【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)計和操作過程中，我遇到的第一個難點就是驅(qū)動器的參數(shù)設(shè)置和調(diào)試。組件說明中作為按 鈕和伺服狀態(tài)顯示的 M是利用臺達(dá) dopa人機(jī)界面來設(shè)計。梯形圖語言直觀，邏輯關(guān)系簡易，是電氣技術(shù)人員很流行的語言。 ④ 驅(qū)動器與電機(jī)連線預(yù)留一定長度； （ 5）人機(jī)界面控制線路 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，請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)界面無法正常運(yùn)作。 Main circuit of switch:開關(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 設(shè)備接線分析 完成以上分析和選型工作后， 便可著手電氣原理圖的設(shè)計及系統(tǒng)電氣線路的連接。 驅(qū)動器端子說明 圖 332 驅(qū)動器端子說明 圖 333 驅(qū)動器端口說明 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，支持多種廠牌的控制器，不需額外開發(fā)通信程式，大幅度節(jié)省系統(tǒng)設(shè)計；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，必須選用其他型號電機(jī)并用計算值來驗證是否符合設(shè)計要求。 每種型號電機(jī)的規(guī)格項內(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)動方式（水平、垂直、旋轉(zhuǎn)）等；運(yùn)動條件與電機(jī)輸出功率無直接關(guān)系，但是一般電機(jī)輸出功率越高，相對輸出轉(zhuǎn)矩也會越高。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： （ 1） 優(yōu)異的運(yùn)算效能，內(nèi)部自帶很多輔助指令簡單，效率高 （ 2）簡易通訊功能，直 接可以通過 USB 與 RS232 轉(zhuǎn)接口進(jìn)行下載程序 （ 3）支持運(yùn)動控制和速度控制指令，搭配高速脈沖輸出功能，輕易達(dá)成兩軸同動的控制要求。 （ 7）調(diào)試程序。 （ 2）制作 I/O 地址分配表。近年來隨著 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 控制器的各個部件，包括 CPU，電源， I/O 等均采用模塊化設(shè)計，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。其工作原理是當(dāng)接觸器線圈得電后，線圈吸合并帶動觸頭動作：原常閉觸頭斷開；原常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的。在很多情況下，伺服系統(tǒng)專指被控制量（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）。國外的相關(guān)開發(fā)計劃和成熟技術(shù)對我國的機(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。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，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)與用戶之間進(jìn)行信息交換的媒介，以畫面顯示實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。這些不同的控制系統(tǒng)方式的實現(xiàn)各有各的特點，成本也各有差異，于是針對不同的設(shè)備有對精度和響應(yīng)速度的不同要求，選擇合適的控制系統(tǒng)和最優(yōu)的性價比就非常必要 。 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）又稱隨動系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)。 伺服驅(qū)動器：是用來 控制伺服電機(jī)的，通過與 PLC 指令實現(xiàn)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，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。就是因為有信號處理和程序運(yùn)行的速度， PLC經(jīng)常用于各個領(lǐng)域大 、中、小型工業(yè)控制項目。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，電機(jī)等選型 第四章介紹本系統(tǒng) PLC 程序的設(shè)計； 第五章講解了 HMI 軟件顯示畫面的設(shè)計； 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 本系統(tǒng)方案的設(shè)計主要來源于這次畢設(shè)課題的要求和當(dāng)今社會的背景，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)電光一體化的自動化控制技術(shù)的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中正起著越來越重要的作用。 （ 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，對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)性能起著重要的作用。 ES 系列主機(jī) 40點， 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 信號轉(zhuǎn)化為 轉(zhuǎn)矩 和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。 （ 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)型號進(jìn)行對比。磁極對數(shù)（ 1轉(zhuǎn)差率 ） 60（秒） 50（ HZ）247。 如下表所示，紅線框表示本系統(tǒng)選擇的伺服驅(qū)動器和所對應(yīng)的伺服電機(jī)型號。 10%（幅度 PP:Max10%） 消 耗電源 光源 紅色 LED(調(diào)制 ) 動作方式 由控制線選擇開 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 電源線路反接保護(hù)，輸出端電流過載保護(hù) 指示燈 紅色動作指示燈 連接方式 配線連接 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 太陽光： ,000ι x，日光燈： ,000ι x 環(huán)境溫度 操作時： 10 to 50℃（未結(jié)冰狀態(tài)） 保存時： 25 to 70℃ 環(huán)境濕度 35 to 85%RH,保存時： 35 to 85%RH 材質(zhì) 外殼： ABS 電纜 4P,Φ 5mm，長度： 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 動作檢測共有 3處 ， 全部采用接近式光電傳感器進(jìn)行檢測并向系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的電信號進(jìn)行控制。 (2）伺服控制線路 伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動兩大件組成 ，通過與上位機(jī) PLC 的通信最終完成定位 圖 358 伺服驅(qū)動通訊 的連接示意圖 元件安裝接線過程應(yīng)注意以下幾點事項： ① 檢查 R、 S、 T（ L1M、 L2M） 與 L L2 的電源和接線是否正確。 編程語言介紹 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 說明 PLC 軟地址 說明 M0 作為原點回歸開關(guān) M10 驅(qū)動器啟動開關(guān) M1 正轉(zhuǎn) 10 圈開關(guān) M11 驅(qū)動器異常復(fù)位開關(guān) M2 反轉(zhuǎn) 10 圈開關(guān) M12 暫停輸出開關(guān)（ PLC 脈沖暫停輸出） M3 坐標(biāo) 600000 開關(guān) M13 驅(qū)動器緊急停止開關(guān) M4 坐標(biāo) 600000 開關(guān) X0 正轉(zhuǎn)極限傳感器 X1 反轉(zhuǎn)極限傳感器 Y6 驅(qū)動器啟動信號 X4 原點信號傳感器 Y7 伺服異常復(fù)位信號 X3 驅(qū)動器的啟動準(zhǔn)備完畢信號（ M20） Y2 伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)禁止信號 X10 驅(qū)動器的零速度信號（ M21） Y3 伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)禁止信號 X5 驅(qū)動器的原點回歸完成信號（