[发明专利]一种基于PLC的步进电机实验装置及方法

权利要求书

1.一种基于PLC的步进电机实验装置；包括实验台，其特征在于，所述实验台上设置有PLC控制器、人机交互界面、PC端、手动控制按钮、脉冲分配器、步进电机驱动电路、步进电机、光电编码器，所述人机交互界面用于控制所述PLC控制器的输入输出以及整个实验装置状态的监控，所述PC端用于对所述PLC控制器进行程序的修改和监控，所述PLC控制器通过脉冲分配器、步进电机驱动电路与所述步进电机相连，所述PLC控制器用于输出设定频率的脉冲信号并经脉冲分配器、步进电机驱动电路实现步进电机的运动，所述PLC控制器与所述步进电机之间还设置光电编码器，所述光电编码器用于对步进电机速度的测量并反馈给PLC控制器。

2.根据权利要求1所述一种基于PLC的步进电机实验装置，其特征在于，所述人机交互界面包括触摸屏，所述触摸屏通过RS232、FX3UPLC进行与所述PLC控制器的通信，所述触摸屏通过角度调节组件与所述实验台连接。

3.根据权利要求1所述一种基于PLC的步进电机实验装置，其特征在于，所述步进电机驱动电路为三相反应式步进电动机驱动电路，所述三相反应式步进电动机驱动电路包括整流电路、稳压电路、放大电路，所述整流电路用于对降压后的电源进行整流，所述稳压电路用于对整流电路输出电压进行稳压，所述放大电路用于放大电流进而放大输入信号功率。

4.根据权利要求3所述一种基于PLC的步进电机实验装置，其特征在于，所述PLC控制器还与电源模块相连，所述电源模块采用220V交流电源来供电，通过变压器将电压调节为13.6V，并通过所述整流电路整流成供所述放大电路使用的直流电源，所述整流电路为桥式整流电路，所述桥式整流电路包括四个IN4007大功率二极管。

5.根据权利要求1所述一种基于PLC的步进电机实验装置，其特征在于，所述实验台上还设置有磁粉制动器和张力控制器，所述磁粉制动器与所述步进电机同轴连接，所述磁粉制动器用于使步进电机模拟带负载运行，所述张力控制器用于调节所述磁粉制动器转矩的大小。

6.一种基于PLC的步进电机实验方法，其特征在于，该方法使用权利要求1-5任一项所述的实验装置，包括以下步骤：

S1:预先通过PC端对PLC控制器内部程序进行设置，使步进电机具备四种工作模式，四种所述工作模式包括单步运行模式、连续运行模式、加减速运行模式和调速运行模式，并预先对触摸屏内部操作界面进行设置；

S2:通过触摸屏主界面对步进电机工作模式进行选择；

S3: 触摸屏通过对不同工作模式的选择，切换到对应的次级选择界面，通过次级界面对步进电机不同工作方式进行选择；

S4:步进电机根据选择的工作模式以及工作方式进行工作；

S5:在次级界面选择是否复位，复位则返回到步骤S2，不复位步进电机继续以该种工作模式以及工作方式进行工作。

7.根据权利要求6所述一种基于PLC的步进电机实验方法，其特征在于，在步骤S3中，当选择单步运行模式时，触摸屏切换到单步运行模式界面，在该界面中能够对步进电机的三种励磁方式以及对步进电机的正反转进行选择，在选择完成后，每按一下执行键，步进电动机以已选择的工作方式和方向转动一次，同时该界面上的三个指示灯能够按照所选工作方式和方向三相通电顺序依次点亮。

8.根据权利要求7所述一种基于PLC的步进电机实验方法，其特征在于，所述三种励磁方式分别为单三拍、双三拍和三相六拍运行方式。