PLC實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)多段速運(yùn)動(dòng)控制1

1、 畢業(yè)論文利用PLC實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)多段速運(yùn)動(dòng)控制院 系： 電氣學(xué)院 專 業(yè)： 樓宇智能化工程技術(shù) 班 級(jí)： 樓宇1510 姓 名： 謝 浩 指導(dǎo)老師： 喬老師 完成日期： 2015.05. 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 學(xué)生姓名：謝浩 班級(jí)；樓宇1510 學(xué)號(hào)：1230308151030一、 設(shè)計(jì)題目：利用PLC實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)多段速運(yùn)動(dòng)控制 二、應(yīng)完成的工作： 1.任務(wù)（1） 完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試 （2） 完成硬件電路及軟件設(shè)計(jì)（3） 完成設(shè)計(jì)報(bào)告 2.要求：（1） 利用臺(tái)達(dá)PLC控制器 DOP-B觸摸屏 伺服電機(jī) 伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)一個(gè)伺服電機(jī)多段速運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；（2） 至少包含一段勻加速 一段勻減速 兩段或兩段以上

2、勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程；（3） 速度 加減速時(shí)間可以通過(guò)界面輸入（4） 伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡和狀態(tài)（如：加速 減速 第一段勻速等）需要反應(yīng)在界面系主任： 科室負(fù)責(zé)人： 指導(dǎo)老師： 發(fā)題日期2015.03.25 完成日期2015.05.10摘 要可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心，將自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體而發(fā)展起來(lái)的嶄新的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。目前PLC已基本替代了傳統(tǒng)的繼電器控制而廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，PLC已躍居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱的首位。生產(chǎn)機(jī)械往往要求運(yùn)動(dòng)部件可以實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的起動(dòng)，這就要求拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)能作正、反向旋轉(zhuǎn)。由電機(jī)原理可知，改變電動(dòng)機(jī)三相電源的相序，就能改變

3、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行，且KM1,KMY接通。2s后KMY斷開(kāi)，KM 接通，即完成正轉(zhuǎn)啟動(dòng)。按下停止按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行，且KM2,KMY接通。2s后KMY斷開(kāi)，KM接通，即完成反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。關(guān)鍵詞：臺(tái)達(dá)PLC，伺服系統(tǒng)，觸摸屏，伺服電機(jī) Abstract可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心，將自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體而發(fā)展起來(lái)的嶄新的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。目前PLC已基本替代了傳統(tǒng)的繼電器控制而廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，PLC已躍居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱的首位。Programmable controll

4、er (PLC) is a microprocessor as the core, the automatic control technology, computer technology and communication technology integration and the development of new industrial automatic control device. Currently PLC has basically replaced the traditional relay control and widely used in various field

5、s of industrial control of PLC has leapt to the first of the three pillars of industrial automation.生產(chǎn)機(jī)械往往要求運(yùn)動(dòng)部件可以實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的起動(dòng)，這就要求拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)能作正、反向旋轉(zhuǎn)。由電機(jī)原理可知，改變電動(dòng)機(jī)三相電源的相序，就能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行，且KM1,KMY接通。2s后KMY斷開(kāi)，KM 接通，即完成正轉(zhuǎn)啟動(dòng)。按下停止按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行，且KM2,KMY接通。2s后KMY斷開(kāi)，KM接通，即完成反轉(zhuǎn)啟動(dòng)

6、。Machinery production often require moving parts can achieve both positive and negative direction of starting, which requires motor drive can make positive and reverse rotation. The motor theory, change the phase sequence of three-phase power motor, steering motor can change. Press forward start but

7、ton SB1, motor forward operation, and KM1, KMY. 2S KMY opens, KM is switched on, to complete the forwardstart. SB2 press stop button, the motor stops running. Press the start button SB3, motor reversal operation, and KM2, KMY. 2S KMY opens, KM is switched on, to complete the start.Keywords: tou

8、ch screen Delta PLC, servo system, servo motor目 錄 摘 要3Abstract41.1 PLC概述11.1.1 PLC產(chǎn)生11.1.2 PLC定義11.2 PLC應(yīng)用21.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)31.3.1 CPU模塊31.3.2 I/O模塊41.3.3 存儲(chǔ)器41.3.4 電源52.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)72.1 系統(tǒng)框圖72.2 系統(tǒng)硬件模塊72.2.1 PLC模塊72.2.2 伺服驅(qū)動(dòng)器82.2.3 伺服電機(jī)102.2.4 觸摸屏12本系統(tǒng)選擇DOP-B10S411，實(shí)體圖如圖2.5所示。123.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)163.1 PL

9、C的特點(diǎn)163.2 伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)173.3 PLC控制與繼電器控制的比較183.4 PLC I/O分配表203.5 DOP-B10S41觸摸屏功能特點(diǎn)20第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)224.1 系統(tǒng)主流程圖224.2 工作原理224.3 軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)244.3.1 觸摸屏設(shè)計(jì)及界面設(shè)計(jì)244.3.2步進(jìn)梯形圖244.3.3梯形圖25第5章.軟、硬件調(diào)試及結(jié)果分析27致 謝30參考文獻(xiàn)31第1章 PLC概述1.1 PLC概述1.1.1 PLC產(chǎn)生1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上。當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器PLC（Programma

10、ble Logic Controller），目的是用來(lái)取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。緊接著，美國(guó)MODICON公司也開(kāi)發(fā)出同名的控制器，1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制成了日本第一臺(tái)可編程控制器。1973年，西歐國(guó)家也研制出他們的第一臺(tái)可編程控制器。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，到70年代中期以后，特別是進(jìn)入80年代以來(lái)，PLC已廣泛地使用16位甚至32位微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，使PLC在概念、設(shè)計(jì)、性能價(jià)格比以及應(yīng)用方面都有了新的突破。這時(shí)的PLC已不僅僅是邏輯

11、判斷功能，還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，稱之為可編程序控制器（Programmable Controller）更為合適，簡(jiǎn)稱為PC，但為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Persona1 Computer）的簡(jiǎn)稱PC相區(qū)別，一般仍將它簡(jiǎn)稱為PLC（Programmable Logic Controller）。1.1.2 PLC定義“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)和執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都按

12、易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！笨删幊绦蚩刂破魇菓?yīng)用面最廣、功能強(qiáng)大、使用方便的通用工業(yè)控制裝置，自研制成功開(kāi)始使用以來(lái)，它已經(jīng)成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。 1.2 PLC應(yīng)用目前，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)部門。隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面：（1） 邏輯控制可編程序控制器具有“與”、“或”、“非”等邏輯運(yùn)算的能力，可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，用觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制，定時(shí)控制與順序邏輯控制。數(shù)字量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用于自動(dòng)生產(chǎn)線，其應(yīng)用領(lǐng)域最為普及，包括微電子、家電行業(yè)也有廣泛的

13、應(yīng)用。（2） 運(yùn)動(dòng)控制 可編程序控制器使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，或靈活運(yùn)用指令，使運(yùn)動(dòng)控制與順序控制功能有機(jī)地結(jié)合在一起。隨著變頻器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器的普遍使用，可編程序控制器可以與變頻器結(jié)合，運(yùn)動(dòng)控制功能更為強(qiáng)大，并廣泛地用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。（3） 過(guò)程控制可編程序控制器可以接收溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量，通過(guò)模擬量I/0模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換，并對(duì)被控模擬量實(shí)行閉環(huán)PID（比例-積分-微分）控制?，F(xiàn)代的大中型可編程序控制器一般都有PID閉環(huán)控制功能，此功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、加熱

14、爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。 （4） 數(shù)據(jù)處理可編程序控制器具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以是運(yùn)算的中間參考值，也可以通過(guò)通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們保存、打印。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人柔性制造系統(tǒng)，也可以用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。（5） 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制可編程序控制器的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/0之間的通信、多臺(tái)可編程序控制器之間的通信、可編程序控制器和其他智能控制設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、變頻器)之間的通信?？删幊绦蚩刂破髋c其他智能控制設(shè)備一起，可以

15、組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。當(dāng)然，并非所有的可編程序控制器都具有上述功能，用戶應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇可編程序控制器，這樣既能完成控制任務(wù)，又可節(jié)省資金。1.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)可編程序控制器簡(jiǎn)稱為PLC（Programmable Logic Controller）,可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無(wú)異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（RAM和EPROM）、輸入/輸出模塊（簡(jiǎn)稱I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。如圖1.1所示為PLC的組成結(jié)構(gòu)圖。圖1.1 PLC組成結(jié)構(gòu)1.3.1 CPU模塊CPU模塊又

16、叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（CPU）和存儲(chǔ)器組成。CPU的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：（1）輸入處理：將現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。（2）程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。（3）輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。1.3.2 I/O模塊I/O模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)。輸入信號(hào)有兩類：一類是從按鈕、選擇開(kāi)

17、關(guān)、數(shù)字開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接收開(kāi)關(guān)、關(guān)電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等來(lái)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一類是由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)?？删幊绦蚩刂破魍ㄟ^(guò)輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。CPU模塊的工作電壓一般是5V，而可編程序控制器的輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高，如直流24V和交流220V。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或使可編程序控制器不能正常工作，所以CPU模塊不能直接與外部輸入/輸出裝置相連。I/O模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離

18、的作用。1.3.3 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器主要有兩種，其一是可讀/寫操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，另一種是只讀存儲(chǔ)器或可擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。（1）系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)器用來(lái)存放由PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在ROM內(nèi)，用戶不能更改。它使PLC具有基本的功能，能夠完成PLC設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞很大程度上決定了PLC的性能。 （2）用戶存儲(chǔ)器用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)采用PLC編程語(yǔ)言編寫的各種用戶程序。用戶程序存儲(chǔ)器根據(jù)所選用的存儲(chǔ)器單元類型的不同（可以

19、是RAM、EPROM或EEPROM存儲(chǔ)器），其內(nèi)容可以由用戶修改或增刪。用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以用來(lái)存放（記憶）用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態(tài)和數(shù)據(jù)等。用戶存儲(chǔ)器的大小關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標(biāo)之一。1.3.4 電源PLC的電源是指CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配備的直流開(kāi)關(guān)電源。    一般而言，PLC的基本電源一般有使用ACIOOV/240V與DC24V兩種類型。    當(dāng)PLC采川ACIOOV/240V供電時(shí)，通常允許輸入電源電壓的波動(dòng)范圍為-15%+10%。如：選擇額定輸入電壓為AC

20、100V時(shí)，通常允許輸入電壓的變化范圍為AC85110V;選擇額定輸入電壓為AC240V時(shí)，允許的變化范圍為AC200AC264V。PLC對(duì)外部交流電源的頻率要求較低，允許的頻率變化范圍通常為±3Hz，即選擇額定輸入頻率為50Hz時(shí)，允許輸入頻率的變化范圍為4753Hz;選擇額定輸入頻率為60Hz時(shí)，允許變化范圍為5763Hz。    當(dāng)PLC使用DC24V電源時(shí)，一般允許輸入電壓的變化范圍為一l5%+20%(即DC20.428.8V，如SIEMENS PLC)，部分PLC可以達(dá)到-35%+30%（即DC15.631.2V，如三菱Q系列PLC）。與其他計(jì)

21、算機(jī)控制系統(tǒng)相比，它對(duì)輸入電源的要求相對(duì)較低，通常容易滿足要求。    但為了保證PLC的正常工作，抑制線路干擾，對(duì)于交流AC100V/240V供電的PLC，原則上應(yīng)在電源輸入回路加入隔離變壓器、浪涌吸收器或者采取穩(wěn)壓措施。PLC輸入電源要與設(shè)備動(dòng)力電源、交流控制回路電源、交流輸出電源分離配線，并具有獨(dú)立的保護(hù)回路與獨(dú)立的隔離變壓器。    對(duì)于直流DC24V供電的PLC，原則上應(yīng)采用穩(wěn)壓電源供電：至少應(yīng)通過(guò)三相橋式整流、濾波后進(jìn)行供電；一般不能使用僅通過(guò)單相橋式整流的直流電源直接對(duì)PLC進(jìn)行供電。PLC輸入電源要與設(shè)備直流動(dòng)力電源、

22、直流控制回路電源、直流輸出電源分離配線，并具有獨(dú)立的保護(hù)回路，在系繞組成較復(fù)雜時(shí)，應(yīng)使用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源單獨(dú)對(duì)PLC供電。    當(dāng)系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)時(shí)，電源模塊的容量應(yīng)保證滿足PLC系統(tǒng)對(duì)電源容量的要求，電源模塊的額定輸出容量應(yīng)大于系統(tǒng)中全部組成模塊所消耗的功率總和，并且留有20%30%的余量。2.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)通過(guò)PLC控制器實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的多段速運(yùn)行。在PLC程序中設(shè)定伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，給定PLC輸出脈沖額率，實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，停止等。2.1 系統(tǒng)框圖本系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、觸摸屏、PLC控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)與行程開(kāi)關(guān)組成，結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示。圖

23、2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2 系統(tǒng)硬件模塊本系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要的主要硬件：臺(tái)達(dá)PLC DVP-32ES2、伺服驅(qū)動(dòng)器ASDA-AB、伺服電機(jī)ECMA-C30604PS、觸摸屏DOP-B10S411與4個(gè)行程開(kāi)關(guān)。2.2.1 PLC模塊本系統(tǒng)選用DVP-32ES2，具有以下功能：（1） 整合的通訊功能，內(nèi)建1組RS-232，2組RS-485通訊端口，均支持MODBUS主/從站模式；（2） 新推出DVP32ES2-C：CANopen 1Mbps 通訊型主機(jī)，以及DVP30EX2：模擬/溫度混合型主機(jī)；（3） DVP-ES2提供16/20/24/32/40/60點(diǎn)I/O主機(jī)，滿足各種應(yīng)用；（4） DVP20E

24、X2內(nèi)置12-bit 4AI/2AO，同時(shí)可搭配14-bit AIO擴(kuò)展模塊，配合內(nèi)建PID Auto Tuning功能，提供完整的模擬控制解決方案；（5） DVP30EX2提供模擬/溫控整合型控制器，內(nèi)置16-bit 3AI/1AO搭配內(nèi)置溫度PID Auto Tuning功能，提供完整的模擬控制解決方案；（6） 32ES2-C 內(nèi)置1Mbps CANopen通訊，結(jié)合新一代主機(jī)處理速度，以高抗干擾與省配線優(yōu)勢(shì)搭建現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；（7） 程序容量：16k steps數(shù)據(jù)寄存器：10k words；（8） 高于同級(jí)PLC處理速度，LD：0.54s，MOV：3.4s；（9） 針對(duì)大程序容量，提供高效率

25、處理能力，1k steps可在1ms內(nèi)處理完成；（10） 提供最高100kHz的脈沖控制，可搭配各種運(yùn)動(dòng)控制指令 (如遮蔽、對(duì)標(biāo)、立即變更頻率等)精確應(yīng)用于各種多軸運(yùn)動(dòng)控制中；（11） 多達(dá)4重的PLC密碼保護(hù)，保護(hù)使用者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。DVP-32ES2通訊結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。圖2.2 DVP-32ES2通訊結(jié)構(gòu)2.2.2 伺服驅(qū)動(dòng)器本系統(tǒng)選擇臺(tái)達(dá)400W的伺服驅(qū)動(dòng)器ASD-A0421-AB，屬于ASDA-AB系列，此系列的的驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)說(shuō)明如圖2.3所示。圖2.3 ASD-A0421-AB接口AB系列支持低、中、高三種慣量的伺服馬達(dá)，可解決客戶在不同扭力應(yīng)用上的需求。支持標(biāo)準(zhǔn)Modbus通訊讀

26、寫，可與臺(tái)達(dá)PLC, HMI構(gòu)成通訊控制架構(gòu)。本系列可適用于各種機(jī)械加工行業(yè)或產(chǎn)業(yè)機(jī)械。（1）產(chǎn)品特色容量范圍 : 0.1kW3kWJ；輸入電壓：AC 200V230V，使用單相 /三相輸入或三相輸入；控制模式：位置 / 速度 / 轉(zhuǎn)矩控制模式；內(nèi)置單軸定位控制功能(分度控制，原點(diǎn)復(fù)歸，自動(dòng)循環(huán)定位控制，位置教導(dǎo)功能)；支持Modbus通訊協(xié)議 (通信接口：RS-485 / RS-422 / RS-232)。（2）行業(yè)應(yīng)用機(jī)械加工中心的刀庫(kù)控制，分度裝配系統(tǒng)、封口機(jī)、剪床機(jī)、送料機(jī)、雕刻機(jī)、車床、高速卷繞機(jī)、檢測(cè)機(jī)、切割機(jī)、PCB點(diǎn)膠機(jī)、成型機(jī)。伺服驅(qū)動(dòng)器按照其控制對(duì)象由外到內(nèi)分為位置環(huán)、速度

27、環(huán)和電流環(huán)，相應(yīng)伺服驅(qū)動(dòng)器也就可以工作在位置控制模式、速度控制模式和力矩控制模式。當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器工作在任意模式下，其對(duì)應(yīng)模式可以由三種方式給定：1、使用模擬量給定；2、參數(shù)設(shè)置的內(nèi)部給定；3、通訊給定。參數(shù)設(shè)置的內(nèi)部給定應(yīng)用比較少，為有限的有級(jí)調(diào)節(jié)。使用模擬量給定的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)快，應(yīng)用于許多高精度高響應(yīng)的場(chǎng)合，缺點(diǎn)是存在零漂，給調(diào)試帶來(lái)困難，歐系和美系伺服多采用這種方式。脈沖控制兼容常用信號(hào)方式：CW/CCW（正反向脈沖）、脈沖/方向、A/B相信號(hào)，缺點(diǎn)是響應(yīng)慢。伺服驅(qū)動(dòng)器的接線很簡(jiǎn)單，我們只需要按照規(guī)定接人相對(duì)應(yīng)的插頭即可。將三相電源線L1,L2,L3插頭接入CPN1，將伺服電機(jī)插頭CN2，將編

28、碼器插頭接入CNP2，控制線插頭接入CN1。我們?cè)谡{(diào)試程序時(shí)需要用伺服電機(jī)的專用軟件，通過(guò)RS422接口接到伺服系統(tǒng)的CN3上即可。2.2.3 伺服電機(jī)本系統(tǒng)選用EMCA-C30604PS，實(shí)體圖如2.4所示。圖2.4 EMCA-C30604PS實(shí)體圖（1）輸出功率范圍100W-2KW；（2）輸入電源AC200V-230V（單相/三相 1.5kW；三相 2kW）；（3）輸入電源 AC 200V 230V ；（4）內(nèi)置位置 / 速度 / 扭矩 模式； （5）內(nèi)置八組位置控制存儲(chǔ)器 ；（6）分度功能控制模式(刀庫(kù)) ；（7）原點(diǎn)搜尋、寸動(dòng)教導(dǎo)模式 ；（8）支持標(biāo)準(zhǔn)Modbus格式 ；（9）通訊格式

29、 RS232/RS485/RS422。最佳應(yīng)用：機(jī)械加工中心的刀庫(kù)控制，分度裝配系統(tǒng)、封口機(jī)、剪床機(jī)、送料機(jī)、雕刻機(jī)、車床、高速卷繞機(jī)、檢測(cè)機(jī)、切割機(jī)、PCB點(diǎn)膠機(jī)、成型機(jī)。交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要可分為兩部分，即定子部分和轉(zhuǎn)子部分。其中定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同，在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組。其中一組為激磁繞組，另一組為控制繞組，交流伺服電動(dòng)機(jī)一種兩相的交流電動(dòng)機(jī)。 交流伺服電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，激磁繞組兩端施加恒定的激磁電壓Uf，控制繞組兩端施加控制電壓Uk。當(dāng)定子繞組加上電壓后，伺服電動(dòng)機(jī)很快就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。 通入勵(lì)磁繞組及控制繞組的電流在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋

30、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)向，當(dāng)任意一個(gè)繞組上所加的電壓反相時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向就發(fā)生改變，電機(jī)的方向也發(fā)生改變。 為了在電機(jī)內(nèi)形成一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，要求激磁電壓Uf和控制電壓UK之間應(yīng)有90度的相位差，常用的方法有：（1） 利用三相電源的相電壓和線電壓構(gòu)成90度的移相；（2） 利用三相電源的任意線電壓；（3） 采用移相網(wǎng)絡(luò)；（4） 在激磁相中串聯(lián)電容器。伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈所需的脈沖數(shù)=編碼器分辨率×Pr4B(Pr48 ×2Pr4A)伺服電機(jī)所配編碼器如果為:2500p/r 5線制增量式編碼器，則編碼器分辨率為10000p/r 如您連接伺服電機(jī)軸的絲桿間距為20mm，您要做到控

31、制器發(fā)送一個(gè)脈沖伺服電機(jī)行走長(zhǎng)度為一個(gè)絲(0.01mm)。計(jì)算得知：伺服電機(jī)轉(zhuǎn)一圈需要2000個(gè)脈沖。(每轉(zhuǎn)一圈所需脈沖確定了，脈沖頻率與伺服電機(jī)的速度的關(guān)系也就確定了)三個(gè)參數(shù)可以設(shè)定為：Pr4A=0，Pr48=10000，Pr4B=2000，約分一下則為：Pr4A=0，Pr48=100，Pr4B=20。從上面的敘述可知:設(shè)定Pr48,Pr4A,Pr4B這三個(gè)參數(shù)是根據(jù)我們控制器所能發(fā)送的最大脈沖頻率與工藝所要求的精度。在控制器的最大發(fā)送脈沖頻率確定后，工藝精度要求越高，則伺服電機(jī)能達(dá)到的最大速度越低。做好上面的工作，編制好PLC程序，就可以控制伺服運(yùn)轉(zhuǎn)了。交流伺服電機(jī)的優(yōu)良性能 控制精度高

32、步進(jìn)電機(jī)的步距角一般為18。(兩相)或072。(五相)，而交流伺服電機(jī)的精度取決于電機(jī)編碼器的精度。以伺服電機(jī)為例，其編碼器為l6位，驅(qū)動(dòng)器每接收2 =65 536個(gè)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，其脈沖當(dāng)量為360/65 536=0，0055 ；并實(shí)現(xiàn)了位置的閉環(huán)控制從根本上克服了步進(jìn)電機(jī)的失步問(wèn)題。 矩頻特性好步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，其工作轉(zhuǎn)速一般在每分鐘幾十轉(zhuǎn)到幾百轉(zhuǎn)。而交流伺服電機(jī)在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000r/min或3000r/rain)以內(nèi)為恒轉(zhuǎn)矩輸出，在額定轉(zhuǎn)速以E為恒功率輸出。 具有過(guò)載能力以松下交流伺服電機(jī)為例，有較好的過(guò)載能力。 加速性能好步進(jìn)電

33、機(jī)空載時(shí)從靜止加速到每分鐘幾百轉(zhuǎn)，需要200400ms：交流伺服電機(jī)的加速性能較好。2.2.4 觸摸屏本系統(tǒng)選擇DOP-B10S411，實(shí)體圖如圖2.5所示。圖2.5 DOP-B10S411實(shí)體圖DOP-B系列是高彩寬屏型，DOP-B10S411 臺(tái)達(dá)B系列10寸經(jīng)濟(jì)款式人機(jī)界面，10"寬屏/65536色TFT/高分辨率，USB下載/打印/U盤/鼠標(biāo)，開(kāi)孔尺寸261.3 x 189.3。特點(diǎn)如下： （1） LCD尺寸：4.7吋、5.6吋、7吋、8吋、10.1吋；（2） 顯示顏色：65536色TFT；（3） 分辨率：320 X 234、480 X 234像素、800×

34、;480像素，800×600像、1024×600像素；（4） 內(nèi)置3MB/82MB Flash ROM；（5） 造型時(shí)尚現(xiàn)代化, 內(nèi)置高質(zhì)感MP3 /WAV/MIDI音效功能；（6） 提供標(biāo)準(zhǔn)型和網(wǎng)絡(luò)型機(jī)型，分別整合SD卡、Ethernet接口，滿足用戶的不同需求；（7） 支持USB上下載，可連接打印機(jī)和U盤；（8） 具有宏指令精靈，使宏指令使用更便利；（9） 多重畫面開(kāi)機(jī)功能，可選擇從USB/SD卡中任意項(xiàng)目加載，并提供預(yù)覽畫面；（10） 提供多種蜂鳴器音調(diào)模式供用戶選擇；（11） 支持以太網(wǎng)絡(luò)。觸摸屏的各個(gè)功能以及工具定義如圖2.6-2.10所示。圖2.6 DOP-B1

35、0S411配置要求圖2.7 DOP-B10S411繪圖工具圖2.8 DOP-B10S411標(biāo)準(zhǔn)工具欄圖2.9 DOP-B10S411圖形工具欄圖2.10 DOP-B10S411文字工具欄通過(guò)版面設(shè)置，我們可以設(shè)定觸摸屏按鈕，分別為啟動(dòng)、停止、復(fù)位等。按鈕的型號(hào)以及大小，需根據(jù)觸摸屏的大小和分辨率一一對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)，達(dá)到能方便控制觸摸屏按鈕的目的。3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 PLC的特點(diǎn)（1）編程簡(jiǎn)單，使用方便梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語(yǔ)言，其符號(hào)與繼電器電路原理圖相似。有繼電器電路基礎(chǔ)的電氣技術(shù)人員只要很短的時(shí)間就可以熟悉梯形圖語(yǔ)言，并用來(lái)編制用戶程序，梯形圖語(yǔ)言形象直觀，易學(xué)易懂。（2）

36、控制靈活，程序可變，具有很好的柔性可編程序控制器產(chǎn)品采用模塊化形式，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶程序，不用改變硬件，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。（3）功能強(qiáng)，擴(kuò)充方便，性能價(jià)格比高可編程序控制器內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。如果元件不夠，只要加上需要的擴(kuò)展單元即可，擴(kuò)充非常方便。與相同功能的繼電器

37、系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比。（4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量少，維修方便可編程序控制器的配線與其它控制系統(tǒng)的配線比較少得多，故可以省下大量的配線，減少大量的安裝接線時(shí)間，開(kāi)關(guān)柜體積縮小，節(jié)省大量的費(fèi)用。可編程序控制器有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力、可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。一般可用接線端子連接外部接線。可編程序控制器的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能，便于迅速地排除故障。（5）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)可編程序控制器是為現(xiàn)場(chǎng)工作設(shè)計(jì)的，采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，硬件措施如屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、隔離、后備電池等。（6）體積小、重量輕、能耗低，是“機(jī)電一體化”特有的產(chǎn)品。本系統(tǒng)

38、選擇的是伺服電機(jī)和PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的多段速運(yùn)動(dòng)，原有的系統(tǒng)亦可通過(guò)步進(jìn)電機(jī)和繼電器方式實(shí)現(xiàn)，下面將兩個(gè)主要模塊進(jìn)行比較說(shuō)明，本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。3.2 伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)伺服電機(jī)工作原理 伺服系統(tǒng)是是使物體的位置，方位，伺服電機(jī)狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服接受到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的一個(gè)角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)樗欧姍C(jī)本身發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量脈沖，這樣和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)生了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收回多少脈

39、沖數(shù)。這樣就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)，有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)不方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境的要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。 交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要可分為兩部分，即定子部分和轉(zhuǎn)子部分。其中定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同，在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組。其中一組為激磁繞組，另一組為控制繞組，交流伺服電動(dòng)機(jī)一種兩相的交流電動(dòng)機(jī)。交流伺服電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，激磁繞組兩端施加恒定的激磁電壓Uf，控制繞組兩端施加控制電壓Uk。

40、當(dāng)定子繞組加上電壓后，伺服電動(dòng)機(jī)很快就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。通入勵(lì)磁繞組及控制繞組的電流在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)向，當(dāng)任意一個(gè)繞組上所加的電壓反相時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向就發(fā)生改變，電機(jī)的方向也發(fā)生改變。為了在電機(jī)內(nèi)形成一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，要求激磁電壓Uj和控制電壓UK之間應(yīng)有90度的相位差，常用的方法有：（1）利用三相電源的相電壓和線電壓構(gòu)成90度的移相（2）利用三相電源的任意線電壓；（3）采用移相網(wǎng)絡(luò)；（4）在激磁相中串聯(lián)電容器。步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別在于：（1）控制精度不同。步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)越多，它的精確度就越高，伺服電機(jī)取塊于自帶的編碼器，編碼器的刻度越多，精度就越高

41、。（2）控制方式不同；一個(gè)是開(kāi)環(huán)控制，一個(gè)是閉環(huán)控制。（3）低頻特性不同；步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象，當(dāng)它工作在低速時(shí)一般采用阻尼技術(shù)或細(xì)分技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)便于系統(tǒng)調(diào)整。（4）矩頻特性不同；步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速升高而下降，交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出。（5）過(guò)載能力不同；步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力，而交流電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。（6）運(yùn)行性能不同；步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象

42、，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖現(xiàn)象，交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。然而本次設(shè)計(jì)采用的是伺服電機(jī)，不僅位置、運(yùn)轉(zhuǎn)速度能夠精準(zhǔn)控制，而且操作簡(jiǎn)單，原理清晰易掌握。3.3 PLC控制與繼電器控制的比較PLC、繼電器是大家常接觸的控制元件，兩者作為控制產(chǎn)品，其作用有相同之處，但其控制邏輯卻大不相同。PLC控制的優(yōu)點(diǎn)是功能比繼電器控制的多，像模擬量的控制，微積分的控制等等，還有就是可以方便的修改程序，改變控制方法和控制對(duì)象。繼電器控制只能實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的邏輯控制。（1）控制邏輯繼電器控制邏

43、輯采用硬接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合成控制邏輯，其連線多而復(fù)雜，體積大，功耗大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能都很困難。另外繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每只一般只有48對(duì)觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性都很差。而PLC采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序，故稱為“軟接線”，其連線少，體積小，加之PLC中每只軟繼電器的觸點(diǎn)數(shù)理論上無(wú)限制，因此靈活性和擴(kuò)展性都很好。PLC由中大規(guī)模集成電路組成，功耗小。（2）工作方式當(dāng)電流接通時(shí)，繼電控制線路中各繼電器都處于受約狀態(tài)，即該吸合的都應(yīng)吸合，不該吸合的都因受某種條件限制不能吸合。而PL

44、C的控制邏輯中，各繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接。通之中，從宏觀上看，每個(gè)繼電器受制約接通的時(shí)間是短暫的。（3）控制速度繼電控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低。觸點(diǎn)的開(kāi)閉動(dòng)作一般在幾十毫秒數(shù)量級(jí)。另外機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題。而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，速度極快，一般一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)。PLC內(nèi)部還有嚴(yán)格的同步，不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題。（4）限時(shí)控制繼電控制邏輯利用時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作進(jìn)行限時(shí)控制。時(shí)間繼電器一般分為空氣阻尼式、電磁式、半導(dǎo)體式等，其定時(shí)精度不高，定時(shí)時(shí)間易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難。有些特殊的時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便維護(hù)。

45、（5）計(jì)數(shù)控制PLC能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，而繼電控制邏輯一般不具備計(jì)數(shù)控制功能。（6）設(shè)計(jì)與施工使用繼電控制邏輯完成一項(xiàng)控制工程，其設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長(zhǎng)，而且修改困難。工程越大，這一點(diǎn)就越突出。而用PLC完成一項(xiàng)控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以后，現(xiàn)場(chǎng)施工和控制邏輯的設(shè)計(jì)(包括梯形圖和程序設(shè)計(jì))可以同時(shí)進(jìn)行，周期短，且調(diào)試和修改都很方便。（7）可靠性和可維護(hù)性繼電控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。觸點(diǎn)開(kāi)閉時(shí)會(huì)受到電弧的損壞，并有機(jī)械磨損，壽命短，因此可靠性和可維護(hù)性差。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，它體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高。PLC還配備有自檢和監(jiān)

46、督功能，能檢查出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員，還能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。3.4 PLC I/O分配表表3.1 PLC I/O分配表3.5 DOP-B10S41觸摸屏功能特點(diǎn)功能介紹（1） 支持多種廠牌的控制器；（2） 支持WINDOWS字體的畫面編輯器（3） 便利的宏指令（4） 使用USB快速上下載程序（5） 便利的配方功能（6） 可同時(shí)支持多臺(tái)不同廠牌的控制器（7） 一臺(tái)人機(jī)多臺(tái)PLC連接功能（8） 模擬功能（9） 支持USB HOST功能（10） U盤資料備份功能（11） 打印功能（12） 多重保密功能第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)主流程圖各主要模

47、塊的設(shè)計(jì)思想及流程、系統(tǒng)時(shí)序要求圖、觸摸屏設(shè)計(jì)及界面設(shè)計(jì)、I/0分配表、順序功能圖、梯形圖設(shè)計(jì)時(shí)所需要注意的環(huán)節(jié)。IFD9502連接設(shè)備為臺(tái)達(dá)DVP系列可編程控制器4.2 工作原理本系統(tǒng)通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)小車實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的多段速運(yùn)動(dòng)，示意圖如圖4.1所示。圖4.1 系統(tǒng)示意圖PLC上點(diǎn)時(shí)進(jìn)入RUN狀態(tài)，初始化脈沖M8002的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，梯形圖中第一行的SET指令將初始步M0置為活動(dòng)步。在梯形圖第二行，M0的STL觸點(diǎn)和X1·X2的常開(kāi)觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路代表轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)條件。當(dāng)初始步時(shí)按下起動(dòng)按鈕X1，如果3個(gè)觸點(diǎn)同時(shí)閉合，轉(zhuǎn)換的兩個(gè)條件同時(shí)滿足。此時(shí)M1執(zhí)行，Y0線圈通

48、電，小車左行，當(dāng)碰到XO限位開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)起動(dòng)。M2步被執(zhí)行小車右行，同時(shí)M2和延時(shí)開(kāi)關(guān)通電，并且PLC執(zhí)行加速延時(shí)程序，時(shí)間到，小車被加速設(shè)定值t0秒到加速速度最大值。在運(yùn)行到設(shè)定值t1秒時(shí)，減速運(yùn)行到小車停止，同時(shí)剛好碰到限位開(kāi)關(guān)X1。當(dāng)t1和限位開(kāi)關(guān)X1同時(shí)通電時(shí)，小車又開(kāi)始左行。時(shí)序圖如圖4.2所示。M0 M1 M2 M3 代表四步X2為啟動(dòng)按鈕限位開(kāi)關(guān) X0 X1圖4.2 時(shí)序圖4.3 軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)4.3.1 觸摸屏設(shè)計(jì)及界面設(shè)計(jì)圖4.3 觸摸屏界面設(shè)計(jì)4.3.2步進(jìn)梯形圖圖4.4 SFC設(shè)計(jì)4.3.3梯形圖圖4.5 LD設(shè)計(jì)第5章.軟、硬件調(diào)試及結(jié)果分析調(diào)試過(guò)程中軟件所出現(xiàn)的問(wèn)題及

49、解決方法在調(diào)試過(guò)程中觸摸屏與伺服電機(jī)有一段反映時(shí)間，這是什么原因?qū)е碌模诓殚嗁Y料后，了解到波特率的含義和波特率對(duì)數(shù)據(jù)通信的影響（1）波特率 在串行通信中,用 " 波特率 " 來(lái)描述數(shù)據(jù)的傳輸速率.所謂波特率,即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù),其單位為 bps ( bits per second ).它是衡量串行數(shù)據(jù)速度快慢的重要指標(biāo).有時(shí)也用 " 位周期 " 來(lái)表示傳輸速率,位周期是波特率的倒數(shù).國(guó)際上規(guī)定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)波特率系列: 110 、 300 、 600 、 1200 、 1800 、 2400 、 4800 、 9600 、 14.4Kbps 、 19

50、.2Kbps 、 28.8Kbps 、 33.6Kbps 、 56Kbps . 例如: 9600bps ,指每秒傳送 9600 位,包 字符的數(shù)位和其它必須的數(shù)位,如奇偶校驗(yàn)位等. 大多數(shù)串行接口電路的接收波特率和發(fā)送波特率可以分 設(shè)置,但接收方的接收波特率必須與發(fā)送方的發(fā)送波特率相同.通信線上所傳輸?shù)淖址麛?shù)據(jù)(代碼)是逐為位傳送的, 1 個(gè)字符由若干位組成,因此每秒鐘所傳輸?shù)淖址麛?shù)(字符速率)和波特率是兩種概念.在串行通信中,所說(shuō)的傳輸速率是指波特率,而不是指字符速率,它們兩者的關(guān)系是:假如在異步串行通信中,傳送一個(gè)字符,包括 12 位(其中有一個(gè)起始位, 8 個(gè)數(shù)據(jù)位, 2 個(gè)停止位),其

51、傳輸速率是 1200b/s ,每秒所能傳送的字符數(shù)是 1200/(1+8+1+2)=100 個(gè)。 （2）發(fā)送接收時(shí)鐘 在串行傳輸過(guò)程中,二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列是以數(shù)字信號(hào)波形的形式出現(xiàn)的,如何對(duì)這些數(shù)字波形定時(shí)發(fā)送出去或接收進(jìn)來(lái),以及如何對(duì)發(fā)收雙方之間的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行同步控制的問(wèn)題就引出了發(fā)送接收時(shí)鐘的應(yīng)用. 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送器在發(fā)送時(shí)鐘(下降沿)作用下將發(fā)送移位寄存器的數(shù)據(jù)按串行移位輸出；在接收數(shù)據(jù)時(shí),接收器在接收時(shí)鐘(上升鹽)作用下對(duì)來(lái)自通信線上串行數(shù)據(jù),按位串行移入移位寄存器.可見(jiàn),發(fā)送接收時(shí)鐘是對(duì)數(shù)字波形的每一位進(jìn)行移位操作,因此,從這個(gè)意義上來(lái)講,發(fā)送接收時(shí)鐘又可叫做移位始終脈沖.另外,從數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中,收方進(jìn)行同步檢測(cè)的角度來(lái)看,接收時(shí)鐘成為收方保證正確接收數(shù)據(jù)的重要工具.為此,接收器采用比波特率更高頻率的時(shí)鐘來(lái)提高定位采樣的分辨能力和抗干擾能力. （3）波特率因子 在波特率指定后,輸入移位寄存器 / 輸出移位寄存器在接收時(shí)鐘 / 發(fā)送時(shí)鐘控制下,按指定的波特率速度進(jìn)行移位.一般幾個(gè)時(shí)鐘脈沖移位一次.要求:接收時(shí)鐘 / 發(fā)送時(shí)鐘是波特率的 16 、 32 或 64 倍.波特率因子就是發(fā)送接收 1 個(gè)數(shù)據(jù)( 1 個(gè)數(shù)據(jù)位)所需要的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù),其單位是個(gè)位.如波特率因子為 16 ,則 16 個(gè)時(shí)鐘脈沖移位 1 次. 例:波特率 =96