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1、直线滑台的交流伺服电机PLC控制及人机界面设计 直线滑台的交流伺服电机PLC控制及人机界面设计PLC Control and Human-Computer Interface Design of Linear Slide Platform of AC Servo Motor 摘要在现代化生产中，直线滑台的应用非常广泛。在数控机床和高精度位置控制中，交流伺服电机驱动的直线滑台能够按照给定的控制任务，准确地实现速度和位置控制。本课题提出“直线滑台的交流伺服电机PLC控制及人机界面设计”采用交流伺服电机作为驱动元件，PLC作为主要控制手段，能实现直线滑台的多种速度下运转和准确的位置定位。采用液晶触摸
2、屏作为该控制系统的显示及操作装置。能够根据实际情况调节交流伺服电机的运转参数（调速、启动、停止），适应多位置定位和多速变速的切换功能。通过本次毕业设计，掌握机电传动控制的分析方法和设计方法，结合PLC、交流伺服电机的控制技术及触摸屏技术的专业知识，能够独立完成该电气控制系统的设计。关键词：直线滑台 交流伺服电机 PLC控制 人机界面设计Abstract In modern production, linear slide sets of very extensive. In the numerical control machine tool and high precision positi
3、on control, ac servo motor drive straight slippery sets according to the given control to task, accurate speed and position control. This topic proposed linear slide platform of ac servo motor PLC control and human-computer interface design adopting ac servo motor as driving element as the main mean
4、s of control, PLC can realize linear slide platform of multiple speed running under and accurate positioning. Adopt LCD touch screen as the control system of the display and operating equipment. According to actual situation to adjust ac servo motor operation parameters (speed regulation, start and
5、stop), suitable for positioning and switch function more variable speed. Through the graduation design, grasps the electromechanical transmission control methods of analysis and design method, combining PLC, ac servo motor control technology and touch-screen technology professional knowledge, which
6、can independently the electrical control system design.Key words: Linear slide sets Ac servo motor PLC control Human-computer interface design目录摘要Abstract绪论11 PLC的概述21.1 PLC的定义21.2 PLC的组成31.3 PLC的工作原理41.4 常用PLC介绍52 交流伺服电机概述82.1 交流伺服电机的基本常识82.2 交流伺服电机及其调速分类和特点82.3 步进电机和交流伺服电机性能比较112.4 交流伺服电机在包装机械上的应用
7、133 直线滑台交流伺服电机PLC控制原理153.1概述153.2 PLC控制的数控滑台结构153.3 行程控制163.4 进给速度控制173.5 进给方向控制173.6 PLC的软件逻辑控制173.7 伺服控制、驱动及接口184 PLC控制系统设计204.1 系统程序设计语言选择及其特点 204.2 系统的软件设计204.3 伺服电机及驱动器 224.4 程序的安装与调试234.5 人机界面 24结论25致谢26参考文献27绪论 在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机,可使控制速度,位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象伺服电动机又称执
8、行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。交
9、流伺服电机较好，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波，直流伺服比较简单，便宜。本文首先介绍了可编程控制器的有关知识，包括它的定义、组成、工作原理等，为后面自动送料装车控制系统的设计打下理论基础。第二章是本文的核心部分，首先分析了直线滑台的工作流程，然后根据设计要求，选择合适的PLC模块，给出合理的输入/输出分配表，并设计PLC外部接线图。最后设计相应的梯形图，并进行程序调试和模拟运行。本课题的研究对自动化工业生产具有重大意义。1 PLC的概述1.1 PLC的定义PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会NEMA（NationalElectr
10、icalManufactoryAssociation）经过四年的调查工作，于1984年首先将其正式命名为PC（ProgrammableController），并给PC作了如下定义。PC是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能着，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(
11、Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了PLC标准的草案第一稿，第二稿，并在1987年2月通过了对它的定义。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指
12、令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。1.2 PLC的组成PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，PLC可编程控制器主要由CPU模块、存储器、输入模块/输出模块、电源、编程器和外部设备接口组成。(1)CPU模块CPU模块又叫中央处理单元或控制器，中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。它主要由微处理器（CPU）和存储器组成。它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、
