基于plc的伺服系统的运动控制系统设计

基于plc的伺服系统的运动控制系统设计内容摘要：

，传感器保持检测到磁钢而不脱开）。 构建“ PLC+伺服放大 器 +伺服电机 +触摸屏” 的运动控制 系统。 各功能模块概述 可编程控制器 PLC 三菱机公司推出的大型 PLC,CPU类型有基本型 CPU，高性能型 CPU，过程控制 CPU,运动控制 CPU, 冗余 CPU 等。 可以满足各种复杂的控制需求。 三菱电机中 G 事业的快速发展，为了更好地满足国内用户对三菱 PLC Q 系列产品高性能、低成本的要求，三菱电机自动化特推出经济型 QUTE SET 型 PLC，即一款以自带 64 点高密度混合单元 6 的 5 槽 Q00JCOU SET；另一款自带 2 块 16 点开关量输入及 2 块 16 点开关量输出的 8槽 Q00JCPUS8 SET，其性能指标与 Q00J 完全兼容，也完全支持 GXDeveloper 等软件，故具有极佳的性价比。 它具有可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，易学易用，深受工程技术人员欢迎，系统设计周期短，维护方便，改造容易，体积小，重量轻，能耗底等特点。 使用的与 Q 系列的 CPU 连接的软件是： GXDeveloper。 HMI触摸屏 GOT 三菱触摸屏是三菱电机自动化产品中重要的产品线。 电子微电技术飞速发展，工程师到现场作业人员对人机交互的要求日益提高。 触摸屏从一般通用机械到大型 复杂的控制系统得到了广泛应用。 三菱触摸屏以其高性能，适中的价格应和了中 G 工控行业的需要，在国内得到了广泛的应用。 三菱触摸屏产品在中 G 得到了不断的发展。 今年在中 G 地区与全球同步推出了性能更高，世界范围内技术领先的新型人机界面GT1000 系列。 F900系列三菱触摸屏 :是三菱电机公司推出小型高性能触摸屏，体积小巧性能可靠，在小型机械电子设备中得到了广泛的应用。 A900系列三菱触摸屏 :有 256 色， 16 色， 8 色等多种机型，供不同需要的用户选择。 显示效果出众，有良好的通讯兼容性。 深受中 G 用户喜爱。 GOT1000 系列 :是三菱电机公司最新隆重推出新一代人机界面产品。 显示 运算 通讯，综合性能的高速化性能全面提升。 GOT1000 又分为 GT15 系列和 GT11 系列两个系列。 其中 GT15 为高性能机型， GT11 为基本功能机型。 它们均采用 64 位处理器，内置有 USB 接口。 对应 GOT1000 系列的画面设计软件为 GT Designer2 Version2软件。 在本次方案设计中采用三菱公司 GT1155QSBDC，一个带触摸屏的彩色（液晶）显示器，可以自由布置各种显示及控制器件，方便明了，不仅取代了常规主令控制 器件，省去 PLC 的输入输出点连接，实现人机对话，而且具有界面外观新颖，在应用中还可以进行多屏画面的切换，展现各种图案和信息量。 QD75 系统 模块 7 变频器 交流变频调速日益完善，调速方便简单成为电机调速主流。 三菱变频器以其高性能，适中的价格应和了中 G 工控行业的需要，在国内得到了广泛的应用。 节能的需要为三菱变频器的应用带来了巨大的契机，三菱变频驱动产品在中 G 得到了更大的发展。 三菱变频器主要有以下几个系列： FRS500 系列变频器 :三菱电机公司推出的简单易用型变频器，广泛就用于一般调速 场合。 可以提供 RS485 通信功能。 具有极高的性价比。 FRE500 系列三菱变频器 :一款小型高性能通用型变频器，采用磁通矢量控制可以实现 1HZ 运行 150%转距输出，内置 RS485 通信接口，柔性 PWM 实现低噪音运行。 FRA700 系列三菱变频器 :三菱电机公司推出的新一代多功能重负载用变频器。 发挥无传感器矢量控制最高性能，采用了长寿命设计，网络功能更加丰富，支持支持 CCLINK 通讯（选件） SSCNETⅢ （选件） RS485 通讯及各种主要网络（ DeviceNet,ProfibusDP）。 在本次方案中采用三菱公司 FRE700，控制负载圆盘的运行速度， 其结构简单、可靠性强、调速范围宽等。 伺服 系统 系统 由个人计算机、可编程控制器、伺服电机、伺服放大器构成，通过计算机对 PLC进行控制，由 PLC 输入信号给伺服放大器进一步实现对伺服电机的控制，从而达到运动控制的目的。 D/A 转换模块 将来自可编程控制器的数值转换成模拟量值（电压）并输出的模拟量特殊功能模块。 本次所用的是 Q00JQ62DAN。 8 第 三 章 系统设计 系统硬件构建 根据本次创新大赛的要求，始 终本着满足安全、可靠的基本控制原则完成设计。 1） 系统模型 （见下图 31 所示） 图 31 系统模型 2）主电路图 控制装置主电路如图 32 所示。 图 32 运动控制装置电气原理图 9 b． 系统的电气控制接线图（如图 33 所示）。 图 33 整个系统的电气控制接线图 图 34 电气布置图 3. 2 系统软件设计 1）软件设计主要是程序的编制。 在编写程序之前，必须新建工程，如图 45 所 10 示。 图 35创建新工程 新工程创建完成后， GX 软件 I/O 参数设置点击 参数→ PLC 参数→ I/O 分配，根据控制台上的 PLC 模块选择 PLC“类型”然后根据点数写“起始 XY”。 如图 26 所示： 图 36 GX软件 I/O参数设置 2） D/A转换模块的主要性能参数 设定见表 31： 11 表 31： D/A转换模块的主要性能参数 另外， D/A 模块的编写程序时，对于参数设置应在 GX Developer 软中加以设置，如图 37 所示： 图 37 D/A参数设置 项目 参数 备注 电压输 入 电流输入 输入点数 2通道 通道输入方式必须一致 输入要求 DC 10V~10V DC 420mA 输入超限会报错 输入极限 DC 12V~12V DC 21mA I/O点数 2点 编程指令 TO 12 系统工作流程图 1) 如图 38 所。