【正文】 京航空航天大學 。2020 年 。三軸轉(zhuǎn)臺伺服控制研究 [D]。哈爾濱工程大學 。 25 附錄：主要設(shè)備及元器件清單 附表 1： 主要元器件清單一覽表 附表 2： 主要設(shè)備及元器件清單一覽表 序號 標準代號 名稱 類別 型號 每臺件數(shù) 規(guī)格 1 CPU A Q12PHCPU 1 2 主基板 A Q38BE 1 3 電源模塊 A Q61P 1 4 QPLC 存儲卡 1M A Q2MEM1MBS 1 5 數(shù)字量輸入模塊 A QX41 1 6 數(shù)字量輸出模塊 A QY41P 1 7 系統(tǒng) 模塊 A QD75P2 1 8 數(shù)字量輸入 /輸出模塊用插頭 A A6CON1 3 9 U1~U2 伺服放大器 A MRJ310A 2 10 伺服放大器 CN1插頭 A MRJ3J3CN1 2 11 伺服電機 A HFKP13 2 12 編碼器電纜 A MRJ3ENCBL2MA2L 2 13 動力電纜 A MRPWS1CBL2MA2L 2 14 軟件 A GX ConfiguratorQP 1 15 QPLC 編程電纜 A 1 16 QF1 電源開關(guān) B C65NC20A/2P 1 額定電流 20A 17 GB1 開關(guān)型穩(wěn)壓電源 B DR12024 1 AC220V/DC24V 5A 18 QF2 斷路器 B C65NC06A/1P 1 額定電流 6A/10A 20 KA1~KA2 直流繼電器帶座 B MY4NJ/DC24V 2 21 SQ1~SQ6 磁簧開關(guān) C 6 一長開、一長閉 出線長 22 終端固定件 C GD 6 23 接地形接線端子 C 5 24 電源端子 C TGCOM20 1 25 聚錄乙烯軟銅線 C BVR/500V 30m 40m 20m 20m 藍色 白色 紅色 2 黃綠色 2 26 SA1 帶燈選擇按鈕 B LA42(S)XD210/24V 27 SB1 帶燈按鈕 B LA42(B)PD11/DC24V G 28 ES1 帶燈緊停按鈕 B LA42(B)PD11/DC24V W 29 H2 指示燈 B AD1716/DC24V R 30 SB5 搖柄開關(guān) B LA42C4AF40/B 26 項目 型號 數(shù)量 個人計算機 戴爾，宏基 2 臺 可編程控制器 Q00J 1 臺 伺服電機 HFKP13 2 臺 變頻器 FRE700 1 臺 伺服放大器 MRJ310A 一臺 通訊 線 USB 1 根 軟件 GX Developer 2 套 軟件 GT Designer2 2 套 異形管及編號管 若干 端子排 若干 螺絲、螺帽、導軌 若干 27 參考文獻 。使其能夠按照具體要求實現(xiàn)伺服 系統(tǒng) ，可以通過觸摸屏上的按鈕進行 系統(tǒng) 控制，可以有效的控制伺服 系統(tǒng) 顯示。 根據(jù)任務編寫系統(tǒng)的 PLC 控制程序，繪制觸摸屏操作界面圖，配置正確的通信，確保整個系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)一致工作。元件盡量布置嚴格按電氣規(guī)范要求完成。 24 第 五 章 總結(jié) 為了實現(xiàn)系統(tǒng)的快速響應和靈活性。 輸入輸出信號的連接檢查： 確認全部輸入、輸出點外部無短路，且輸出點的外部電源電壓已經(jīng)符合 PLC 對應輸出信號的要求，通過軟件對 PLC 輸出進行強制 ON/OFF，檢查輸出端連接的執(zhí)行元件動作情況。 表 41 調(diào)試工具表 序號 工具名稱 型號 數(shù)量 1 筆記本電腦 戴爾、宏基 2 2 USB 電纜 SC09(USB) 1 3 QPLC 編程電纜 QC30R2 1 4 HMI 編程電纜 GT09C30USB5P 1 硬件調(diào)試 ： 對照原理圖，確認全部低壓與高壓控制回路間無不正確的連接； 確認全部 PLC的輸出無“短路”現(xiàn)象；檢查設(shè)備電源輸入，并確認與電氣控制原理圖設(shè)計要求相符。 編制觸摸屏時，應該設(shè)定系統(tǒng)環(huán)境，設(shè)定型號，確定畫面的定格，如下圖 39及圖 310所示 21 圖 39 設(shè) 定 系 統(tǒng) 環(huán) 境 圖 310設(shè)定畫面圖 例： M0 為主站中軟元件所以其網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置為其他站，網(wǎng)路號為 0，站號為 0。 變頻器的配置參數(shù)見表 33. 表 33 變頻器的配置參數(shù) 運行之前所需設(shè)定的參數(shù) 參數(shù)編號 名稱 范圍 設(shè)定值 Pr0 轉(zhuǎn)矩提升 0～ 30% 0 Pr1 上限頻率 0～ 120Hｚ 120 Pr2 下限頻率 0～ 120 Hｚ 0 Pr3 基準頻率 0～ 400 Hｚ 50 Pr4 高速 0～ 400 Hｚ 80 Pr5 中速 0～ 400 Hｚ 50 Pr6 低速 0～ 400 Hｚ 10 Pr7 加速時間 0～ 3600ｓ 1 Pr8 減速時間 0～ 3600ｓ 1 18 Pr9 電子過電流保護 0～ 500 Ａ Pr79 操作模式選擇 0、 7 2 Pr125 端子 2設(shè)定增益 0～ 400 Hｚ 50 Pr 126 端子 4設(shè)定增益 0～ 400 Hｚ 50 Pr 160 用戶參數(shù)讀取選擇 0、 9999 0 D/A模塊輸出數(shù)字顯示參數(shù)設(shè)定 Pr73 模擬量輸入選擇 0、 11 10（ 0～ 10V且極性可逆） Pr184 RES端子功能選擇 0～ 5 4（ AU信號接通） C5 端子 4設(shè)定偏置頻率 0～ 400Hｚ 0Hｚ C6 端子 4設(shè)定偏置 0～ 300﹪ 0Hｚ C7 端子 4設(shè)定增益 0～ 300﹪ 0Hｚ . 伺服系統(tǒng)的配置參數(shù)見表 34 表 34 伺服系統(tǒng)的配置參 數(shù) 19 20 觸摸屏 GOT 編制 本次制作中， 首先用操作監(jiān)控畫面的軟件（ GT Desinger2）制作 GOT 的畫面；然后將制作的監(jiān)控畫面數(shù)據(jù)下載到 GOT 中；然后與 PLC CPU 連接運行，開始進行運動控制。而置 Y69 為 ON 是允許 DA 模塊允許輸出電壓。 首先是 PLC 的數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出 10V~10V 電壓調(diào)節(jié)變頻器的輸出，從而改變?nèi)喈惒诫妱訖C的轉(zhuǎn)速；然后是輸出的 10V~10V 電壓調(diào)節(jié)變頻器的輸出，從而改變?nèi)喈惒诫妱訖C的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向。 后面加上了緊急停止按鈕，在緊急停止可是使得電機在運行中立即停止，以保護人身及設(shè)備的安全，而停止按鈕 X22 是停止下 面將程序要運行的動作。正轉(zhuǎn)完成后 M20 為 ON，復位 M1 M16。我隊就加入了正反轉(zhuǎn)程序，通過 X X21 兩個開關(guān)來分別置位 M1 M16 為 ON,M1 M16 形成互鎖。 為了更加方便的控制電機 系統(tǒng) ，還設(shè)置了手動控制，可以通過外部手動調(diào)節(jié)，也可以當自動出錯后，通過手動控制。 15 為了更好的監(jiān)視伺服電機的運行狀態(tài)，我們從 H0 通道中的 K800、 K900 中讀取出兩個電機所在的坐標。后面速度寫入、速度顯示都得以執(zhí)行。在通過 D61 顯示在觸摸屏上對應的軸一軸二的速度。表明軟件和硬件全部準備完成。 表 32： 主要軟元件配置 模塊編號 軟元件地址 作用 備注 1 SM400 PLC準備就緒 2 X0 QD75準備就緒 3 X1 同步標志 4 X20 正轉(zhuǎn) 5 X21 反轉(zhuǎn) 6 X23 復位 6 X24 緊急停止 7 X28 伺服電機運動方向：上 8 X29 伺服電機運動方向：下 9 X2A 伺服電機運動 方向：左 10 X2B 伺服電機運動方向：右 11 Y4 軸一停止 12 Y5 軸二停止 程序分析與設(shè)計 工作程序共分為六大塊 ： 13 QD75 模塊在 0 通道， PLC 的 CPU 先向 QD75 發(fā)送 Y0 信號，表示 PLC 準備 PLC 完成，然后 QD75 反饋信號 X0、 X1 表明 QD75 準備就緒和同步完成。如圖 26 所示： 圖 36 GX軟件 I/O參數(shù)設(shè)置 2） D/A轉(zhuǎn)換模塊的主要性能參數(shù) 設(shè)定見表 31： 11 表 31： D/A轉(zhuǎn)換模塊的主要性能參數(shù) 另外， D/A 模塊的編寫程序時，對于參數(shù)設(shè)置應在 GX Developer 軟中加以設(shè)置，如圖 37 所示： 圖 37 D/A參數(shù)設(shè)置 項目 參數(shù) 備注 電壓輸入 電流輸入 輸入點數(shù) 2通道 通道輸入方式必須一致 輸入要求 DC 10V~10V DC 420mA 輸入超限會報錯 輸入極限 DC 12V~12V DC 21mA I/O點數(shù) 2點 編程指令 TO 12 系統(tǒng)工作流程圖 1) 如圖 38 所示是運動控制顯示系統(tǒng)正常運行時的流程圖 。 在編寫程序之前，必須新建工程，如圖 45 所 10 示。 圖 32 運動控制裝置電氣原理圖 9 b． 系統(tǒng)的電氣控制接線圖（如圖 33 所示）。 8 第 三 章 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)硬件構(gòu)建 根據(jù)本次創(chuàng)新大賽的要求，始終 本著滿足安全、可靠的基本控制原則完成設(shè)計。 D/A 轉(zhuǎn)換模塊 將來自可編程控制器的數(shù)值轉(zhuǎn)換成模擬量值（電壓）并輸出的模擬量特殊功能模塊。 在本次方案中采用三菱公司 FRE700，控制負載圓盤的運行速度， 其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強、調(diào)速范圍寬等 。 FRA700 系列三菱變頻器 :三菱電機公司推出的新一代多功能重負載用變頻器。具有極高的性價比。三菱變頻器主要有以下幾個系列： FRS500 系列變頻器 :三菱電機公司推出的簡單易用型變頻器，廣泛就用于一般調(diào)速場 合。三菱變頻器以其高性能，適中的價格應和了中 G 工控行業(yè)的需要，在國內(nèi)得到了廣泛的應用。 在本次方案設(shè)計中采用三菱公司 GT1155QSBDC，一個帶觸摸屏的彩色（液晶）顯示器，可以自由布置各種顯示及控制器件，方便明了，不僅取代了常規(guī)主令控制器件，省去 PLC 的輸入輸出點連接，實現(xiàn)人機對話，而且具有界面外觀新穎，在應用中還可以進行多屏畫面的切換，展現(xiàn)各種圖案和信息量。它們均采用 64 位處理器，內(nèi)置有 USB 接口。 GOT1000 又分為 GT15 系列和 GT11 系列兩個系列。 運算 GOT1000 系列 :是三菱電機公司最新隆重推出新一代人機界面產(chǎn)品。顯示效果出眾，有良好的通訊兼容性。 F900系列三菱觸摸屏 :是三菱電機公司推出小型高性能觸摸屏，體積小巧性能可靠，在小型機械電子設(shè)備中得到了廣泛的應用。三菱觸摸屏產(chǎn)品在中 G 得到了不斷的發(fā)展。觸摸屏從一般通用機械到大型復 雜的控制系統(tǒng)得到了廣泛應用。 HMI觸摸屏 GOT 三菱觸摸屏是三菱電機自動化產(chǎn)品中重要的產(chǎn)品線。 它具有可靠性高，抗干擾能力強，配套齊全，功能完善，適用性強，易學易用，深受工程技術(shù)人員歡迎，系統(tǒng)設(shè)計周期短，維護方便，改造容易，體積小，重量輕，能耗底等特點?？梢詽M足各種復雜的控制需求。 構(gòu)建“ PLC+伺服放大器 +伺服電機 +觸摸屏” 的運動控制 系統(tǒng) 。 工作盤是由交流變頻控制，工作盤上可用雙面膠固定多個磁鋼（ 216。系統(tǒng)組成部分要包含整個控制系統(tǒng)中所用到的各個設(shè)備，系統(tǒng)設(shè)計部分需包含系統(tǒng)硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、變頻器的配置參數(shù)、伺服系統(tǒng)的配置參數(shù)以及觸摸屏的編制。 本次自動化系統(tǒng)應用競賽，旨在促進大學生工程應用能力的提高；激發(fā)當代大學生學習工程技術(shù)的興趣；培養(yǎng)創(chuàng)新能力、協(xié)作精神；提高自我管理能力、溝通技巧；體現(xiàn)“學以致用”的理念；考核學生的實際制作與 調(diào)試技能；加強校際交流、校企合作。在中國，三菱電機是最早進入的國際品牌之一，三菱電機的自動化產(chǎn)品正廣泛應用于中國的各行各業(yè)。為此，三菱電機自動化 (中國 )有限公司與中國各高校合作共同發(fā)起，每年開展一次面向高校在校學生 (包括本科生、研究生和高職生 )的科技競賽活動 —— “三菱電機自動化杯”大學生自動化大賽，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條 件。 課題研究目的 加強 當代大 學生創(chuàng)新意識