机械5

目录 第一章引言1 1.1电磁铁概述1 1.2课题背景及意义1 1.3国内外基本研究情况1 1.4课题的主要研究内容1 第二章理论知识介绍3 2.1 PLC简介3 2.1.1 PLC的结构及各部分的作用4 2.1.2 PLC的工作原理5 2.1.3 PLC编程语言5 2.2步进电机及其发展6 2.3步进电机的结构和工作原理7 2.4步进电机的特点8 第三章元器件选择及I/O分配10 3.1系统基本框图的确定10 3.1.1元器件的选择11 3.1.2雷赛ND1182步进驱动器11 3.1.3雷赛110HS20两相混合式步进电机15 3.2系统控制过程17 3.3控制系统的I/O点及地址分配17 第四章系统控制过程设计18 结束语26 参考文献27 2.1.3 PLC编程语言 （一）梯形图编程语言 梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，它是在电器控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变来的，形象、直观、实用。 梯形图的设计应注意以下三点： (1)梯形图按从左到右、从上到下的顺序排列。每一逻辑行起始于左母线，然后是触点的串、并联接，最后是线圈与右母线相联。 (2)梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”，从左流向右，其两端没有电源。这个“概念电流”只是形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。 (3)输入继电器用于接收外部输入信号，而不能由PLC内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现其线圈。输出继电器输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出继电器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出继电器的触点可供内部编程使用。 （二）语句表编程语言 指令语句表示一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式，但比汇编语言易懂易学。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。 （三）控制系统流程图编程图 控制系统流程图是一种较新的编程方法。它是用像控制系统流程图一样的功能图表达一个控制过程，目前国际电工协会(IEC)正在实施发展这种新式的编程标准。 2.2步进电机及其发展 步进电机又称脉冲电机或阶跃电机，是一种将电脉冲信号转变为角位移或直线位移的电磁元件，从能量的转换角度看，它和普通电机无异。国外一般称为Stepmotor或Steppi
ng motor，Pulse motor，Stepper servo，Stepper等等。 步进电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频率同步的同步电机。步进电机的工作过程为，每输入一个脉冲信号，则改变一次励磁状态使转子转过一定角度，若没有脉冲信号输入，则转子保持在某一位置静止不动。 步进电机原始模型起源于1830年至1860年间，工作的机理是基于最基本的电磁铁作用，步进电机的控制是从1870年前后开始的，应用于氢弧灯的电极输送机构中，这被认为是最初的步进电机。此后，在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。不久又在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中广泛使用。 随着永磁材料的发展，在20世纪60年代后期，各种实用性步进电机应运而生，半导体技术的发展又推动了步进电机在众多领域的应用。在近30年间，步进电机迅速发展并成熟起来。步进电机已经能与直流电机、异步电机，以及同步电机并列，从而成为电动机的一种基本类型。 上世纪50年代后期，我国开始进行步进电机的研究及制造。从50年代后期到60年代后期，主要是科研机构为研究一些装置而使用或开发少量产品。这些产品以多段结构三相反应式步进电机为主。70年代初期，步进电机的生产和研究有所突破。主要在驱动器设计方面和反应式步进电机本体设计研究方面。70年代中期至80年代中期为产品发展阶段，主要是新品种高性能电机不断被开发。自80年代中期以来，由于对步进电机精确模型做了大量研究工作，各种混合式步进电机及其驱动器作为产品广泛利用。 步进电机分三种：永磁式（PM） ，反应式（VR）和混合式（HB）永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进一般为三相，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。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进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。