【文章內容簡介】 對運動的速度與位置、絕對運動的速度與位置以及同步運動的速度與速度比，實現(xiàn)了基本的定位功能。 本課題的重點是對西門子先進運動控制系統(tǒng)的軟硬件的熟悉，因此前期所花費的 時間比較多，在熟悉了軟硬件之后，接下來是對控制對象確定控制方案，在控制方案的選取上，進行了多個方案的比較，最終確定對電機進行相對運動、絕對運動以及同步運動的控制。在程序編寫的時候，軟件方面遇到了一些難題，由于對西門子的編程軟件不是非常的熟悉，編程也花了許多時間，在指導老師的幫助下，解決了編程時遇到的問題與困難，最后實現(xiàn)了課題的研究內容。 蘇州市職業(yè)大學電子信息工程學院畢業(yè)設計 6 SINAMICS S120 是西門子新一代的驅動控制系統(tǒng)，它是集 V/F、矢量和伺服控制于一體的驅動系統(tǒng)，多軸資源共享的理念和模塊化的設 計使得它能實現(xiàn)高效而又復雜的運動控制，其性能遠遠超過同類系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的組成如圖所示。 圖 SINAMICS S120 驅動控制系統(tǒng)組成圖 圖 SINAMICS S120 驅動控制系統(tǒng)實際圖 蘇州市職業(yè)大學電子信息工程學院畢業(yè)設計 7 PLC 選型 PLC 選型一般根據以下幾個方面： ? 合理的結構形式， PLC 主要有的是整體式與模塊式這兩種結構形式。模塊式 PLC 性能好但價格貴，相比 整體式 PLC 性能 雖然有所降低但價格實惠，適和用于普通運用，所以這 次設計選用整體式 PLC。 ? 相應功能的要求，小型的 PLC 的有邏輯運算、計數(shù)、定時等功能 對于常規(guī)控制要求完全可以滿足，對于一些簡單的模擬量運用，只需添加 A/D、D/A 模塊即可 ，所以選用小型的 PLC。 ? 響應速度要求， PLC 是為工業(yè)自動化設計的通用控制器，不同 PLC 的響應速度一般都能滿足它應用范圍內的需求。這次設計只是普通運用，所以 選用常規(guī) PLC。 ? I/O 點數(shù)， I/O 點數(shù)需根據實際控制要求并留有一定的余量 ，點數(shù)過多會浪費，點數(shù)過少會導致系統(tǒng)不能完成控制要求，所以 合適的點數(shù)很重要。 西門子 S7300系列的 PLC 有許多種，本課題選用的是 CPU315T2DP，實物如圖 21所示。該控制器集成運動控制功能 ，在西門子傳統(tǒng)的運動控制系統(tǒng)中，采用 S7 CPU 加 FM353/354/3572 定位模塊來實現(xiàn)運動控制。用戶不僅需要花費許多的時間學習復雜的 NC 編程語言， CPU315T2DP 則講這些功能都集成在了SIMATIC S7300TCPU Technology 系統(tǒng)固件中，因此不需要話費大量的時間和精力去解決這些問題，所以本課題選用 CPU315T2DP作為系統(tǒng)的控制器。 CPU315T的優(yōu)點有： ? 具有中等規(guī)模的程序存儲容量和程序框架 ? 對二進制和浮點數(shù)運算具有較高的處理能力 ? 集成的 PROFINET 接口 ? 組合了 MPI/PROFIBUS DP 主 / 從接口 ? 在 PROFINET 上實現(xiàn)基于組件的自動化 蘇州市職業(yè)大學電子信息工程學院畢業(yè)設計 8 圖 CPU315T2DP實物圖 控制單元選型 SINAMICS推動 西門 子新一 代產 品 ,它 將逐 步取代 現(xiàn)有 的驅 動系統(tǒng)MASTERDRIVES和 SIMODRIVE系列對象 ,如圖 3 2。 SINAMICS S120 SINAMICS之一驅動系統(tǒng)具有模塊化設計 ,可以提供高性能單引號和雙軸驅動 ,和廣泛的工業(yè)應用。由于其靈活、高性能、 SINAMICS S120軸的驅動系統(tǒng)和性能需求的數(shù)量不斷增長的應用完美的滿足。聯(lián)合國大會模塊和 SINAMICS S120可以擴大選擇各種各樣的應用程序控制單元 (CU)執(zhí)行一個司機操作過程操作和控制功能 ,并提供一個連接到主機控制器接口。 SINAMICS S120有 以下模塊 : ? 電源模塊 — 為直流母線提供電源 ； ? 電機模塊 —— 逆變器，為電機提供運行電源 ； ? 交流驅動器 功率模塊 —— 其內置了電源模塊 ； ? 直流母線模塊 —— 為其他模塊提供穩(wěn)定的直流電源； ? 網側功率元件模塊 —— 例如熔斷器，接觸器，電抗器，濾波器 。 蘇州市職業(yè)大學電子信息工程學院畢業(yè)設計 9 圖 SINAMICS S120 驅動控制器實物圖 ① 電源模塊 電源模塊是我們常說的整改或整改 /反饋單元 ,它是三相交流到直流電源模塊 ,電機 ,反饋功能模塊也可以直流反饋給電網。根據是否有反饋功能和反饋模式 ,電源模塊分為以下三種 : 基本類型電源模塊 :整流單元 ,但沒有反饋功能。地面上的制動單元可以實現(xiàn)快速制動 。 BLM 是三相交流變成直流 ,只能依靠制動單元和制動電阻實現(xiàn)制動。這本書分為 BLM 類型 (20 千瓦 ,40 千瓦 ,100 千瓦 )和內閣 (200 千瓦、 250 千瓦 ),內閣類型 ,請參考其他的相關信息。內部冷卻和冷板 BLM 型兩種類型的書籍 ,有兩種電源電壓內閣 :BLM 380 480 真空吸塵器和 480 660 vac。在實際應用程序中 ,BLM 必須安裝電網和電力之間的對應反應堆。 智能功率模塊 (SLM:智能模塊 ,也稱為非穩(wěn)壓電源模塊 ):整流 /反饋單元 ,但直流總線電壓可調。 SLM 是三相交流變成直流 ,直流電源網格 ,但直流總線電壓 不能調整 ,所謂的非穩(wěn)壓電源模塊。 5 千瓦和 10 千瓦 SLM,終端 X22:2 選擇是否需要能量反饋 。16 千瓦和 36 千瓦 SLM,可以選擇是否需要反饋的能量通過參數(shù)。電力供應是不允許返回 ,也可以連接一個電阻和制動單元實現(xiàn)制動。 5 千瓦和 10 kw 蘇州市職業(yè)大學電子信息工程學院畢業(yè)設計 10 SLM 由終端控制 ,而 16 千瓦和 36 千瓦的 SLM 由 DriveCLiQ 控制接口 ,在接口和數(shù)據交換主要控制單元。 SLM 的供電電壓 380480 v,536Kw 功率范圍。在實際應用程序中 ,必須安裝相應的網格和 BLM 之間動力反應堆。 36 千瓦 SLM,我們建議使用過濾器。 有功功率模塊 (ALM:主動線模塊 ,也稱為穩(wěn)壓電源模塊 ):整流 /回饋單元 ,和直流總線電壓可調。 ALM 是三相交流變成直流 ,直流電源網格 ,和直流母線電壓的閉環(huán)控制 ,所謂的穩(wěn)壓電源模塊。較 BLM 和 SLM,因為 ALM 可以調整直流總線電壓 ,因此 ,即使電網電壓波動和 ALM 整流器可以維護總線電