【正文】 for the of the procedures used Tixingtu, userfriendly, concise and clear and flexible modification features.Key words：Positioning Control Technology,PLC,Transportted Materials Trolleys, Frequentcy Inverter鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）　　　　　　　　　　第 II 頁 目 錄摘 要 ...........................................................................................................................................IABSTRACT...............................................................................................................................II1 緒論 ..........................................................................................................................................1 定位控制技術(shù)國內(nèi)外背景及研究的目的和意義 ...........................................................1 運料小車的介紹及其應(yīng)用 ...............................................................................................2 變頻器調(diào)速技術(shù)簡介 .......................................................................................................2 論文的主要工作 ...............................................................................................................32 西門子 S7400 的組成與變頻調(diào)速原理 ................................................................................4 S7400 系列 PLC 的基本結(jié)構(gòu) .........................................................................................4 STEP7 的編程語言 ...........................................................................................................5 變頻調(diào)速的原理 ...............................................................................................................53 運料小車的精確定位的設(shè)計方案 ..........................................................................................6 設(shè)計的產(chǎn)生背景 ...............................................................................................................6 小車運行設(shè)計 ...................................................................................................................6 PLC 與變頻器的通訊部分的軟件設(shè)計 ........................................................................31結(jié)論 ...........................................................................................................................................37致謝 ...........................................................................................................................................39參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................40附錄 A (MICROMASTER 440 OPERATING INSTRUCTIONS) .........................................41附錄 B (MICROMASTER 440 使用大全) ..............................................................................48 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 0 頁1 緒論 定位控制技術(shù)國內(nèi)外背景及研究的目的和意義 定位控制技術(shù)是適應(yīng)現(xiàn)代高科技需要而發(fā)展起來的先進(jìn)控制技術(shù)，是高科技產(chǎn)品開發(fā)過程中不可或缺的關(guān)鍵手段，它應(yīng)用于現(xiàn)代電子，傳感技術(shù)及計算機(jī)等高新技術(shù)，并綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)發(fā)展的新成果，不管是在民用工業(yè)，還是在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中都有著極其廣泛的應(yīng)用前景，如機(jī)床定位、精密醫(yī)療器械、計算機(jī)硬盤定位系統(tǒng)、紡織、自動貼片等。在定位控制技術(shù)的研究和發(fā)展過程中，定位控制算法起著決定性的作用，它是實現(xiàn)高精度定位的基礎(chǔ)，也是衡量一個國家定位控制優(yōu)劣的重要標(biāo)志。如美國的 GALIL 公司，自 1983 年成立之日起，專門致力于精密運動控制器的開發(fā)。日本在這方面技術(shù)也是領(lǐng)先的，如它們開發(fā)的 DSS 型定位控制器，采用交流伺服電機(jī)，在保證最高速度 330mm/sec 下，重復(fù)定位精度可達(dá)177。速度和位置檢測多采用編碼器，實現(xiàn)全數(shù)字化控制也是一個 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 1 頁總體的發(fā)展方向。本課題就以工業(yè)領(lǐng)域中運料小車為例，采用德國西門子公司 S7400 通過變頻器對其運動過程實現(xiàn)精確定位，其目的是通過引入先進(jìn)的定位控制技術(shù)，能夠很好的改善系統(tǒng)特性，以滿足對定位精度提出的要求。將 PLC 應(yīng)用到運料小車電氣控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)運料小車的自動化控制，降低系統(tǒng)的運行費用。它本身具有故障率低、調(diào)速精度高、保護(hù)功能多、節(jié)能效果顯著等優(yōu)點，在各行業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。全文共分四章，下面簡要介紹各章的主要工作：綜述了定位控制系統(tǒng)的背景資料及國內(nèi)國外現(xiàn)狀，同時對與本課題緊密相關(guān)的運料小車和變頻器調(diào)速技術(shù)作了簡要的介紹。作為全文的結(jié)尾，總結(jié)了本文的主要工作，取得的成果及有待改進(jìn)的地方，并進(jìn)一步展望了定位控制系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展。作為本論文的主控設(shè)備，現(xiàn)將其系列的組成作如下介紹： S7400 系列 PLC 的基本結(jié)構(gòu)S7400 由機(jī)架、電源模塊(PS)、中央處理單元(CPU)、數(shù)字量輸入/ 輸出(DI/DO)模塊、模擬量輸入/輸出(AI/AO) 模塊、通信處理器(CP)、功能模塊(FM)和接口模塊(IM)組成。如果有擴(kuò)展機(jī)架，中央機(jī)架和擴(kuò)展都需要安裝接口模塊。CC 最多插 6 塊發(fā)送 IM，最多只有 2 個 IM 可以提供 5V 電源。使用光纜時 CC 和最后一個節(jié)點的距離為 23km。擴(kuò)展機(jī)架中的借口模塊只能安裝在最右邊的槽(第 18 槽或第 19 槽)。STEP 7 還有多種編程語言可供用戶選用，但由于本系統(tǒng)中未曾涉及，在本文里就不作介紹了。語句表(STL)S7 系列 PLC 將指令表稱為語句表(Statement List)，它是一種類似于微機(jī)的匯編語言中的文本語言，多條語句組成一個程序段。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 6 頁3 運料小車的精確定位的設(shè)計方案 設(shè)計的產(chǎn)生背景在工業(yè)生產(chǎn)工程控制中，有不少定位、定量的控制任務(wù)而且這些定位的問題是其過程實現(xiàn)自動化的一個極其重要的環(huán)節(jié)。為了完成上述控制要求的行車運行，采用 PLC 和變頻器的結(jié)合將是一個很好的選擇。2) 在滿足上述條件的情況下，盡可能地選擇較大的加速度，以提高生產(chǎn)效率。硬件選擇(1) 主站的 PLC 系統(tǒng)采用西門子的 S7400 系列。主站只需要發(fā)送命令即可，減輕了主站 PLC 的負(fù)擔(dān)。例如，操作員在現(xiàn)場安下起動按鈕，主站接收到 DI 輸入，并轉(zhuǎn)化成起動命令，傳遞給子站。S7400 除了控制小車的運行，還負(fù)責(zé)系統(tǒng)的開關(guān)、狀態(tài)的顯示以及錯誤狀態(tài)的手動復(fù)位等。因此只需插入 PROFIBUSDP 通訊模塊，即可通 PROFIBUS總線與子站 PLC 通訊。假設(shè)變頻器的輸出頻率從 增加到 50Hz、從 50Hz 降至 的時間設(shè)定為 1s 時，小車所獲得加速度和減速度都可以滿足要求。為了識別 ET200S 遠(yuǎn)程 I/O站和 MicroMaster 440 變頻器，還必須加裝 S7 Step 7 SP1 軟件包。(4) 分布式結(jié)構(gòu)的組態(tài)和通訊區(qū)設(shè)置主站和子站之間是一對多的關(guān)系，一臺主站與所有子站通過 PROFIBUSDP 通訊。主站上的虛擬 I/O 區(qū)對應(yīng)于小車上的虛擬 I/O 區(qū)。(5) 組態(tài)信息的下載HW config 程序和 Net pro 程序都提供組態(tài)信息的下載。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 15 頁 A KNOT = M A NSP = M A STRT = M A ENTR = M A TPVS = M A TPVL = M A TPRL = M A TPRS = M A AE = M A ENDV = M A LAGV = M A LAGR = M A ENDR = M A MOTO = M A QUIT 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 16 頁 = M A INIT = M A LAGP = M L ZYKL T DBW 242例如：狀態(tài) KNOT 為 1 時代表無緊急停車，此時臨時變量 M 瞬時產(chǎn)生一個脈沖，用于以后程序塊的觸發(fā)。M 為 1 時表示小車向前爬行中觸發(fā)了極限位置的硬件限位開關(guān)，M 為 1 時小車爬行使能。(8) 慢速向前爬行 M 向前爬行使能， M 為 1 小車快速向前爬行，在此起到與快速互鎖的功能，這樣的例子在程序中經(jīng)常