伺服控制工程课程设计报告文档格式.doc

1、三.设计方案论证（一）. 硬件的选择：台达ASD-A0421-AB系列伺服驱动器，VFD-M系列变频器，ECMA-C30604ES伺服电机，台达DVP40ES00T2系列PLC，台达触摸屏DOP-A57BSTD，增量式编码器和异步电机。（二）硬件的介绍：（1）VFD-M系列变频器：变频器面板主要包括：编程/功能选择键,资料确认键，频率设定旋钮，启动运行，停止按钮等此次设计中用到的几个重要变频器参数设定：P 00: 04 数字操作器上的V.R.控制P 01: 00 运转指令有数字操作器控制P 02: 00 电机以减速刹车方式停止 01 电机一自由运转方式停止P 03: 50.00400.00HZ

2、 最高操作频率选择P 04: 10.00400.00HZ 最大电压频率选择（2）台达ASD-A0421-AB系列伺服驱动器：伺服驱动器的连接器与端子：L1,L2为控制回路电源输入端，U,V,W为电机连接线，CN1为I/O连接器，CN2为编码器连接器，CN3通讯口连接器。主要参数设定：P1-00=2（外部脉冲列指令输入形式设定）P1-01=0（控制模式及控制命令输入源设定）P2-10=101（数字输入接脚DI1功能规划）P2-11=104（数字输入接脚DI2功能规划）P1-02=00（速度及扭距限制设定）（三）. 系统结构框图：根据试验台的架构和实验要求此次设计的系统框图如下图所示：四.系统流程

3、图： 此设计所用的设备有台达变频器，异步电机，旋转编码器，台达PLC，伺服电机等，台达变频器控制异步电机，通过改变频率来改变异步电机速度，并利用旋转编码器使异步电机与伺服电机建立联系，最终使伺服电机跟随上异步电机的速度，伺服电机正反转的速度通过台达触摸屏来设置。所做设计的流程图如下图所示：五硬件之间的接线：（1）PLC与增量式编码器连接:设计中用到的PLC的输入输出口并不是很多，PLC对编码器进行采集,编码器为增量型，其输出为A、B、Z三相，Z相为零脉冲检测线，主要用于电机转动圈数的计算，A相为脉冲检测的个数，B相和A相配合使用可检测出转动的方向，所以对于设计要求的异步电机的跟踪，只需用到A、

4、B相将其接于PLC的XO、X1输入口。伺服电机转速与方向控制，采用的是正逻辑的脉冲加方向控制，PLC输出口采用的是一组高速脉冲输出口CHO（X0、X1），X0作为脉冲输入口，X1作为方向控制 编码器配线线色端子名褐色电源（+Vcc）黑色输出A相白色输出B相橙色输出Z相蓝色0V（2）PLC与伺服驱动器连接：本次课程设计最终是要完成伺服电机对步进电机速度的跟踪，由PLC输出高速脉冲控制伺服驱动器达到定位。结合伺服驱动器的标准接线方式，确定PLC与伺服驱动器的接线如图所示。六.人机界面的设计：1.本次设计所用的人机界面软件为Screen Editor 1.05.86。台大触摸屏与PLC连接，通过人机

5、界面的画面控制电机的正反转及跟随功能。a建立主画面：打开人机界面软件，新建一个文件，根据本设计的功能要求建立第一个画面，并添加标题文本，伺服跟随按钮，伺服正反转按钮，指示灯等属性，并为每个属性添加相应的地址。界面如下图所示：b建立伺服电机跟随异步电机的功能画面：新建第二个画面，添加伺服电机速度，异步电机速度，超速报警灯，启动跟随按钮，返回按钮，等属性，并为每个属性添加相应的地址。c.建立伺服电机正反转控制的界面：新建第三个画面，添加伺服转速，设定转速，报警灯，正转按钮，反转按钮，启动按钮，返回按钮等属性，并为每个属性添加相应的地址。建立好人机界面之后进行编译，在界面之后在Screen Edit

6、or软件中进行仿真，达到要求之后下载到台达触摸屏。七.设计结果与分析本次设计根据设计要求分别实现了伺服电机的正、反转，伺服电机跟随异步电机的转速。首先电机转速信号的采集是由一台增量式编码器完成，采集到的旋转信号经PLC高数计算器读取到内部寄存器，由于PLC中有四个硬件高速计数器模块（HHSC0-3），他们分别有不同的读写I/O点，因此在使用过程中需要与程序编程过程机密集合，防止I/O点的重复使用。伺服电机运转模式有速度、位置以及扭矩模式，不同的模式有不同的配线方式以及参数设置。本次设计主要使用到位置模式，因此配线要严格按照位置模式的配线连接。调试过程中出现电机转速异常、转向相反以及停转等现象，

7、注意检查伺服驱动器的连线和参数设定是否准确。PLC为伺服驱动器提供脉冲信号实现伺服电机的定位和定速。接线过程中一定要确保Y0、Y1的准确连接，否则电机可能实现转向相反或者停转现象。人机界面实现对电机转速和方向的监控，主要是通过对PLC程序的读取和修改，因此在对人机界面进行编程过程中，一定注意与PLC的正确通信。设计体会本次设计为伺服电机速度跟随系统的设计与实现，主要是在PLC的控制下，完成伺服电机对异步电机速度的跟随，并且能够控制伺服电机的正、反转。经过将近两周的努力，最终完成了本次设计。经过调试运行，实现了设计的要求。 通过本次课程设计使我对编码器，异步电机和伺服电机的工作原理进行了全面的总

8、结，学会了怎样根据设计要求编写plc程序，并且能通过台达触摸屏组态监控画面控制电机的运转，使我对所学的专业知识进行了系统而全面的巩固。经过本次毕业设计，自己从中学到很多东西，虽然此次设计所用到的设备自己并没有接触过，但凭着我的努力，对台达PLC有了深刻的了解，这不仅仅是对我学过的专业知识的一次巩固，也是对自动化设备的一次新的接触，了解了自动化设备在工业中的实际应用和安装，同时也培养了自己的团队精神，我和自己的另一个搭档分工合作，碰到问题共同解决，通过设计，提高了自己的动手能力、全面思考问题的能力以及把握未来自动化技术的发展方向。当然从本次课程设计中自己也从中找出了自己的不足， 即专业知识和实际不能很好的结合，思考问题不够全面，相信自己会在以后的工作及生活中渐渐的弥补自身缺点，并发挥自己的优点。此外，在本次毕业设计中，得到了老师以及同学的帮助，在此一同表示感谢。参 考 文 献1.邓秋香，使鹏举.触摸屏的原理和应用M.2007.32.旋转编码器的原理和应用.2007.3.台达PLC编程手册4.台达VFD-B系列变频器使用手册。5.台达 DOP-HMI触摸屏使用手册。6.台达ASDA-AB伺服驱动器应用技术手册2007.3