜力。因此，用微型单片机控制步进电机已经成为一种必然的趋势，也符合数字化的时代发展需要。 步进电机作为数字式执行元件，具有成本低廉、容易控制、定位方便和步距误差不会长期累积等优点，被广泛应用在数控装置、绘图机、机械手、印刷和包装设备等工业、军事和医疗自动化领域中。在多种步进电机中，混合式步进电机集反应式和永磁式步进电机的优点于一身，应用更加普遍。但是步进电机在应用当中仍然存在一些制约性的因素，步进电机及其系

两相步进电机的原理

两相步进电机的工作原理 工业上电机用三相制，普通的小玩具马达两相也可以。拿玩具电机来说。上下是两个磁铁。中间是线圈。通了直流电以后，就成了电磁铁。被上下的磁铁吸引后就产生了偏转。但是因为中间连接电磁铁的两根线不是直接连接的。是采用在转轴的位置用一个滑动的接触片。这样如果电磁铁转过了头，原先连接电磁铁的两根线刚好就相反了。所以电磁铁的n极s 极就和以前相反了。但是电机上下的磁铁是不变的。所以又可以继续吸引中间的电磁铁。当电磁铁继续转。由于惯性又转过头了。所以电极又相反了。重复上述过程就转了。 但是他有缺陷。因为在刚好要变换电极的时候是需要靠惯性的。所以他不利于自己启动。功率也达不到很高。所以就产生了三相的电机。每隔120度放一个磁铁。分布在电机一圈。这样的电机改善了很多。 另外注意。不一定磁铁非要放外边。可以放内侧。而外侧是电磁铁。常见的发电厂大致都是这个结构的电机。 电机不一定当作机械动力使用。也可以当小型发电机来用。比如用一个柴油的机器产生一个持续的扭力矩，连接到电机上。就可以发电了。 下面是交流的。 如果中间放一个磁铁。外面放电磁铁来吸引中间的磁铁呢。还是从两相开始。假如上边一个电磁铁产生磁力把磁铁n极吸到了上边，然后刚好电磁铁的正负极颠倒了，那么就产生斥力把n极推到下边去。同样道理下边的也是对中间的磁铁产生吸力和斥力。但是大家一想就知道了。两相的交流也存在一个惯性的问题。就是刚好磁铁和电磁铁直上直下的时候。 所以三相的，明显比两相的有优势。而且中间的磁铁也不一定非得是一个直上直下的n极和s极的磁铁。可以把三个磁铁s极放中间，n极冲外面。这样外面的三个电磁铁就轮番的吸引中间的n极磁铁。 如果轴承的滑动摩擦力够小的话。只要电磁铁变化。就可以不断的吸引中间的三个n极磁铁产生偏转旋转。电磁铁变化磁极速度快，中间的轴承旋转就快。电磁铁变化速度就是频率了。发电厂的频率是一定的。所以你可以用变频的机器把电频率变成你需要的。就可以控制电机的速度了。 另外电机也不一定是三相的，还可以是四相的、五相的、六相的、七相的。但是由于大家做试验做过。太多相的，电磁互相干扰大，另外大家也知道，每个电磁铁都通电，是很浪费电的。因为电磁铁是用电线缠绕成的线圈。但是电线都有电阻。如果做一个六项的电机，耗电

实验六 五相步进电动机控制的模拟

实验六五相步进电动机控制的模拟 在五相步进电机的模拟控制实验区完成本实验。 一、实验目的 了解并掌握移位指令在控制中的应用及其编程方法。 二、控制要求 要求对五相步进电动机五个绕组依次自动实现如下方式的循环通电控制： 第一步：A～B～C～D～E 第二步：A～AB～BC～CD～DE～EA 第三步：AB～ABC～BC～BCD～CD～CDE～DE～DEA 第四步：EA～ABC～BCD～CDE～DEA 三、五相步进电动机的模拟控制的实验面板图： 上图中，下框中的A、B、C、D、E分别接主机的输出点Y1、Y2、Y3、Y4、Y5；SD接主 机的输入点X0。上框中发光二极管的点亮与熄灭用以模拟步进电机五个绕组的导电状态。四、编制梯形图并写出程序，实验梯形图参考图6 实验参考程序 步序指令器件号说明步序指令器件号说明 0 LD X000 输入 3 K20 1 ANI M0 4 LD T0 2 OUT T0 延时2秒 5 OUT M0 步序指令器件号说明步序指令器件号说明 6 LD X000 34 OR M106 7 OUT T2 延时3秒35 OR M107 8 K30 36 OR M111 9 ANI T2 37 OR M112 10 OUT M10 38 OR M113 11 LD M10 39 OR M204 12 OR M2 40 OR M205 13 OUT M100 41 OR M206 14 LD M115 42 OR M209

15 OUT M200 43 OUT Y001 A相电机运转 16 LD M209 44 LD M102 17 OUT T1 延时2秒45 OR M107 18 K20 46 OR M108 19 ANI T1 47 OR M112 20 OUT M2 48 OR M113 21 LD M0 移位输入49 OR M114 22 FNC 35 左移位50 OR M115 23 M100 数据输入51 OR M206 24 M101 移位52 OR M207 25 K15 移位段数：15 53 OUT Y002 B相电机运转 26 K1 1位移位54 LD M103 27 LD M0 移位输入55 OR M108 28 FNC 35 左移位56 OR M109 29 M200 数据输入57 OR M113 30 M201 移位58 OR M114 31 K9 移位段数：9 59 OR M115 32 K1 1位移位60 OR M201 33 LD M101 61 OR M202 步序指令器件号说明步序指令器件号说明 62 OR M206 76 OR M209 63 OR M207 77 OUT Y004 D相电机运转 64 OR M208 78 LD M05 65 OUT Y003 C相电机运转79 OR M110 66 LD M104 80 OR M111 67 OR M109 81 OR M202 68 OR M110 82 OR M203 69 OR M115 83 OR M204 70 OR M201 84 OR M205 71 OR M202 85 OR M208 72 OR M203 86 OR M209 73 OR M204 87 OUT Y005 E相电机运转 74 OR M207 88 END 程序结束 75 OR M208 五、练习题： 1、试编制三相步进电机单三拍反转的PLC控制程序。 2、试编制三相步进电机三相六拍正转的PLC控制程序。 3、试编制三相步进电机双三相正转的PLC控制程序。 4、试编制五相十拍运行方式的PLC控制程序。

五相步进马达的接线

五相步进马达的接线

让我来告诉你吧，先来看一下你的10根线，它应该有10种不同的颜色： 10线五相应该是 A相：兰－－红 B相：白－－黄 C相：棕－－紫 D相：黑－－灰 E相：橙－－绿 你用万用表测量一下是不是如此先，如果是这样的话就对了。 然后要怎么改你应该知道了吧。 我的问题解决了，告诉大家方法啊，先分相成五组，然后用指针式万用表电压档找出五相的同名端，具体就是旋转电机每相都正偏的就是同名端，然后分清采用星型接法还是五边形接法如果星型接法，将五条同名端并到一起短接，然后就是相序的排列了，这个很难啊，如果你有时间一定能试出来，最好找到同品牌产品的说明书，我的电机一共搞了两天才好用，引用了一篇文章 判断步进电机的相序及首尾端 妙判断 步进电机的应用越来越普遍。在使用过程中，电机的相序主要靠引出线的颜色、长度来区分。若找不到说明书

或标记不清，则步进电机的接线将十分麻烦。笔者通过对步进电机工作原理的分析、得出步进电机相序及首尾端的判别方法。下面以五相步进电机为例(要准备一节9伏电池和一个万用表)。 1. 用万用表电阻挡找出步进电机的五相绕组：Al—A2、B1-B2、C1-C2、 D1-D2、El-E2，如附图所示。” 2，把万用表拨到直流微安挡。将万用表的表笔接到其中一相，如B相上，红表笔接B1，黑表笔接B2。 3．将电池分别接步进电机其余四相，在接通瞬间记下万用表指针摆动幅度。如果指针反转，则要调换电池极性。在四次接通的瞬间，指针有两次摆动幅度最大，说明这两次电池所接的是万用表所接B相旁边的两相，即A 相和C相。 4．将万用表接A相或C相中的一相，如接C相。用上述方法可找出C相旁边的两相：B相和D相。依此类推，可按顺序找出A、B、C，D、E五相相序。 5. 如附图所示，电池接A相，万用表接B相，在电池接通的瞬间，万用表指针正转(如指针反转，应调换电池极性)，则电池正极所接的Al端和万用表红表笔所接的B1端为首端。依此方法，可以确定其余三相的首端C1，D1、E1。(肖正光)

步进电动机控制方法

<<技能大赛自动线的安装与调试>>项目二等奖 心得二 心得二：步进电机的控制方法 我带队参加《2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试》项目，我院选手和其他院校的三位选手组成了天津代表队，我院选手所在队获得了《2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试》项目二等奖，为天津市代表队争得了荣誉，也为我院争得了荣誉。以下是我这个作为教练参加大赛的心得二：步进电机的控制方法 《2008年全国职业院校技能大赛自动线的安装与调试》项目的主要内容包括如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。但其中最为重要的就是PLC方面的知识，而PLC中最重要就是组网和步进电机的位置控制。 一、 S7-200 PLC 的脉冲输出功能 1、概述 S7-200 有两个置PTO/PWM 发生器，用以建立高速脉冲串（PTO）或脉宽调节（PWM）信号波形。 当组态一个输出为PTO 操作时，生成一个50%占空比脉冲串用于步进电机或伺服电 机的速度和位置的开环控制。置PTO 功能提供了脉冲串输出，脉冲周期和数量可由用户控制。但应用程序必须通过PLC内置I/O 提供方向和限位控制。 为了简化用户应用程序中位控功能的使用，STEP7--Micro/WIN 提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM，PTO 或位控模块的组态。向导可以生成位置指令，用户可以用这些指令在其应用程序中为速度和位置提供动态控制。 2、开环位控用于步进电机或伺服电机的基本信息 借助位控向导组态PTO 输出时，需要用户提供一些基本信息，逐项介绍如下： ⑴最大速度（MAX_SPEED）和启动/停止速度（SS_SPEED） 图1是这2 个概念的示意图。 MAX_SPEED 是允许的操作速度的最大值，它应在电机力矩能力的范围。驱动负载所需的力矩由摩擦力、惯性以及加速/减速时间决定。

五相十拍步进电动机控制课程设计分解

目录 摘要 (2) 第一章引言 (3) 第二章系统总体方案设计 (4) 2.1程序设计的基本思路 (4) 2.2五相步进电动机的控制要求 (4) 2.3方案原理分析 (4) 2.3.1 功能要求 (4) 2.3.2 性能要求 (5) 第三章控制系统设计 (6) 3．1输入输出编址 (6) 3.2选择类型 (6) 3.3 外部接线图 (7) 3.4 控制流程 (7) 3.5 梯形图程序设计 (8) 3.5.1 步进控制设计 (9) 3.5.2 梯形图设计 (11) 3.6 语句表 (17) 3.7主电路图 (18) 3.8电机正反转控制图 (18) 3.9元件清单 (19) 3.10元件布置图 (19) 总结 (20) 参考文献 (20)

摘要 步进电机是一种控制精度极高的电机, 在工业上有着广泛的应用。步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点，所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。基于控制的步进电动机具有设计简单，实现方便，参数设计置灵活等优点。矩角特性是步进电机运行时一个很重要的参数，矩角特性好，步进电机启动转矩就大，运行不易失步。改善矩角特性一般通过增加步进电机的运行拍数来实现。本文主要是介绍采用可编程控制器() 对五相十拍步进电机进行控制的设计原理及方法进行分析。本文详细的介绍了用控制步进电机系统的原理，及硬件和软件设计方法。其内容主要包括地址分配、外部接线图、控制流程图、主电路图、梯形图、元件清单以及语句表。本文设计过程中使用了十六位移位寄存器，大大简化了程序的设计，使程序更间凑，方便了设计。在实际应用中表明此设计是合理有效的。 关键词: ；梯形图；元件清单；五相十拍步进电机

步进电动机控制系统设计报告

单片机原理与应用课程设计说明书 题目：步进电动机控制系统设计 系部： 专业： 班级：2013级1班 学生姓名: 学号: 指导教师: 2013年 6 月22 日

目录 1.项目设计任务与要求 (1) 2．项目设计方案 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2器件选择方案 (1) 2.2.1 单片机的选择 (1) 2.2.2 AT80C51的主要性能 (1) 2.2.3 AT80C51引脚图 (2) 2.2.4 管脚作用： (2) 2.2.5 四相步进电动机工作原理 (3) 3 .硬件电路设计 (5) 3.1步进电动机介绍 (5) 3.2 步进电动机控制系统电路设计 (5) 3.3步进电动机驱动电路 (5) 3.4按键与指示电路 (6) 3.5晶振电路和复位电路 (8) 4.项目软件设计 (9) 5.项目仿真与调试 (12) 5.1程序的调试 (12) 5.2步进电动机控制系统仿真 (13) 5.2.1步进电动机正转仿真 (13) 5.2.2步进电动机反转仿真 (14) 5.2.3步进电动机停止仿真 (14) 6.结论 (15) 7.附录 (16) 参考文献 (18)

1.项目设计任务与要求 使用80C51单片机对四相步进电动机进行控制，使其能够顺时针或逆时针旋转。 1)电动机运行平稳，正反转控制自如； 2）根据要求改变运行圈数和运行速度； 3)写出详细的电路工作原理、参数计算； 4)画出仿真电路图； 5)仿真测试并记录结果。 2．项目设计方案 2.1设计思路 步进电动机驱动原理如下：单片机发出脉冲信号，控制步进电动机定子的各相绕组以适当的时序通、断电，使其作步进式旋转。四相步进电动机各相绕组的通电顺勋可以单四拍（A→B→C→D）、双四拍（AB→BC→CD→DA）和单双八拍（A→AB→B→BC →C→CD→D→DA）的方式进行。按上述顺序切换，步进电动机转子按顺时针方向旋转。若通电顺序相反，则电动机转子按逆时针方向旋转。 2.2器件选择方案 2.2.1 单片机的选择 本设计采用AT80C51单片机，80C51单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且其功耗低、体积小、价格便宜、耗电低、技术成熟和成本低等优点。许多功能部件集成在芯片内部，其信号通道受外接影响小，可靠性高，控制能力强，运行速度快等特点。 2.2.2 AT80C51的主要性能 1．与STC89C52 单片机产品系列兼容； 2．片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器； 3.存储数据保存时间为10年； 4.宽工作电压范围：VCC可为2.7V到6V； 5.全静态工作：可从0Hz至16MHz ； 6.程序存储器具有3级加密保护； 7.128*8位内部RAM； 8.32条可编程I/O线； 9.两个16位定时器/计数器； 10.中断结构具有5个中断源和2个优先级； 11.可编程全双工串行通道；

基于PLC的步进电机控制

2014 ~ 2015 学年第 1 学期 《电气控制及PLC 》课程设计报告 题目：步进电机的PLC控制设计 专业：自动化 班级： 11自动化(1)班 姓名：李勇李亚李新明荆欢 贾伟黄龙飞皇甫趁心 指导教师：江春红 电气工程学院 2014年10月31日

1、任务书

摘要 步进电机可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。步进电机作为制执行元件，是电气自动化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统和精密机械等领域。例如，在仪器仪表，机床设备以及计算机的外围设备中（如打印机和绘图仪等），凡需要对转角进行精确控制的情况下，使用步进电机最为理想。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。软件PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、网络通信、PID调节等功能，通过一个多任务控制内核，提供强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的操作和可连接各种I/O系统的及网络的开放式结构。用PLC控制步进电机的定位、转向、调速、细分有很大的优势与前景。此次设计是利用PLC 的控制方法，上位机的监控功能，在试验室进行模拟实现的。试验结果达到了预期的功能。 关键词：软PLC；步进电机；上位机；定位；转向；调速；细分

目录 1引言 0 2.方案论证与对比 0 2.1 方案一 0 2.2 方案二 0 2.3 方案对比与选择 (1) 3、系统设计 (1) 3.1 PLC内部原理 (1) 3.2 二相混合式步进电机工作原理 (3) 3.3 驱动器原理 (4) 3.4硬件与软件设计 (4) 4、组态的设计 (6) 4.1 I/O 口的定义 (6) 4.2 构造数据库 (6) 4.3 建立动画连接 (7) 5、系统功能调试与性能分析 (7) 5.1系统调试中的问题及解决方案 (7) 5.1.1软件调试 (7) 5.1.2、正反转未响应 (8) 5.1.3、定位的误差 (8) 5.1.4、组态设计中的问题 (8) 5.1.5、其它 (8) 6、详细仪器清单 (8) 7、总结与致谢 (8) 参考文献 (10) 附录一梯形图 (11) 附录二源程序 (13)

第十三章 步进电动机传动控制系统

第十三章步进电动机传动控制系统 13.1、通过分析步进电动机的工作原理和通电方式，可得出哪几点结论？ 答：步进电动机的位移量与输入脉冲数严格成正比，这就不会引起误差的积累，其转速与脉冲频率和步矩角有关。控制输入脉冲数量、频率及电动机各组的接通次序，可以得到各种需要的运行特征。 13.2、步进电动机的运行特性与输入脉冲频率有什么关系？ 答：当脉冲信号频率很低时，控制脉冲以矩形波输入，电流比较接近于理想的矩形波。如果脉冲信号频率增高，由于电动机绕组中的电感有阻止电流变化的作用，因此电流波形发生畸变。如果脉冲频率很高，则电流还来不及上升到稳定值就开始下降，于是，电流的幅值降低，因而产生的转矩减小，致使带负载的能力下降。故频率过高会使步进电动机启动不了或运行时失步而停下。因此，对脉冲信号频率是有限制的。 13.3、列出三相六拍环形分配器的反向环形分配表。 13.4、试修改环形分配器子程序，以实现步进电动机的反向运转。 答：反转子程序如下： HXFB：LD A，B CP A，03H JR Z，DYY INC A JR ROUT DYY: LD A，00H ROUT: LD L，A LD L，00H ADD HL，K LD A，(HL) OUT (PIODRA)，A RET 13.5、步进电动机对驱动电路有何要求？常用驱动电路有什么类型？各有什么特点？ 答：步进电动机的驱动电路实际上是一种脉冲放大电路，使脉冲具有一定的功率驱动能力。 由于功率放大输出直接驱动电动机绕组，因此，功率放大电路的性能对步进电动机的运行性能有很大的影响。因此，对驱动电路要求的核心问题是如何提高步进电动机的快速性和平稳性。 常用的驱动电路类型有：1、单电压限流型驱动电路。电阻R上有功率消耗。为了提高快速性，需要加大R的阻值，随着阻值的加大，电源的电压也势必提高，功率消耗也