基于PLC的伺服系统设计

摘要

   本文采用运动控制系统，完成三菱电机杯竞赛的关于伺服电机如何实现系统的运动控制系统。运动控制模型包括：安装台面、XY伺服轴、旋转工作盘三大部分。

运动控制 (Motion Control)通常是指在复杂条件下,将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动,实现机械运动精确的位置控制、速度控制加速度控制、转矩或力的控制。该系统由两工位运动控制系统组成：2套伺服放大器及伺服电机、QD75系统模块、变频器、三菱可编程序控制器、触摸屏等组成。

通过个人计算机与PLC通讯输入运行程序，设定运行参数后，QD75P2系统模块控制伺服放大器的输出，之后伺服放大器给伺服电机输出信号，伺服电机反馈信号到伺服放大器，从而驱动跟踪圆盘上的磁珠转动；负载圆盘是通过变频器控制的三相异步电动机控制运行速度。工作盘是由交流变频控制，工作盘上可用双面胶固定多个磁钢（Ø）；图中上端为XY十字工作台（伺服电机控制），考虑到机械强度的问题，Y轴有两个平行轴固定，其中左侧的为主动驱动轴，右侧为从动轴；X轴平面装有霍尔传感器；上方为旋转工作台，工作盘由交流电机（电机的速度由变频器控制）带着转动工作时，在工作盘放入磁钢，当工作盘转动时，X轴上部安装的传感器须一直能够对应到磁钢（XY轴随动，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。

    电气运动控制是由电力拖动发展而来的,电力拖动或电气传动是对以电动机为对象的控制系统的通称。从电力拖动开始,经历四十多年的发展过程,现代运动控制已成为一个以控制理论为基础，涵盖电机技术、电力电子技术（电力电子器件、电力电子线路）、微电子技术、传感器检测技术、信息处理技术、自动控制技术、微计算机技术和计算机仿真和辅助制造（CAM）技术等许多学科 ,且多种不同学科交叉应用的控制技术。

运动控制系统多种多样,但从基本结构上看,一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位计算机、运动控制器、功率驱动装置、电动机、执行机构和传感器反馈检测装置等部分组成。其中的运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心,以传感器为信号敏感元件,以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置它的主要任务是根据运动控制的的逻辑、数学运算,为电机或其它动力和执行装置提供正确的控制信号。

关键词：伺服电机； 系统 ；控制

目录

摘要.........................................................................I

一、绪论.................................................................1

（一）伺服系统的研究背景及意义........................................2

（二）私服系统的发展....................................................2

    （三）伺服系统的国内外研究现状.........................................3                                              

    （四）课题研究目的 ..............................................4

二、系统总体设计方案....................................................5

（二）各功能模块概述....................................................5

         1三菱可编程控制器PLC..............................................6

         2三菱触摸屏GOT......................................................7

         3三菱QD75系统模块..................................................7

         4三菱变频器FR-E700................................................. 7         

         5三菱伺服放大器+伺服电机............................................8

         6三菱DA转换模块....................................................8

三、系统的设计...........................................................8

（一）系统硬件构建....................................................10

（二）系统软件设计....................................................10

    1工作流程图.........................................................12

    2主要软元件配置.....................................................13

    3程序分析与设计.....................................................14

（三）变频器的配置参数.........................................19

（四）伺服系统的配置参数.......................................20

   （五）触摸屏的编制..............................................21

四、系统调试.............................................23

五、总结.................................................24

参考文献.................................................27

致谢.......................................................................28