【正文】 在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作過(guò)程中，我遇到的第一個(gè)難點(diǎn)就是驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置和調(diào)試。組件說(shuō)明中作為按 鈕和伺服狀態(tài)顯示的 M是利用臺(tái)達(dá) dopa人機(jī)界面來(lái)設(shè)計(jì)。梯形圖語(yǔ)言直觀(guān)，邏輯關(guān)系簡(jiǎn)易，是電氣技術(shù)人員很流行的語(yǔ)言。 ④ 驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)連線(xiàn)預(yù)留一定長(zhǎng)度； （ 5）人機(jī)界面控制線(xiàn)路 圖 361 人機(jī)界面反面面板圖 注意：輸入電源為 DC24V，使用人機(jī)界面時(shí)，請(qǐng)勿以尖銳物品碰觸面板，否則可能導(dǎo)致面板凹陷，進(jìn)而使人機(jī)界面無(wú)法正常運(yùn)作。 Main circuit of switch:開(kāi)關(guān)主回路 Brown:棕色 Blue:藍(lán)色 圖 357 控制輸出電路 由結(jié)構(gòu)圖可以看出，藍(lán)色線(xiàn)端接電源負(fù)極（ 24V）， PLC 的輸入端接棕色 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 16 電氣原理控制圖設(shè)計(jì) 設(shè)備接線(xiàn)分析 完成以上分析和選型工作后， 便可著手電氣原理圖的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)電氣線(xiàn)路的連接。 驅(qū)動(dòng)器端子說(shuō)明 圖 332 驅(qū)動(dòng)器端子說(shuō)明 圖 333 驅(qū)動(dòng)器端口說(shuō)明 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 12 HMI 的選型 本系統(tǒng)采用的是臺(tái)達(dá) B 系列的人機(jī)界面，其強(qiáng)大的控制器支援性，支持多種廠(chǎng)牌的控制器，不需額外開(kāi)發(fā)通信程式，大幅度節(jié)省系統(tǒng)設(shè)計(jì)；除了標(biāo)準(zhǔn)串口列通訊界面（ RS485/RS232/RS422）外， DOPB 人機(jī)還支援 USB、乙太網(wǎng)絡(luò)、音效、 SD 卡界面，可滿(mǎn)足各種不同應(yīng)用的需求。如果電齒輪比為 1， 25 轉(zhuǎn) /秒，所以 PLC 的脈沖發(fā)送頻率就是 2510000 脈沖 /秒（也就是 250K 赫茲）。 （ 6）初步選定的電機(jī)輸出最大轉(zhuǎn)矩必須大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩 +加 /減速轉(zhuǎn)矩；如果不符合條件要求，必須選用其他型號(hào)電機(jī)并用計(jì)算值來(lái)驗(yàn)證是否符合設(shè)計(jì)要求。 每種型號(hào)電機(jī)的規(guī)格項(xiàng)內(nèi)均有額 定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩及電機(jī)慣量等參數(shù)，各參數(shù)與負(fù)載轉(zhuǎn)矩及負(fù)載慣量間必定有相關(guān)聯(lián)系存在，選用電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)符合負(fù)載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)條件要求，如加速度的快慢、機(jī)構(gòu)的重量、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式（水平、垂直、旋轉(zhuǎn)）等；運(yùn)動(dòng)條件與電機(jī)輸出功率無(wú)直接關(guān)系，但是一般電機(jī)輸出功率越高，相對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩也會(huì)越高。通信部：內(nèi)建 RS232 與 RS485，相容 ModbusASCII/RTU 通信協(xié)議 該系列 PLC 有如下特點(diǎn)： （ 1） 優(yōu)異的運(yùn)算效能，內(nèi)部自帶很多輔助指令簡(jiǎn)單，效率高 （ 2）簡(jiǎn)易通訊功能，直 接可以通過(guò) USB 與 RS232 轉(zhuǎn)接口進(jìn)行下載程序 （ 3）支持運(yùn)動(dòng)控制和速度控制指令，搭配高速脈沖輸出功能，輕易達(dá)成兩軸同動(dòng)的控制要求。 （ 7）調(diào)試程序。 （ 2）制作 I/O 地址分配表。近年來(lái)隨著 PLC 技術(shù)的不斷發(fā)展，今后的伺服也進(jìn)一步詮 釋 PLC 強(qiáng)大控制功能。 PLC 控制器的各個(gè)部件，包括 CPU，電源， I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。其工作原理是當(dāng)接觸器線(xiàn)圈得電后，線(xiàn)圈吸合并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作：原常閉觸頭斷開(kāi)；原常開(kāi)觸頭閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。在很多情況下，伺服系統(tǒng)專(zhuān)指被控制量（系統(tǒng)的輸出量）是機(jī)械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機(jī)械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角）。國(guó)外的相關(guān)開(kāi)發(fā)計(jì)劃和成熟技術(shù)對(duì)我國(guó)的機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn) ,在此同時(shí)也帶給我們機(jī)遇。Pulse + direction39。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。 人機(jī)界面， 主要是為了更好的便于人員操作 也 是系統(tǒng)與用戶(hù)之間進(jìn)行信息交換的媒介，以畫(huà)面顯示實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類(lèi)可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。這些不同的控制系統(tǒng)方式的實(shí)現(xiàn)各有各的特點(diǎn)，成本也各有差異，于是針對(duì)不同的設(shè)備有對(duì)精度和響應(yīng)速度的不同要求，選擇合適的控制系統(tǒng)和最優(yōu)的性?xún)r(jià)比就非常必要 。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 2 伺服定位系統(tǒng)的概述 伺服定位系統(tǒng)的組成 伺服系統(tǒng)（ servomechanism）又稱(chēng)隨動(dòng)系統(tǒng)，是用來(lái)精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過(guò)程的反饋控制系統(tǒng)。 伺服驅(qū)動(dòng)器：是用來(lái) 控制伺服電機(jī)的，通過(guò)與 PLC 指令實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，高精度的定位系統(tǒng)可以用到它。就是因?yàn)橛行盘?hào)處理和程序運(yùn)行的速度， PLC經(jīng)常用于各個(gè)領(lǐng)域大 、中、小型工業(yè)控制項(xiàng)目。此外為了方便性能操作，它還有多種人 機(jī)接口模塊 。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，如果出現(xiàn)故障可以及時(shí)更換故障模塊使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。主要內(nèi)容如下： 第一章扼要地介紹了伺服定位系統(tǒng)的概述、特點(diǎn)與背景； 第二章伺服定位系統(tǒng) 的控制方案； 第三章介紹了組成系統(tǒng)的主要硬件的選型，例如 PLC、伺服驅(qū)動(dòng)，電機(jī)等選型 第四章介紹本系統(tǒng) PLC 程序的設(shè)計(jì)； 第五章講解了 HMI 軟件顯示畫(huà)面的設(shè)計(jì)； 第六章結(jié)論 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 5 2 定位系統(tǒng)控制方案的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)主要來(lái)源于這次畢設(shè)課題的要求和當(dāng)今社會(huì)的背景，隨著不斷提高的現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，氣動(dòng)技術(shù)、液壓技術(shù)、傳感器技術(shù)、 PLC 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)等多種技術(shù)的緊密結(jié)合而形成的機(jī)電液一體化、機(jī)電氣一體化、機(jī)電光一體化的自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中正起著越來(lái)越重要的作用。 （ 5）繪制程序流程圖。 PLC 選型 PLC 的選型 PLC 是控制系統(tǒng)的控制部分相當(dāng)于人的大腦，正確的選擇 PLC，對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)性能起著重要的作用。 ES 系列主機(jī) 40點(diǎn)， 16in/16out 伺服電機(jī)可使控制的速度，位置精度都非常準(zhǔn)確，可以將 電壓 信號(hào)轉(zhuǎn)化為 轉(zhuǎn)矩 和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。 （ 3）根據(jù)負(fù)載慣量與伺服電機(jī)慣量預(yù)選定幾種電機(jī)型號(hào)進(jìn)行對(duì)比。磁極對(duì)數(shù)（ 1轉(zhuǎn)差率 ） 60（秒） 50（ HZ）247。 如下表所示，紅線(xiàn)框表示本系統(tǒng)選擇的伺服驅(qū)動(dòng)器和所對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)型號(hào)。 10%（幅度 PP:Max10%） 消 耗電源 光源 紅色 LED(調(diào)制 ) 動(dòng)作方式 由控制線(xiàn)選擇開(kāi) 關(guān) /DARK ON 方式 靈敏度調(diào)整 兩種調(diào)節(jié)方式： 粗略調(diào)節(jié)， 精確調(diào)節(jié)（ VR） 控制輸出 電壓負(fù)荷： 電流負(fù)荷： 殘余電壓： 保護(hù)電路 電源線(xiàn)路反接保護(hù)，輸出端電流過(guò)載保護(hù) 指示燈 紅色動(dòng)作指示燈 連接方式 配線(xiàn)連接 絕緣阻抗 （ at 500VDC） 耐電壓 1,000VAC 50/60Hz 1 分鐘 抗沖擊 500m/s2（ 50G） in X,Y,Z 各 方向 3次 環(huán)境亮度 太陽(yáng)光： ,000ι x，日光燈： ,000ι x 環(huán)境溫度 操作時(shí)： 10 to 50℃（未結(jié)冰狀態(tài)） 保存時(shí)： 25 to 70℃ 環(huán)境濕度 35 to 85%RH,保存時(shí)： 35 to 85%RH 材質(zhì) 外殼： ABS 電纜 4P,Φ 5mm，長(zhǎng)度： 2m 附件 調(diào)節(jié)起子，支架，螺母 /螺栓 重量 約 .90g 表 353 傳感器性能參數(shù) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 15 本課題中傳感器 動(dòng)作檢測(cè)共有 3處 ， 全部采用接近式光電傳感器進(jìn)行檢測(cè)并向系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的電信號(hào)進(jìn)行控制。 (2）伺服控制線(xiàn)路 伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)兩大件組成 ，通過(guò)與上位機(jī) PLC 的通信最終完成定位 圖 358 伺服驅(qū)動(dòng)通訊 的連接示意圖 元件安裝接線(xiàn)過(guò)程應(yīng)注意以下幾點(diǎn)事項(xiàng)： ① 檢查 R、 S、 T（ L1M、 L2M） 與 L L2 的電源和接線(xiàn)是否正確。 編程語(yǔ)言介紹 PLC 的控制是由程序?qū)崿F(xiàn)的。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 19 I/O 地址表如下： PLC 軟地址 說(shuō)明 PLC 軟地址 說(shuō)明 M0 作為原點(diǎn)回歸開(kāi)關(guān) M10 驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)開(kāi)關(guān) M1 正轉(zhuǎn) 10 圈開(kāi)關(guān) M11 驅(qū)動(dòng)器異常復(fù)位開(kāi)關(guān) M2 反轉(zhuǎn) 10 圈開(kāi)關(guān) M12 暫停輸出開(kāi)關(guān)（ PLC 脈沖暫停輸出） M3 坐標(biāo) 600000 開(kāi)關(guān) M13 驅(qū)動(dòng)器緊急停止開(kāi)關(guān) M4 坐標(biāo) 600000 開(kāi)關(guān) X0 正轉(zhuǎn)極限傳感器 X1 反轉(zhuǎn)極限傳感器 Y6 驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)信號(hào) X4 原點(diǎn)信號(hào)傳感器 Y7 伺服異常復(fù)位信號(hào) X3 驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)準(zhǔn)備完畢信號(hào)（ M20） Y2 伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)禁止信號(hào) X10 驅(qū)動(dòng)器的零速度信號(hào)（ M21） Y3 伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)禁止信號(hào) X5 驅(qū)動(dòng)器的原點(diǎn)回歸完成信號(hào)（