【正文】 ........................................................................................................................... 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(jì) (論文 ) 第 1 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(jì)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(jì)算機(jī)硬盤定位系統(tǒng)、紡織、自動(dòng)貼片等。鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 I 頁 西門子 S7400PLC 在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)精確定位中的應(yīng)用 摘 要 隨著科技的不斷發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，定位控制已廣泛應(yīng)用于機(jī)械裝配、材料加工、包裝等工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，而定位的準(zhǔn)確性也成了完成自動(dòng)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段，作為定位控制領(lǐng)域中一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)難題 ——高精度定位，引起了各個(gè)國家的高度重視。 現(xiàn)已被世界公認(rèn)為運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的先驅(qū)及領(lǐng)導(dǎo)者。另外國外開發(fā)的伺服定位產(chǎn)品，采用，模塊化結(jié)構(gòu)，體系結(jié)構(gòu)越來越開放， 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 2 頁 用戶接口越來越完善，大部分都是通用性的，非常適合批量生產(chǎn)，這也是他們的產(chǎn)品占領(lǐng)市場的一大優(yōu)勢。 PLC 運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡單，控制速度快，精度高，可靠性和可維護(hù)性好，安裝、維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn)。 西門子 S7400PLC 是貫穿本課題的主線，本章對(duì)其軟硬件方面的知識(shí)作了基本的介紹。DI/DO 模塊和 AI/AO 模塊統(tǒng)稱為信號(hào)模塊 (SM)。通過 C 總線 (通信總線 )的數(shù)據(jù) 交換 僅限于 CC 和 6 個(gè) EU之間。通信處理器 CP只能安裝在編號(hào)不大于 6 的擴(kuò)展機(jī)架中。語句表比較適合經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員使用，可以實(shí)現(xiàn)某些不能用梯形圖或功能 塊 表示的功能。 小車運(yùn)行設(shè)計(jì) 運(yùn)行圖 按照上述要求可以歸納出行車運(yùn)行圖如 (圖 )。 S7400 的 DI、 DO 部分連接于控制柜內(nèi)，用于開關(guān)系統(tǒng)和電源監(jiān)視，一部分連接小車運(yùn)行軌道上，用于軌道的狀態(tài)監(jiān)視和控制。子站接收到起動(dòng)命令后，向變頻器發(fā)出控制字和頻率字，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候使 電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)，使小車運(yùn)動(dòng)?？梢院芊奖愕膶?shí)現(xiàn)控制功能和狀態(tài)反饋。 (2) 主 站 PLC 系統(tǒng)的組態(tài) 主站 S7400 系統(tǒng)由 S7 4174DP CPU， PROFIBUSDP 接口模塊，電源模塊，數(shù)字量 /模擬量輸入輸出模塊等部分組成，存儲(chǔ)卡使用 S7 MMC 64Kbyte。這樣主站程序只要按一定的格式輸出虛擬 DO，子站的虛擬 DI 就會(huì)接收到信號(hào) 。 (4) 錯(cuò)誤診 斷及復(fù)位 通過下列程序，對(duì)發(fā)生的部分錯(cuò)誤采取相應(yīng)的措施。 M 為 1 時(shí)即慢速向前觸發(fā)，小車慢速向前運(yùn)行， M ，這三個(gè)條件滿足任一個(gè)小車都將由快速向前變?yōu)槁蚯啊? (7) 快 速向前爬行： 此過程中 M 已經(jīng)置 1 ，也就是說向前爬行有效， M 為 1 時(shí)即實(shí)現(xiàn)了快速向前爬行， M 為 1 時(shí)觸發(fā)慢向前的硬信號(hào)，當(dāng)小車行走至此觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，信號(hào)觸發(fā)，常閉開關(guān) M 斷開，快速向前停止， M 是軟 觸發(fā)慢向前信號(hào)，也具有同樣的作用。 PLC 編程實(shí)現(xiàn)控制功能 (1) 標(biāo)志位的定義 (單位： mm) DBD 4 定位設(shè)置 DBD 8 固定參照物的實(shí)際位置 DBD 20 向前距離的預(yù)置關(guān)斷開關(guān) DBD 24 向前距離的關(guān)斷開關(guān) DBD 28 慢速向前的速度設(shè)置點(diǎn) (只在定位 ) DBD 32 快速向前的速度設(shè)置點(diǎn) (只在定位 ) DBD 36 向前的距離 X (為了快速向前速度 ) DBD 40 向后距離的預(yù)置關(guān)斷開關(guān) DBD 44 向后距離的關(guān)斷開關(guān) DBD 48 慢速向后的速度設(shè)置點(diǎn) (只在定位 ) DBD 52 快速向后的速度設(shè)置點(diǎn) (只在定位 ) DBD 56 向后的距離 X (為了快速向后速度 ) DBD 60 向前中的 Kp =DBD32/DBD36 DBD 64 向前中的附加設(shè)置點(diǎn) d DBD 68 向后中的 Kp =DBD52/DBD56 DBD 72 向后中的附加設(shè)置點(diǎn) d DBD 76 估計(jì)向前或向后的附加設(shè)置點(diǎn) d = dmax DBD 80 預(yù)置關(guān)斷開關(guān)點(diǎn) DBD 84 關(guān)斷開關(guān)點(diǎn) 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 10 頁 DBD 88 臨時(shí)緩存：關(guān)于定位的斜坡發(fā)生器之后的速度設(shè)定點(diǎn) DBD 92 臨時(shí)緩存：定位的速度設(shè)置點(diǎn) = 向前最小值 DBD88 和 (設(shè)置點(diǎn) +/ d –實(shí)際值 ) x Kp DBD 96 臨時(shí)緩存：定位的速度設(shè)置點(diǎn) =向前最大值 DBD92 和最小電壓 DBD 116 臨時(shí)緩存：定 位的速度設(shè)置點(diǎn) DBD 120 預(yù)置加速向前循環(huán)中的增量 (爬行和定位 ) DBD 124 預(yù)置減速向前循環(huán)中的減量 (爬行和定位 ) DBD 128 預(yù)置加速向后循環(huán)中的增量 (爬行和定位 ) DBD 132 預(yù)置減速向后循環(huán)中的減量 (爬行和定位 ) DBD 140 向前的最小電壓 =速度設(shè)置點(diǎn)的最小量 (向此點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中 ) DBD 144 向后的最小電壓 =速度設(shè)置點(diǎn)的最小量 (向此點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中 ) DBW 240 錯(cuò)誤字 BIT 1=錯(cuò)誤 BIT 空置 BIT 1=定位設(shè)置點(diǎn)大于向前軟限制開關(guān) (如果不等于 0 定位設(shè)置點(diǎn) EMAX = DBD260) BIT 1=定位設(shè)置點(diǎn)大于向前軟限制開關(guān) (如果不等于 0 定位設(shè)置點(diǎn) EMIN = DBD272) BIT 1=開始零速度控制 BIT 1=錯(cuò)誤：定位不可能 BIT 1=定位錯(cuò)誤 定位誤差 BIT 1=向前結(jié)束位置的硬限位開關(guān) (定位期間 ) BIT 1=向后結(jié)束位置的硬限位開關(guān) (定位期間 ) DBD 260 向前的軟 限制開關(guān) (只對(duì)定位和行動(dòng)中不等于 0 時(shí)的情況 ) DBD 272 向前的軟限制開關(guān) (只對(duì)定位和行動(dòng)中不等于 0 時(shí)的情況 ) DBD 480 臨時(shí)存儲(chǔ)用戶的輔助標(biāo)志位 MD200 DBD 484 臨時(shí)存儲(chǔ)用戶的輔助標(biāo)志位 MD204 DBW 488 臨時(shí)存儲(chǔ)用戶的輔助標(biāo)志位 MW208 DBD 500 臨時(shí)存儲(chǔ)內(nèi)部的輔助標(biāo)志位 MD200 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 11 頁 DBD 504 臨時(shí)存儲(chǔ)內(nèi)部的輔助標(biāo)志位 MD204 DBW 508 臨時(shí)存儲(chǔ)內(nèi)部的輔助標(biāo)志位 MW208 MB200 = DBB500 BIT 0 輸入信號(hào) AE： 1=帶模擬輸入的爬行 BIT 1 輸入信號(hào) ENDV： 1=向前結(jié)束位置的硬限位開關(guān) BIT 2 輸入信號(hào) LAGV： 1=慢速向前的硬信號(hào) BIT 3 輸入信號(hào) LAGR： 1=慢速向后的硬信號(hào) BIT 4 輸入信號(hào) ENDR： 1=向后結(jié)束位置的硬限位開關(guān) BIT 5 輸入信號(hào) MOTO： 1=數(shù)字輸出的電機(jī)定位： 0=模擬輸出和數(shù)字輸出的部分閥門 BIT 6 輸入信號(hào) QUIT： 1=錯(cuò)誤警告 BIT 7 輸入信號(hào) INIT MB201 = DBB501 BIT 0 輸入信號(hào) KNOT： 1=沒有急停 BIT 1 輸入信號(hào) NSP： 1=定位操作 BIT 2 輸入信號(hào) STRT： 1=定位 (如果 KNOT=1 且 NSP=1 且 ENTR=0) BIT 3 輸入信號(hào) ENTR： 1=爬行操作 BIT 4 輸入信號(hào) TPVS： 1=快速向前爬行 BIT 5 輸入信號(hào) TPVL： 1=慢速向前爬行 BIT 6 輸入信號(hào) TPRL： 1=慢速向后爬行 BIT 7 輸入信號(hào) TPRS： 1=快速向后爬行 MB202 = DBB502 BIT 0 1=慢速向前的軟限制開關(guān) BIT 1 1=慢速向后的軟限制開關(guān) BIT 2 1=帶模擬輸出的向前 BIT 3 1=帶模擬輸出的向后 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 12 頁 BIT 4 1=快速向前爬行 BIT 5 1=慢速向前爬行 BIT 6 1=快速向后爬行 BIT 7 1=慢速向后爬行 MB203 = DBB503 BIT 0 1=給定向前爬行的上升沿 BIT 1 產(chǎn)生一個(gè)向前爬行的輔助上升沿 BIT 2 1=給頂向后爬行的上升沿 BIT 3 產(chǎn)生一個(gè)向后爬行的輔助上升沿 BIT 4 1=向前爬行運(yùn)行中 BIT 5 1=向后爬行運(yùn)行中 BIT 6 1=爬行運(yùn)行中 BIT 7 1=爬行使能 MB204 = DBB504 BIT 0 內(nèi)部標(biāo)志位： 1=帶 AE選擇的爬行 BIT 1 內(nèi)部標(biāo)志位： 1=啟動(dòng) ,0=比例閥 BIT 2 內(nèi)部標(biāo)志位： 1=帶 AE選擇的向前爬行 BIT 3 內(nèi)部標(biāo)志位： 1=帶 AE選擇的向后爬行 BIT 4 帶 AE的輔助標(biāo)志位的爬行 BIT 5 1=模擬輸出 =0； 0=模擬輸出 0 (AA 來自臨時(shí)存儲(chǔ) ) BIT 6 1=模擬輸入 =0； 0=模擬輸入 0 BIT 7 1=所有四次爬行輸入為零 MB205 = DBB505 BIT 0 1=模擬輸出 = 0 BIT 1 1=模擬輸出 0 BIT 2 1=上升沿確定 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 13 頁 BIT 3 給定一個(gè)輔助標(biāo)志位的上升沿 BIT 4 1=固定參照物上升沿運(yùn)行 BIT 5 給定固定上升沿的輔助上升沿運(yùn)行 BIT 6 空置 BIT 7 輔助標(biāo)志位跳出網(wǎng)絡(luò) MB206 = DBB506 BIT 0 1=向前的軟限制開關(guān)觸發(fā) (DBD260 不等于 0) BIT 1 1=慢速向前到結(jié)束位置時(shí)觸發(fā) (DBD264 不等于 0) BIT 2 1=慢速向后到結(jié)束位置時(shí)觸發(fā) (DBD268 不等于 0) BIT 3 1=向后軟限制開關(guān)觸發(fā) (DBD272 不等于 0) BIT 4~BIT 7 空置 MB207 = DBB507 BIT 0 輸入信號(hào) LAGP BIT 1~BIT 6 空置 BIT 7 急停記憶 MB208 = DBB508 BIT 0 空置 BIT 1 空置 BIT 2 1=慢速向前定位 BIT 3 1=快速 向前定位 BIT 4 1=慢速向后定位 BIT 5 1=快速向后定位 BIT 6 1=位置到達(dá)停止 BIT 7 1=位置沒有到達(dá) MB209 = DBB509 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 14 頁 BIT 0 1=給定 STRT上升沿 BIT 1 給定 ―STRT‖一個(gè)輔助上升沿 BIT 2 1=定位程序運(yùn)行中 BIT 3 驅(qū)動(dòng)方向： 0=向前， 1=向后 BIT 4 速度： 0=慢速， 1=快速 BIT 5 1=軸運(yùn)行 BIT 6 1=定位不可能 BIT 7 1=帶電機(jī)的定位 (2) 標(biāo)志位的保存和載 入 打開程序塊，要對(duì)程序的標(biāo)志位進(jìn)行賦 值 和傳送操作，程序如下所示： L MD 200 T DBD 480 L MD 204 T DBD 484 L MW 208 T DBW 488 L DBD 500 T MD 200 L DB