双工位感应淬火机床控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)

双工位感应淬火机床控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

拟量等），并列出 I/O 点清单。 进行内存容量的估计，适当留有余量。 根据经验，对于一般开关量控制系统，用户程序所需存储器的容量等于 I/O 总数乘以 8；对 于只有模拟量输入的控制系统，每路模拟量需要 100 个存储器字；对于既有模拟量输入又有模拟量输出的控制系统，每路模拟量需要200 个存储器字 [10]。 确定机型时，还要结合市场情况，考察 PLC 生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定性能价格比好一些的 PLC 机型。 前面提到综合考虑多方面因素，我们选择台达 PLC 来进行本次设计。 PLC 的选型 我们本次设计是面向中小企业，基于对价格，经济多方面的考虑，我们最终选择实用台达 (DVPEH2)PLC,其原因如下 ： 有两轴输出 ； 两轴独立运行 ， 不需要插补 [11]； 价格低廉。 又本模块主要用于带伺服电机，用作脉冲输出， 32 足够，所以我们选用 DVPEH2 型 PLC， DVP06XAH2 模拟输入 /输出混合模块包含可接受外部 4 点模拟信号输入（电压或电流皆可）， 10 将其转换成 12 位的数字信号。 及模拟信号输出部分接受来自 PLC 主机的2 组 12 位数字数据，再将数字数据转换为 2 点模拟信号输出（电压或电流皆可）模块内具有 49 个 CR(Controlled Register)寄存器 ［ 12］ ，每个寄存器有16 bits。 通过 DVPEH2 系列主机程式以指令 FROM/TO 来读写 模块内的数据。 又根据点数和实现要求，台达 PLC 分经济型 (DVPES 系列）， DVPSS超小型，（当然也是很便宜的）， DVPEH， 三大系列 ［ 13］。 一般应用选 DVPES 或者 SS 就行了。 如果模拟量多，或者热电阻、电偶，要选 DVPSS 系列，如果功能强，选择 DVPEH 系列。 EH作浮点运算， PID 运算，时钟功能，高速计数和脉冲输出，定位控制很不错的。 台达还有仿 MODICON 的中大型 PLC。 替代西门子 S7300 ，或者三菱 Qns， ANS， 都是不错的选择。 伺服电动机 根据工艺要求，本次设计我 们选择电动机只需满足定位精度高，运行速度快，低速运行平稳的基本要求，而这些要求 伺服电 动 机 都能达到，所以我们选择伺服电机进行本次设计。 另外，考虑转速要达到 20xxr，功率20xxW，扭矩等因素，最终我们选定 A 系列伺服电机。 作用 伺服电机在封闭的环里面使用 ， 就是说它随时把信号传给系统，同时把系统给出的信号来修正自己的运转 [14 ]。 伺服电机也可用单片机控制。 优点 首先我们 了解到 伺服电机和其他电机（如步进电机）相比 的 优点： （ 1） 精度：实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电 机失步的问题； （ 2） 转速：高速性能好，一般额定转速能达到 20xx～ 3000 转； 11 （ 3） 适应性：抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用； （ 4） 稳定：低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。 适用于有高速响应要求的场合； （ 5） 及时性：电机加减速的动态相应时间短，一般在几十毫秒之内； （ 6） 舒适性：发热和噪音明显降低。 简单点说就是 ， 平常 我们用的 那种普通的电机，断电后它还会因为自身的惯性再转一会儿，然后停下。 而伺服电机和步进电机是说停就停 ，说走就走，反应极快。 但步进电机存在失步现象。 变频器 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置 ，在本次设计中零件旋转设计我们用变频器控制，变频器控制需要满足 0～ 10V。 基本原理 我们现在使用的变频器主要采用交 —直 —交方式（ VVVF 变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。 变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制 4 个部分组成。 整流部分为三相桥式不可控整 流器，逆变部分为 IGBT 三相桥式逆变器，且输出为 PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。 变频器的选型 变频器选型时要确定以下几点： （ 1） 采用变频的目的 ， 恒压控制或恒流控制等。 （ 2） 变频器的负载类型 ， 如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。 （ 3） 变频器与负载的匹配问题 ： 电压匹配 ， 变频器的额定电压与负载 12 的额定电压相符 ； 电流匹配 ， 普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符 ， 对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能 参数，以最大 电流确定变频器电流和过载能力 ； 转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。 （ 4） 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。 因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。 （ 5） 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。 （ 6） 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。 台达 HMI 触摸屏 HMI 产品组成及原理 人机界面产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据 存储单元 等，其中处理器的性能决定了HMI 产品的性能高低，是 HMI 的核心单元。 界 面 组 态 软 件（ 运 行 于 P C 机 ）设 备 驱 动处 理 器系 统 内 核 软 件（ 运 行 于 H M I硬 件 ） 图 21 人机界面软件构成 13 根据 HMI 的产品等级不同，处理器可分别选用 8 位、 16 位、 32 位的处理器。 HMI 软件一般分为两部分，即运行于 HMI 硬件中的系统软件和运行于 PC 机 Windows 操作系统 下的画面 组态软件 （如 JB－ HMI 画面组态软件）。 使用者都必须先使用 HMI 的画面组态软件制作“工程文件”，再通过 PC 机和 HMI 产品的串 行通讯口，把编制好的“工程文件”下载到 HMI的处理器中运行。 H M ID O P B 1 0 S 6 1 8D V P 4 8 H PD V P 3 2 E H 0 0 M 2伺 服 电机 A0 6 X A伺 服 电机 B 图 22 人机界面硬件构成 HMI 的选型 （ 1）基本功能： 设备工作状态显示，指示灯、按钮、文字、图形、 曲线 等 数据、文字输入操作，打印输出 生产配方存储，设备生产数据记录 14 简单的逻辑和数值运算，可连接多种工业控制设备组网 （ 2）选型指标： 显示屏尺寸（一般选用 10 寸屏）及色彩（彩色），分辨率 HMI 的处理器速度性能 输入方式：触摸屏 画面存贮容量 ,单位 (字节 （ byte）、或是 位 （ bit） ) 通讯口种类及数量，是否支持打印功能。 另外，本设计主要针对中小企业，除了以上这些用户 因素，我们还必须考虑到成本问题，最终我们选定台达 DOPB10S615 型屏。 PLC 资源分配 PLC 资源分配情况： （ 1）、寄存器 D 表 22 寄存器 D 名称 定义 备注 D0～ D19 HMI 控制命令 D5 调入参数，保存参数 D114 选定工件序号 D116 工件型号 D68 程序起始序号 D70 运行方式 D72 工件旋转速度 15 D74 当前状态 D76 电源输出电压 D78 错误信息 D80 当前运行速度 D82 电源实际电压 D84 当前运行位移 D86 电源输出电流 D88 工件移动速度 D90 工件旋转速度 D92 D94 工件当前位置 D96 X 移动位移 D98 X 回零速度 D100 X 手动速度 16 D102 X 位移当量 D104 X 最大速度 D106 Y回零速度 D108 Y手动速度 D110 Y位移当量 D112 Y最大速度 D114 选定工件序号 D116 输入工件型号 D126 修改工件名称 D128 D20xx~D2999 工件序号及工件型号 D3001 方式 D3002 位置 mm D3004 速度 cm/min D3006 旋转 D3007 旋转速度 Hz D3008 加热 D3009 加热延时 s 17 D3010 主喷液 D3011 主喷液延时 s D3012 辅助喷液 D3013 辅助喷液延时 s D3014 功率通道 D3015 电源切换 D3021~D3035 第 2 行 D3041~D3055 第 3 行 D3061~D3075 第 4 行 D3081~D3095 第 5 行 D3101~D3115 第 6 行 D3121~D3135 第 7 行 D3141~D3155 第 8 行 D3161~D3175 第 9 行 D3181~D3195 第 10 行 D3201~D3215 第 11 行 D3221~D3235 第 12 行 18 D3241~D3255 第 13 行 D3261~D3275 第 14 行 D3281~D3295 第 15 行 D3301~D3315 第 16 行 D3321~D3335 第 17 行 D3341~3355 第 18 行 D3361~D3375 第 19 行 D3381~D3395 第 20 行 （ 2）、 M 定义 表 23 M 点定义 名称 对应 M 点 定义 备注 M30 连续 M1 继续 M2 终止 M3 上升 M4 下降 M5 加热 19 M6 旋转 M7 喷液 M8 辅助喷液 M9 X 回零位 M10 设 X 零位 M11 M12 Y回零位 M13 设 Y零位 M14 功率通道 1 M15 功率通道 2 M16 功率通道 3 M17 切换 A M18 切换 B M19 M20 M21 M22 M23 参数写入 M24 M25 M26 选定工件 M27 M28 M29 存工件名 M31 M32 M33 3． I/O 分配表 20 表 24 DVP32EH00M2 (I/O 分配表 ) 输出点名称 地址 备注 输入点名称 地址 备注 脉冲量输出 Y0 伺服零点 X0 Y2 X10 方向输出 Y1 正限位 X1 Y3 X11 负限位 X2 X12 伺服备妥 X3 X13 伺服上电 X4 X14 X5 X15 X6 X16 表 25 DVP48HP(I/O 分配表 ) 输入点名称 地址 备注 输出点名称 地址 备注 自动 /手动 X20 SB0 功率通道 1 Y20 X30 SB10 Y30 启动 X21 SB1 功率通道 2 Y21 X31 SB11 Y31 急停 X22 SB2 功率通道 3 Y22 X32 SB12 Y32 切换允许 X23 SB3 主喷液 Y23 X33 SB13 Y33 切换是否到 X24 SB4 辅助喷液 Y24 21 位 X34 SB14 Y34 缺水信号 X25 SB5 加热信号 Y25 电源故障 X26 SB6 Y35 切换 Y26 Y36。