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；五相十拍步进电机第一章引言步进电机作为执行元件，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。
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接口电路，实现比较麻烦。
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。
步进电机广泛应用于对精度要求比较高的运动控制系统中，如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。
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。
第二章系统总体方案设计2.1程序设计的基本思路在进行程序设计时，首先应明确对象的具体控制要求。
由于对程序的串行扫描工作方式，会造成输入输出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间，最长可达两个扫描周期，程序越长，这种滞后越明显，则控制精度就越低。
因此，在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。
另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。
以移位指令为步进控制的主体进行程序设计，可较好的满足上述设计要求。
2.2五相步进电动机的控制要求：1．五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E ,正转顺序: →→→→→→→→→反转顺序: ←←←←←←←←←2．用五个开关控制其工作：1 号开关控制其运行( 启/ 停)。
2 号开关控制其低速运行(转过一个步距角需0.5 秒)。
3 号开关控制其中速运行(转过一个步距角需0.1 秒)。
4 号开关控制其低速运行(转过一个步距角需0.03 秒)。
5 号开关控制其转向( 为正转，为反转)。
2. 3方案原理分析2.3.1 功能要求对五相六拍步进电机的控制，主要分为两个方面：五相绕组的接通与断开顺序控制。
正转顺序：→→→→→→→→→反转顺序：←←←←←←←←←以及每个步距角的行进速度。
围绕这两个主要方面，可提出具体的控制要求如下：（1）可正转或反转；（2）运行过程中，正反转可随时不停机切换；（3）步进三种速度可分为高速（0.05S），中速（0.3S）,低速（0.5S）三档，并可随时手控变速；2.3.2性能要求在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁﹑紧凑。
另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。
第三章控制系统设计3．1输入输出编址控制步进电机的个输入开关及控制A、B、C、D、E五相绕组工作的输出端在中的编址如表1所示。
表1 地址分配表3.2选择类型根据上图的分配表通过查阅手册选择S7-200 222基本单元（8入/6出）1台3.3 外部接线图外部接线图的输入输出设备、负载电源的类型等的设计就结合系统的控制要求来设定。
步进电动机采用五相十拍控制外部接线图如图3—1所示。
1M1L I0.0Q0.0I0.1I0.2I0.32MI0.4I0.5I0.6I0.7ML+ DC24V Q0.1 Q0.22L Q0.3 Q0.4 Q0.5N L1SB1 SB2 SB3 SB4QSABCDECPU222220V ACFU图3—1步进电动机采用五相十拍控制外部接线图3.4 控制流程图由于上述具体控制要求，可作出步进电机在运行时的程序框图，如图3—2所示。
以工作框图为基本依据，结合考虑控制的具体要求，首先可将梯形图程序分为4个模块进行编程，即模块1：步进速度选择；模块2：起动、停止；模块3：正转、反转；模块4：移位控制功能模块；模块:5：A、B、C、D、E五相绕组对象控制。
然后，将各模块进行连接，最后经过调试、完善、实现控制要求。
图3—2 控制流程图3.5 梯形图程序设计3.5.1 步进控制设计采用移位指令进行步进控制。
首先指定移位寄存器0，按照五相十拍的步进顺序，移位寄存器的初值见表2。
表2 移位寄存器初值每右移1位，电机前进一个布局角（一拍），完成十拍后重新赋初值其中M1.2、M1.3、M1.4、M1.5、M1.6和M1.7始终为“0”。
据此，可作出移位寄存器输出状态及步进电机正反转绕组的状态真值表，如表3.1、3.2所示。
从而得出五相绕组的控制逻辑关系式：正转时A相Q0.01.10.30.20.10.0B相Q0.11.11.00.70.10.0C 相Q0.21.11.00.70.60.5D相Q0.30.70.60.50.40.3E相Q0.4= M0.50.40.30.20.1反转时A相Q0.01.11.00.70.60.0B相Q0.11.11.00.20.10.0C相Q0.20.40.30.20.10.0D相Q0.30.60.50.40.30.2E相Q0.41.0 0.70.60.50.4表3.1 移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表（正转）表3.2 移位寄存器输出状态及步进电机绕组状态真值表（反转）3.5.2 梯形图设计启停使用单按钮控制。
梯形图设计如下，首先，按2(3或4)初次选择一种步进速度，五相步进电动机的速度由定时器T33控制，把三个值50、10、3分别送到100可得到低速、中速、高速三种速度。
再按1，M2.0得电，移位寄存器赋初值，电机开始转动，且定时器开始计时，到设定值时，T33得电动作，移位寄存器值右移一位，C21计数一次，然后T33重新计时。
计数十次后动作C21使移位寄存器重新赋值，依次循环。
控制正反转，时I0.4得五相步进电动机正转，时 I0.4失电五相步进电动机为反转。
再按一下1，C20动作，M20失电，C21复位电机停止转动。
3.6 语句表3.7主电路图3.8电机正反转控制图3.9元件清单控制主电路器件清单序号符号名称型号单位数量单价总价（元）1 222 67214-223-08 台 1 1900 19002 M 步进电机865430 台 1 360 3603 熔断器10 个 2 3.9 7.84 按钮开关19-11d 个5 2.6 135 刀开关11F-100A38 个 1 50 506 交流接触器2-0901 个 2 20.5 417 时间继电器H32 个 4 12.5 508 断路器56320-720 个 1 105.3 105.3 3.10 元件布置图总结通过学习理论课程后，在做课程设计能检测我的学习成果和知道自己的不足，此次设计每个人一个题目。
由于平时大家都是学理论，没有过实际设计和调试的经验，拿到的时候都不知道怎么做。
但通过各方面的查资料并学习。
我基本学会了设计的步聚和基本方法。
也锻炼了自己独立做事的能力，怎么去查找资料，怎么去利用手中的资料，怎么样很好的写一篇论文。
在这次设计实践之中，我学会了的基本编程方法，对的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视。
在课程设计过程中我了解到，并不是一门单一的编程技术，它是一门系统专业课程。
可以广义的认为是一台背嵌入操作系统的高可靠性机。
首先需要精深本身的编程语言梯形图、语句表语言。
然后根据程序在实验室进行调试，使其达到预期的程度。
最后，依照调试结果写论文。
不断的锻炼自己的动手和思维能力。
在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。
有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。
自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。
为以后的工作积累了经验，增强了信心。
参考文献[1]张万忠刘明芹电器与控制技术[2]程子华，原理与实例分析.[3]廖常初，编程及应用.[4]高钦和，可编程控制器应用技术及其设计实例.。