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杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计1电气控制课程设计报告题目PLC结合步进电机的位置控制应用学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级13060114学号13062413学生姓名陆晗指导教师吴茂刚张卫完成日期2016年7月2日杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计2一、课程设计目的加强工程实践能力锻炼培养知识综合运用能力本课程设计的重点是加强电气控制系统方面的专业知识应用，掌握从设计任务的分析、方案确立，到最终实施并解决问题的设计过程，着重培养学生综合运用已学的《PLC原理及应用》、《运动控制》相关等课程，具备分析、设计简单电气控制系统的初步能力。二、课程设计题目与要求题目：PLC结合步进电机的位置控制要求：研究S7-200双机通讯，实现远程控制功能，彼此可以互相启动对方的运动实验。三、硬件电路原理图设计及分析绘图软件：AUTOCAD/MicrosoftVISIOPLC：S7-200CPU-226触摸屏：和利时TPC7062步进电机：57BYG250F系列两相混合式步进电机步进电机驱动器：HB202M两相混合式步进电机细分驱动器软件：STEP7MicroWIN编程软件（PLC程序设计）MCGS组态软件（触摸屏界面设计）四、原理分析（1）步进电机原理框图杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计3（2）步进电机驱动的优点位置和速度容易控制，可不需要反馈信号就能对机器人传动系统进行直接数字开环控制。步进电机驱动在使用过程中应注意升降频特性和矩频特性，避免丢步。（3）电机接线方式（4）步进电机驱动器构成HB202M两相混合式步进电机驱动器端子说明：杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计4（5）驱动器接线图：（6）两种输出极性和方向控制方式：（7）PLC功能实现：◆I/O点数统计与资源分配◆原理图设计（含电机及驱动器、触摸屏）◆程序设计：采用PTO方式功能要求：首先实现手动控制，自动控制要求实现自动原点检测，然后完成3个运动包络的连续运行，每个包络具有至少2个运动过程（两个步）。在程序中需要加入左、右极限开关的检测及保护措施。第一个运动包络：正向第二个运动包络：反向第三个运动包络：正向创新点:①自动运行的包络起始方向可设定（左或者右）；②对实时运动的速度进行线性控制（滑动条控制）；③设置时钟，显示出实时时间（时钟模块）；④在回零情况下触碰左右极限反向时，设置一定时间的缓冲，防止步进电机紊乱失步。杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计5五、程序设计与分析各个I/O口配置和作用：左限位：I0.6；右限位：I1.0；中点检测：I0.5；紧急停止：Q0.5；减速停止：Q0.6；方向选择：Q0.7；自动模式：Q0.3；手动模式：Q0.4；脉冲输出：Q0.0；方向输出：Q0.1；保护动作继电器：M0.0；回零信号：M1.7；回零开关：Q1.0;清零信号：Q1.1；左行过零点状态继电器：M1.6；左行过零点状态继电器：M0.1；方向控制继电器：限位方向反向：M0.4；自动运行控制：M0.5,M1.5；手动运行控制：M0.6；自动运行三个包络完成信号继电器：M1.1,M1.2,M1.3。程序：杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计6杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计7杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计8杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计9杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计10杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计11杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计12六、人机接口设计——触摸屏界面杭州电子科技大学自动化学院短学期课程设计13七、参考文献•S7-200系统手册-------运动控制程序及硬件原理图设计•MCGS嵌入版快速入门--------触摸屏监控界面设计•SXPLC-226系列可编程序控制器实验系统用户手册--------实验设备接线参考•其他辅助教材•西门子PLC组态视频教程--------触摸屏监控界面设计•西门子200脉冲输出及PTO设置•实验指导书--------实验三手动控制步进电机正反转实验四用PTO包络线控制步进电机•S7-200系统手册-------运动控制程序及硬件原理图设计•MCGS嵌入版快速入门--------触摸屏监控界面设计•SXPLC-226系列可编程序控制器实验系统用户手册--------实验设备接线参考•其他辅助教材•西门子PLC组态视频教程--------触摸屏监控界面设计•西门子200脉冲输出及PTO设置•实验指导书--------实验三手动控制步进电机正反转实验四用PTO包络线控制步进电机