【正文】 ......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 0 頁(yè)1 緒論 定位控制技術(shù)國(guó)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(guó)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 頁(yè) 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)。現(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(guó)家的高度重視?，F(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(guó)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，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(chǎng)的一大優(yōu)勢(shì)。PLC 運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)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(yǔ)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 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 18 頁(yè)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/DBD36DBD 64 向前中的附加設(shè)置點(diǎn) dDBD 68 向后中的 Kp =DBD52/DBD56DBD 72 向后中的附加設(shè)置點(diǎn) dDBD 76 估計(jì)向前或向后的附加設(shè)置點(diǎn) d = dmax 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 10 頁(yè)DBD 80 預(yù)置關(guān)斷開關(guān)點(diǎn)DBD 84 關(guān)斷開關(guān)點(diǎn)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 KpDBD 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 MD200DBD 484 臨時(shí)存儲(chǔ)用戶的輔助標(biāo)志位 MD204 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 11 頁(yè)DBW 488 臨時(shí)存儲(chǔ)用戶的輔助標(biāo)志位 MW208DBD 500 臨時(shí)存儲(chǔ)內(nèi)部的輔助標(biāo)志位 MD200DBD 504 臨時(shí)存儲(chǔ)內(nèi)部的輔助標(biāo)志位 MD204DBW 508 臨時(shí)存儲(chǔ)內(nèi)部的輔助標(biāo)志位 MW208 MB200 = DBB500BIT 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) INITMB201 = DBB501BIT 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 = DBB502BIT 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) 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 12 頁(yè)BIT 2 1=帶模擬輸出的向前BIT 3 1=帶模擬輸出的向后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 = DBB503BIT 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 = DBB504BIT 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 0BIT 7 1=所有四次爬行輸入為零MB205 = DBB505BIT 0 1=模擬輸出= 0 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 13 頁(yè)BIT 1 1=模擬輸出 0BIT 2 1=上升沿確定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 = DBB506BIT 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 = DBB507BIT 0 輸入信號(hào) LAGPBIT 1~BIT 6 空置BIT 7 急停記憶MB208 = DBB508BIT 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) 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 14 頁(yè)MB209 = DBB509BIT 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 DBD 504 T MD 204 L DBW 508 T MW 208 SET R M R M (3) 標(biāo)志位的二進(jìn)制輸入： 在此程序中，對(duì)小車運(yùn)行過程中狀態(tài)的不同采用二進(jìn)制進(jìn)行了相應(yīng)的定義。為了將命令傳遞給子站，還應(yīng)該在主站和子站系統(tǒng)上分別開辟用于通訊的虛擬 I/O 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 9 頁(yè)區(qū)。我們使用 Siemens 的 S7 Step 7 來完成硬件組態(tài)。MicroMaster 440變頻器采用模塊化設(shè)計(jì)。主站和子站分工合作，運(yùn)料小車的動(dòng)作控制功能由其上安裝的 ET200S 來完成，而主站只負(fù)責(zé)發(fā)送命令信號(hào)。其中主 PLC 系統(tǒng)安裝在中央控制室內(nèi)，子 PLC 系統(tǒng)安裝在運(yùn)料小車上，它們之間通過 PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。由于焦化的運(yùn)料車質(zhì)量大，行走慣性大，從運(yùn)料小車行走狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)要求平穩(wěn)過度。有時(shí)把梯形圖稱為電路或程序。中央機(jī)架中同時(shí)傳送電源的發(fā)送接口模塊(IM 4601)不能超過兩塊， IM4611 的每個(gè)接口只能帶一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架。分布式擴(kuò)展適用于分布范圍廣的場(chǎng)合，CC 與最后一個(gè) EU 的最大距離為 100m(S7 EU)或 600