【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合[10]。在本設(shè)計(jì)方案中所采用驅(qū)動(dòng)器參數(shù)如表3及伺服電機(jī)參數(shù)見(jiàn)表4 。表3 伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)型號(hào) ASDA0421AB功率 400W輸出電源110V 0~200Hz 輸入電源220~230V 3PH 50/60Hz 220~230V 1PH 50/60Hz 表4伺服電機(jī)參數(shù)型號(hào)ECMAC30604ES功率400W輸入電源110V 輸出3000R/M PLC和人機(jī)界面控制系統(tǒng)本設(shè)計(jì)方案采用觸摸屏DOPAE系列16灰度觸摸屏和Delta 晶體管輸出PLC DVP40EH00T2型PLC構(gòu)成主控制器，DVP40EH00T2型PLC擁有24個(gè)硬輸入點(diǎn)和16個(gè)硬輸出點(diǎn)，PLC能通過(guò)24個(gè)輸入點(diǎn)接收外部信號(hào)和脈沖，并通過(guò)PLC的中央處理器，對(duì)外部信號(hào)和脈沖進(jìn)行處理和運(yùn)算，通過(guò)程序的邏輯運(yùn)算，來(lái)實(shí)現(xiàn)控制效果。通過(guò)觸摸屏畫(huà)面程序控制PLC向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖來(lái)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且我們還可以利用PLC內(nèi)部繼電器,定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，和一些特殊功能寄存器來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)方案的需求。并且我們的設(shè)計(jì)方案還擴(kuò)展了光電傳感器和接近傳感器，這兩種傳感器都是在自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的比較頻繁的傳感器，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)通常利用光電傳感器對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)所生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而來(lái)確定生產(chǎn)線(xiàn)的單位時(shí)間的生產(chǎn)效率。接近開(kāi)關(guān)在工業(yè)中的應(yīng)用就更為廣泛，例如在流水線(xiàn)中測(cè)量工件的長(zhǎng)度及位置，在控制技術(shù)中測(cè)量工件的位移和速度等。人機(jī)界面（Human Machine Interaction，簡(jiǎn)稱(chēng)HMI），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[11]。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。現(xiàn)在大量運(yùn)用在工業(yè)與商業(yè)上，簡(jiǎn)單的區(qū)分為“輸入”（Input）與“輸出”（Output）兩種，輸入指的是由人來(lái)進(jìn)行機(jī)械或設(shè)備的操作，如把手、開(kāi)關(guān)、門(mén)、指令（命令）的下達(dá)或保養(yǎng)維護(hù)等，而輸出指的是由機(jī)械或設(shè)備發(fā)出來(lái)的通知，如故障、警告、操作說(shuō)明提示等，好的人機(jī)接口會(huì)幫助使用者更簡(jiǎn)單、更正確、更迅速的操作機(jī)械，也能使機(jī)械發(fā)揮最大的效能并延長(zhǎng)使用壽命，而目前市面上所指的人機(jī)接口則多界狹義的指在軟件人性化的操作接口上。人機(jī)界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產(chǎn)品的性能高低，是HMI的核心單元[12]。根據(jù)HMI的產(chǎn)品等級(jí)不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器[13]。HMI軟件一般分為兩部分，即運(yùn)行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運(yùn)行于PC機(jī)Windows操作系統(tǒng)下的畫(huà)面組態(tài)軟件（如ScrEdit－HMI畫(huà)面組態(tài)軟件）。使用者都必須先使用HMI的畫(huà)面組態(tài)軟件制作“工程文件”，再通過(guò)PC機(jī)和HMI 產(chǎn)品的USB或串口者通訊口，把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運(yùn)行[14]。 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)規(guī)格在本設(shè)計(jì)方案中，將外部設(shè)計(jì)成相對(duì)合理的規(guī)格如表5，面板設(shè)計(jì)成比較適中的大小見(jiàn)表6，在設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)計(jì)算中角鋼用料設(shè)計(jì)和配件用量如表7和表8。在被方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，控制工藝要求將變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器都要引入外接妞子開(kāi)關(guān)和指示燈，用于對(duì)變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器的單獨(dú)控制，根據(jù)工藝要求，設(shè)計(jì)方案對(duì)變頻器和和伺服驅(qū)動(dòng)器都將引入五個(gè)扭子開(kāi)關(guān)和兩個(gè)指示燈如表5?？紤]空間放置觸摸屏、伺服驅(qū)動(dòng)器，變頻器、PLC、光電傳感器、接近傳感器、行程開(kāi)關(guān)、電磁閥、按鈕開(kāi)關(guān)等設(shè)備的安裝空間，故將設(shè)備設(shè)計(jì)成高1600mm、寬700mm、長(zhǎng)600mm的框架表7，并在水平600mm的位置放置一塊600mm*700mm的水平面板，在水品面板上放置一塊630mm*700mm的垂直面板如表6，用于安裝以上的各種設(shè)備。表5外型規(guī)格表高長(zhǎng)高表6面板材料規(guī)格700mm*600mm700mm*650mm塑料面板 1*5 1* 5 表7角鋼材料規(guī)格700mm600mm900mm1600mm350mm180mm120mm角鋼12*510*52*52*51*52*53*5表8 螺絲材料 三角片M8螺絲釘M6螺絲釘墊片M1螺絲釘400個(gè)1000個(gè)200個(gè)200個(gè)15個(gè)3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的問(wèn)題和解決方案在本設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，給我的設(shè)計(jì)工作造成很大的困難，同時(shí)也使我學(xué)會(huì)如何了獨(dú)立解決自動(dòng)化工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的方法，加深了自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，鍛煉自我的自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)能力，為我以后從事自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)行業(yè)工作提供了一定的基礎(chǔ)。 伺服驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)報(bào)警在本設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試過(guò)程中伺服驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)了ALE09的報(bào)警，通過(guò)查看伺服驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)手冊(cè)，得出是位置控制誤差過(guò)大的異警，造成這種現(xiàn)象的原因有最大位置誤差參數(shù)設(shè)定過(guò)小、增益值設(shè)定過(guò)小 、扭矩限制過(guò)低、外部負(fù)載過(guò)大的原因。在對(duì)異警進(jìn)行檢查過(guò)程中先后確認(rèn)了確認(rèn)最大位置誤差參數(shù)（位置控制誤差過(guò)大警告條件）設(shè)定值、確認(rèn)設(shè)定值是否適當(dāng)、確認(rèn)扭矩限制值、檢查外部負(fù)載等方面的檢查，并對(duì)這些可能出現(xiàn)的異警原因進(jìn)行了加大最大位置誤差參數(shù)設(shè)定值、正確調(diào)整增益值、正確調(diào)整扭矩限制值、減低外部負(fù)載或重新評(píng)估電機(jī)容量等方面的處置。但都無(wú)法排除ALE09的異警，以至使本方案的設(shè)計(jì)進(jìn)度，停滯在對(duì)該次出現(xiàn)的ALE09的異警的解除過(guò)程中。最終經(jīng)過(guò)反復(fù)的論證和對(duì)伺服電機(jī)本身和附帶線(xiàn)路的檢查，最終發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是出在伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)連接的線(xiàn)路出現(xiàn)了問(wèn)題，伺服驅(qū)動(dòng)器輸出電纜中U、V、W三相中的三根電纜有一根發(fā)生斷裂，無(wú)法正常通電。致使伺服電機(jī)到不到正常的三相電源，導(dǎo)致伺服電機(jī)的輸入產(chǎn)生缺相，無(wú)法驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，從而使伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生了ALE09的異警。 伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)不到最大轉(zhuǎn)速在方案設(shè)計(jì)初期在控制系統(tǒng)硬件構(gòu)建完成后，我使用PLC給定伺服驅(qū)動(dòng)器的脈沖頻率為伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速3000R/M的頻率，但結(jié)果是伺服驅(qū)動(dòng)器顯示無(wú)法達(dá)到最大轉(zhuǎn)速，事實(shí)上伺服電機(jī)最大轉(zhuǎn)速只能調(diào)到1200R/M，當(dāng)給定頻率為0~1200R/M的頻率時(shí)，伺服電機(jī)能夠達(dá)到正常的控制要求都能控制在0~1200R/M的速度，但是當(dāng)給定頻率在1200~3000R/M的頻率是，伺服電機(jī)是不能達(dá)到控制要求的速度，伺服電機(jī)的速度只能維持在1200R/M的速度。在1200~3000R/M范圍內(nèi)的頻率無(wú)論對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器給定多少，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速都是1200R/M。經(jīng)過(guò)多次的調(diào)試和論證，我發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的硬件設(shè)計(jì)沒(méi)有問(wèn)題，控制系統(tǒng)的伺服電機(jī)達(dá)不到要求轉(zhuǎn)速的問(wèn)題是出在程序設(shè)計(jì)或者是參數(shù)設(shè)置方面。在臺(tái)達(dá)編程軟件工具WPLSoft中自帶的仿真軟件對(duì)程序進(jìn)行仿真，得到正確的控制結(jié)果，電機(jī)可以達(dá)到正常的控制速度，仿真電機(jī)在給定伺服驅(qū)動(dòng)器0~3000R/M速度的頻率時(shí)，仿真電機(jī)可以達(dá)到在0~3000R/M范圍內(nèi)任意與之對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，從而確定給的伺服驅(qū)動(dòng)器脈沖的PLC控制程序是沒(méi)有問(wèn)題。問(wèn)題原因排除是出在了硬件和程序方面，現(xiàn)在只剩下參數(shù)設(shè)置在PLC與伺服驅(qū)動(dòng)器控制聯(lián)立上，經(jīng)查閱資料和排除其它原因，發(fā)現(xiàn)DVP40EH00T2型PLC能夠發(fā)出的最大脈沖頻率為200千赫，而伺服電