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基于雙軸定位模塊fx2n-20gm實驗臺的實驗設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-08-20 16:12 本頁面
 

【文章內容簡介】 觸摸屏采用的電源是 24V 直 流電源,內建電源隔離保護器。在與 PLC 的連接上,COM 端口提供了 RS232 /RS485 多種連接標準,從而實現(xiàn)觸摸屏對 PLC 的控制。 或 端口、以太網(有的設備只有兩者之一,并且使用以太網還需要設置威綸觸摸屏的 IP 地址)端口用于連接 PC 機, PC 機上的威綸觸摸屏編程軟件 EasyBuider8000可以通過 USB 或以太網網線將事先編輯好的程序下載到威綸觸摸屏。 青島農業(yè)大學 海都 學院本科畢業(yè)設計(論文) 6 PLC 硬件介紹 PLC 的組成及各部分的功能 PLC 的種類很多,不同的種類的 PLC 的結構各不相同,但是其基本 的組成都是一樣的。他們都有 CPU,其功能的實現(xiàn)不僅僅要靠硬件而且還要靠軟件,可以說可編程控制器 PLC 就是一臺縮小版的工控機。 PLC 的硬件基本結構如圖 22 所示 圖 22 PLC 的硬件基本結構 PLC 的基本組成由 CPU、存儲器、 I/O 接口、通訊接口、擴展接口、總線及電源組成。對于整體式的可編程控制器,這些單元都是被封裝到一個主機內的。主機內的各個單元靠總線實現(xiàn)連接。下面分別介紹可編程控制器的各個組成部分的作用。 ( CPU) PLC 選用的 CPU 通常有三種:通用微處理器(例如: 8086)、 單片機、位片式微處理器。小型的 PLC 多采用單片機作為中央處理單元,中型的多為通用微處理器,大型的多選用功能強大的位片式微處理器。作為 PLC 的大腦 CPU 協(xié)調各個單元進行工作,從而實現(xiàn)現(xiàn)場控制功能。 CPU 的具體功能如下: ① 進行運算處理,執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序。 ② 以掃描的工作方式接收數(shù)據(jù),并存入相應的數(shù)據(jù)存儲器 。 ③ 響應外部設備 。 青島農業(yè)大學 海都 學院本科畢業(yè)設計(論文) 7 PLC 的存儲器可分為兩種:系統(tǒng)存儲器( EPROM)和用戶存儲器( RAM)。系統(tǒng)存儲器內的內容出場的時候已經確定,用戶不能更改。用戶存儲器的作用則是用來存儲用戶編輯 好的應用程序。 3. I/O 接口 工業(yè)現(xiàn)場產生的型號是多種多樣的,而可編程控制器的能夠處理的信號是標準電平TTL( TTL 電平 信號被利用的最多是因為通常數(shù)據(jù)表示采用二進制規(guī)定, +5V 等價于邏輯 “ 1” , 0V 等價于邏輯 “ 0” 。 但是由于 TTL 功耗大等缺點,正逐漸被 CMOS 電路取代。 )信號。這樣就需要專用的 I/O 接口進行電平的轉換。 通訊接口 采用標準接口,用于實現(xiàn)與編程器、寫入器、上位機、打印機、人機界面及其它 PLC的連接接口。例如:三菱 FX2N 的通訊接口使用的是 @RS485/RS232。 用于實現(xiàn)功能的擴展,例如:用于主機連接運動控制單元、通訊單元、 D/A 單元等。 多為 24V 直流電源。 總線分為:地址總線、數(shù)據(jù)總線及控制總線。用于連接主機內的各個功能模塊,實現(xiàn)它們間的通訊。 三菱 FX2N系列 PLC FX2N 系列 PLC 為小型 PLC,控制規(guī)模為 16~256 點,基 本單元為 16/32/48/64/80/128點(我們的實驗臺使用的是 48 點的 FX2N48MT),具有高速、高功能等基本性能,因此適用于普通順控的廣泛領域。 表 1 是 FX2N 系 列 PLC 各種單元、模塊的簡介。 青島農業(yè)大學 海都 學院本科畢業(yè)設計(論文) 8 表 1 FX2N 系 列 PLC 各種單元、模塊的簡介 種類 內容 連接內容 內置有 CPU、電源、輸入輸出、程序內存 可連接各種擴展設備 內置單元的輸入輸出擴展,附帶連接電纜 輸入輸出點數(shù)最大為 256 點,(特殊擴展最多 8 臺) 從基本單元、擴展單元獲取電源供給的輸入輸出擴展,附帶連接電纜 內置單元的輸入輸出擴展,附帶連接電纜 從基本單元、擴展單元獲取電源供給的輸入輸出擴展,附帶連接電纜 可內置于 PLC 中,用于功能擴展的設備,不占用輸入輸出點數(shù) 只可安裝一塊,并且除 FX2NCNVBD外,不可與特殊適配器合用 從基本單元獲取電源供給的特殊控制用擴展。內置連接電纜,不占用輸入輸出 通過 FX2NCNVBD 功能擴展板,可連接一臺 EEPROM、 EPROM、 RAM 最多 16000 步,如 果安裝擴展存儲器則可以增加變頻器控制功能等 可內置一臺,可與功能擴展板合用 FX2N20GM 特殊功能單元 FX2N20GM 的結構組成 ? 特殊功能 單 元 FX2N20GM 的尺寸 如圖 23 所示 圖 23 FX2N20GM 的尺寸 ? 定位單元 各 部分名稱 如圖 24 所示 青島農業(yè)大學 海都 學院本科畢業(yè)設計(論文) 9 圖 24 定位單元各部分名稱 ?FX2N20GM 運行指示燈 如表 2所示 表 2 FX2N20GM 運行指示燈 LED 名稱 內容 POWER 電源供電時, LED 燈亮,若不亮檢查電源電壓和電流。 REDYX 當就受到 X 軸驅動指令時, LED 亮。當脈沖輸出或出現(xiàn)故障時, LED燈滅。 REDYY 當就受到 Y 軸驅動指令時, LED 亮。當脈沖輸出或出現(xiàn)故障時, LED燈滅。 ERRORX 當 X 軸的定位驅動器發(fā)生故障時, LED 燈亮(紅色)或者閃爍。 ERRORY 當 Y 軸的定位驅動器發(fā)生故障時, LED 燈亮(紅色)或者閃爍 BAYY 當電池電壓下降時, LED 燈亮。 CPUE CPU 故障。不相容的系統(tǒng)配置,噪聲過大等。 青島農業(yè)大學 海都 學院本科畢業(yè)設計(論文) 10 圖 25 定位單元開關選擇 手動操作時把此開關打到“ MANU”,自動操作是則打到“ AUTO”。寫 程序或設定參數(shù)時,選擇手動模式。在手動模式下,定位程序和子程序都是停止運行的,但是電動任然可以使用。在自動操作狀態(tài)下,當開關從“ AUTO”切換到“ MANU”時,定位控制單元執(zhí)行當前操作后進入結束( END)指令。 FX2N20GM 與 PLC 基本單元的連接 用 PLC 連接電纜 FX2NGM5EC 或 FX2NGM65EC 來連接 PLC 基本單元與點位控制單元, 如 圖 26 所示 。 圖 26 PLC 基本單元與點位控制單元連接示意圖 ? 當單獨使用 FX2N20GM 時 FX2N20GM 配有電源、 CPU、 I/O 輸入輸出,它也能獨立運行。 FX2N20GM 配有 8 個輸入點( X00 到 X07)和 8 個輸出點( Y00 到 Y07)作為通用用途。如果 I/O點數(shù)不足, FX2N系列的 PLC擴展模塊(不可以是繼電器輸出型, FX2N20GM青島農業(yè)大學 海都 學院本科畢業(yè)設計(論文) 11 可連接到晶體管輸出型或三段雙向可控硅開關元件輸出型 FX2N 系列 PLC 上)可作為FX2N20GM 的 I/O 擴展連接其上。 FX2N20GM 有 16 個 I/O 點,還可以擴展 48 個 I/O 點。 ? 當連接 FX2N20GM 到可編程控制器上時 FX2N20GM 可與 FX2N/FX2NC 系列的 PLC 連在一起使用,這樣, FX2N20GM 被看作PLC 的一個專用單元。 FX2N 系列 PLC 最多連接 8 個 FX2N20GM 或其它的專用單元,例如:模擬量 I/O 和高速計數(shù)器等。 FX2NC 最多連接 4 個。當 FX2N20GM 連接到 PLC 上時,F(xiàn)X2N20GM 被當作是 PLC 的專用單元,從離 PLC 最近的算起,專用單元編號 0 到 7(此編號在 FROM/TO 指令中使用,以后將會講到)被自動的分配到連接的專用單元。 FX2N20GM 的 I/O 連接器 如圖 27 所示 圖 27 FX2N20GM 的 I/O 連接器 驅動放大器 驅動放大器的結構組成 青島農業(yè)大學 海都 學院本科畢業(yè)設計(論文) 12 ? 型號名稱的構成 如圖 28 所示 圖 28 型號名稱的構成 伺服電機系統(tǒng)的構成 使用伺服電機, 首 先 要 了解伺服電機的 定義和 結構。伺服的意思就是跟隨的意思 ,伺服電機就是希望電機依照指令做位置、速度、或轉矩的跟隨控制。 圖 29 線內為伺服電機系統(tǒng),分為伺服驅動及伺服電機兩個部分。小型交流電機一般采用永磁同步電機作為動力源。也有采用直流電機作為動力源的伺服電機。但目前已較少應用。早起由于直流電機的轉矩特性比交流電機的好,因此采用直流電機。由于現(xiàn) 代變頻技術的發(fā)展,交流 電機 的轉矩特性已接近直流電機,而且直流電機又存在不易保養(yǎng)的缺點,所以直流電機 逐漸 被交流電機 所 取代。 定 位 控 制 單 元 伺 服 驅 動 器 伺 服 電 機動 力 線編 碼 器 反 饋 現(xiàn) A B Z 三 相 圖 29 伺服系統(tǒng)的構成 (1)伺服驅動器 青島農業(yè)大學 海都 學院本科畢業(yè)設計(論文) 13 伺服電機必須有驅動器才能旋轉,因此市面上所稱伺服電機包含伺服驅動器。一組伺服電機由電機和驅動器組成,由制造廠家將電機與驅動器匹配到最佳狀態(tài),用戶最好不要隨意搭配。 通用交流伺服電機驅動器依據(jù)控制方法,一般分為三種: P(位置伺服), V(速度伺服), T(轉矩伺服)。較為通用的方法為 P 和 V。 伺服驅動器與電機之間要是型號匹配,就不需要考慮控制模式 ;相對的,伺服控制器必須配合伺服驅動器,一般小型 PLC 控制器較常采用 P(位置伺服)控制模塊,中型的或者是大型的或是專用的才有 V 速度控制模塊。 (2)編碼器 為了達到伺服的目的,在電機輸出軸同軸上安裝編碼器( enconder)。電機與編碼器為同軸旋轉,電機一圈編碼器也跟著一圈,轉動的同時將編碼器產生的信號送回驅動器,驅動器根據(jù)編碼信號判斷伺服電機轉速、轉向、位置是否正確,并且根據(jù)這些調節(jié)驅動器輸出頻率及電流的大小。也可以采用角傳感器( resolv
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